镁合金钨极氩弧焊激光焊接头的微观组织.docx
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1、沈阳理工大学毕业设计(论文)摘 要镁合金具有密度低,强度高,导热性能好,抗震性能好,电磁屏蔽性能优势以及应用在汽车,航空航天,电子信息产业,有广阔的发展前景。然而,在室温下,用紧密堆积的六方晶系结构的镁,滑系统,塑性变形。这些属性导致生产困难和昂贵的方法制备的镁合金部件的结构复杂。因此,使用镁合金结构简单焊接方法连接成一个复杂的结构,在镁合金结构件制造,不仅节省成本,而且还减少过程的复杂性的有效措施之一。在本文中,AZ31和AZ61变形镁合金的研究,通过调整不同的焊接工艺,金相组织分析和力学性能测试,系统的研究,不同的镁合金激光焊接和TIG焊接热输入量和焊接速度焊接参数接头的组织和力学性能的影
2、响,阐明组织演变,并获得焊接接头的力学性能之间的关系;强化机理模型预测了镁合金的高功率激光焊接接头的屈服强度增强机制。的实验事实的基础上的理论分析,得出以下结论: 1、间增加的能量不仅会导致增加的TIG焊接接头的AZ31镁合金热影响区,热影响区和熔合区的晶粒粗化,连续减少-相的热影响区和熔合区的颗粒或不连续相增加。然而,如果该行的能量太低,将导致在焊缝中的未焊透和孔隙度,从而降低了在焊接接头的拉伸强度。 2、较小功率的前提下,AZ31镁合金激光焊接熔深增加线能量增加。焊缝的表面上的等离子体有利于激光焊缝的深度增加。随着焊接线能量在AZ31镁合金激光焊接熔合区,呈现胞状晶胞状树枝晶树枝晶等轴晶的
3、转变。此外,适度的提高线能量可以降低镁合金的激光焊接头的应变速率,降低焊接凝固裂纹的形成的概率。 关键词:镁合金;激光焊;钨极氩弧焊;微观组织;力学性能ABSTRACTMagnesium alloys have low density, high specific strength, good thermal conductivity, excellent seismic performance, and good electromagnetic shielding performance and other advantages, has broad application prospect
4、s in the automotive, aerospace and electronic information industry. However, magnesium has the close-packed six party crystal structure at room temperature, slip, plastic deformation capacity low. These properties result in the complex structure of magnesium alloy production and preparation of diffi
5、cult and high cost. Therefore, the use of welding method for magnesium alloy is simple structure will be connected with a complicated structure becomes magnesium alloy structural parts manufacturing industry not only cost savings, but also one of effective measures to reduce the complexity of the te
6、chnology. Based on the AZ31 and AZ61 magnesium alloy as the research object, through the welding parameters under different process adjustment, and combined with the microstructure analysis and mechanical properties testing, a systematic study of the different welding speed and the welding line ener
7、gy effect of microstructure and mechanical properties of joint of magnesium alloy laser welding and TIG, clarification the relationship between the microstructure evolution and mechanical properties of the welded joint; and the strengthening mechanism model to forecast the yield strength enhancement
8、 mechanism of high power laser welding of magnesium alloy joints. Based on the experimental facts, combined with theoretical analysis, the main conclusions are the following:1, line energy not only leads to AZ61 magnesium alloy gas tungsten arc welding HAZ width increases, heat affected zone and Fus
9、ion Zone grain coarsening, and make continuous - heat affected zone and fusion zone of reduced and granular or discontinuous beta phase increased. Low line energy will lead to lack of penetration and porosity in weld appearance, and the ultimate tensile strength of the welded joint reduction2, in th
10、e condition of low power, AZ61 wrought magnesium alloy laser weld penetration increases with the increase of welding line energy. Plasma welding on the surface of thin and stable in favor of laser weld penetration increase. With the increase of welding line energy, influenced by constitutional under
11、cooling degree of change,the fusion zoneof AZ61 magnesium alloy laser welding deformation, microstructure evolution of the critical region near the partially melted zone are presented in the cellular crystal and cellular dendrite, dendritic, equiaxed grains. In addition, appropriately increasing the
12、 line energy can reduce the magnesium alloy laser welding joint strain rate, thereby reducing the possibility of the formation of weld solidification cracks in the line, but the high energy will lead to weld HAZ liquation crack increase. Keywords : magnesium alloy; laser welding; TIG welding; micros
13、tructure; mechanical propertiesIII目 录中文摘要.I英文摘要.II第1章 绪论.1 1.1 镁合金得简介 .1 1.1.1 镁合金得发展.1 1.1.2 镁合金得分类.2 1.2 镁合金焊接得国内外研究现状 .2 1.3 本文得主要研究内容 .6第2章 研究内容与方法 .7 2.1 实验材料 .7 2.2 焊接设备 .7 2.2.1 交流钨极氩弧焊焊机.7 2.2.2 小功率激光脉冲焊接机 .8 2.2.3 大功率激光器.8 2.3 性能检测设备 .8 2.3.1 焊接接头试样得制备.8 2.3.2 扫描电子显微镜.8 2.3.3 万能材料试验机(SANS X
14、YA105C) .9 2.3.4 显微硬度计.9第3章 镁合金钨极氩焊接接头微观组织和力学性能得关系 .11 3.1 线能量得变化对镁合金钨极氩弧焊接接头微观组织得影响 .11 3.1.1 镁合金钨极氩弧焊焊接接头得微观组织特征. 11 3.1.2 线能量得变化对焊接接头热影响区微观组织得影响 . 12 3.1.3 线能量得变化对焊缝熔合区微观组织得影响. 13 3.2 线能量得变化对焊接接头力学性能得影响 .15 3.2.1 拉伸强度.15 3.2.2 显微硬度. 17 3.3 本章小结. 19第4章 焊接线能量得变化对镁合金小功率激光焊接性能得影响.20 4.1 焊接线能量对焊缝熔深得影响
15、. 20 4.2 焊接线能量变化对焊缝熔合区微观组织得影响. 22 4.3 线能量得变化对热裂纹形成得影响. 25 4.4 线能量得变化对微气孔形成得影响. 27 4.5 本章小结. 29第5章 结论.30致 谢.31参考文献.3233第1章 绪论1.1 镁合金得简介1.1.1 镁合金得发展 20世纪初期镁合金作为结构材料在是军事需求带动下,镁合金的需求生产开始快速增长。在21世纪,发展的行业,铝,铁及其他资源,慢慢干涸,有迫切需要寻找替代材料。因此,镁合金在汽车领域,计算机,通信和航空航天应用开始增加。今天,镁合金已成为世界上最好的绿色环保材料,其消费增长持续快速增长。从1997年到2007
16、年,对镁的需求在图1.1显示了原镁的需求,十年增长近10倍。图 1.1 镁需求量镁合金在工业上得应用主要体现在以下几个方面:(1)汽车制造业:20世纪70年代以来,为了减轻汽车重量,镁合金在汽车行业的应用越来越多。镁合金通常用在车辆的组件,如各种车内部件,车身部件,发动机,传动部件和底盘。汽车行业需求的增加已成为镁合金生产增长的主要原因。 (2)随着镁合金生产技术的改进,采用镁合金成本开始下降,从而促进镁合金的应用在计算机,通信,仪器仪表,家电,医疗,轻工等行业。镁合金的应用增长最快的电子信息和仪器仪表行业。虽然重量和尺寸的镁合金产品这些大型汽车零部件产业,但它是一个大的基地,成为覆盖面广,在
17、世界镁消费量增加,增加的另一个重要原因。镁合金3C产品外壳的应用随着消费者对产品的需求也越来越高,已逐渐取代的材料,如ABS和PC趋势。 (3)在航空航天应用领域:航空材料减重带来的经济效益和性能的改善是非常明显的。缓解同等质量的条件下,飞机节省燃油量是约100倍,汽车和电机性能的提高,更重要的是,可以大大提高战斗力和生存能力。随着镁合金生产技术的发展,材料的性能的变化,不断增加的应用范围。目前,其应用领域包括各种飞机发动机零部件,螺旋桨,齿轮箱,支架,武器和航空零部件。已经开始取代铝的镁合金。1.1.2 镁合金得分类 的镁合金的金属镁作为主要元素,通过加入一些其它合金元素形成的合金,镁合金附
18、加的合金元素,如铝,锌,锰,硅,钙,锂。在一般的镁合金的分类的基础上有以下三种:合金的化学成分,成形工艺,以及是否含有锆。根据镁合金的合金元件的数目可分为二元,三元和多元合金系统。普通的镁合金系统通常含有一个以上的合金元素。然而,在实践中,为了方便,简化和突出合金的主要合金元素的作用,镁,锰,镁,铝,镁-RE,镁,钍,镁锂和Mg-Ag合金的镁合金分为系列。不论其是否含有锆合金,镁合金,含有锆和锆 - 自由两类。通常出现含锆镁合金系列锰 - 锌,锰 - 镉系列。不包括锆镁合金锰 - 锌,锰 - 镁及镁 - 铝系列。现在最广泛使用的锆镁合金镁 - 铝系。锆镁合金主要起到细化晶粒的作用。含锆镁合金具
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- 镁合金 钨极氩弧焊 激光 焊接 微观 组织
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