收藏本站
《大连理工大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

镁合金活性焊接研究

张兆栋  
【摘要】: 镁合金具有密度低、比强度高、电磁屏蔽性好和易回收等一系列优点,被称为二十一世纪的绿色工程材料,在航天航空、汽车、电子等领域具有巨大的应用潜力。我国作为镁资源大国,镁合金的产业化应用已成为国家科技战略发展目标之一。连接技术是实现镁合金产业化应用的关键,因此开发高质、高效、节能、降耗的镁合金先进连接技术已成为国内外研究的热点。同常规焊接方法相比,活性焊接方法具有成本低、生产效率高、焊接变形小等优点,因此开展镁合金活性焊接技术研究对促进镁合金产业化应用具有重要的理论和现实意义。本文系统地研究了镁合金活性焊接中焊缝的熔深、微观组织、力学性能以及电弧行为、熔池行为,并且深入的探讨了镁合金交流活性TIG焊接增加熔深的机理。 1、提出镁合金活性焊接工艺,以AZ31B镁合金为主要研究对象,研究了活性交流TIG焊接、活性等离子弧焊接以及活性激光焊接过程中活性剂增加熔深的规律。结果表明,适量的活性剂均可以增加TIG焊接、等离子弧焊接、激光焊接的熔深,但是不同种类的活性剂增加熔深的效果不同。在交流TIG焊接中增加熔深效果较好的为氯化物,在等离子弧焊接中增加熔深效果较好的为氧化物和氟化物,在激光焊接中增加熔深效果较好的为氧化物。研究了焊接参数对镁合金A-TIG焊接增加熔深效果的影响规律。结果表明,三种不同性质活性剂增加熔深的效果均受焊接参数的影响。在所研究的参数范围内,涂敷活性剂后最大熔深为未涂敷活性剂时的300%左右。活性剂的涂敷量也对其增加熔深的效果有一定的影响,涂敷量对熔深的影响均存在一个饱和值。 2、分别采用对接焊方法和堆焊方法研究了活性剂对镁合金交流TIG焊接接头力学性能和微观组织的影响。结果表明,AZ31B镁合金A-TIG焊接接头的拉伸强度与常规TIG焊接接头的拉伸强度相当。在同种焊接条件下,活性剂在增大熔深的同时并没有改变焊缝内的相组成,仍为基体Mg相和β-Mg_(17)(Al,Zn)_(12)相;焊接接头的断口形貌仍然为典型的镁合金焊接接头的混合断口形貌,即为韧窝断裂和解理断裂的混合形貌。另外,实验发现涂覆氧化物活性剂后,在焊缝中存在一些氧化物的颗粒,说明氧化物活性剂随着熔池的流动进入了焊接熔池。 3、通过电弧电压测量、电弧形态观察、电弧光谱分析以及焊缝熔池温度、熔池元素分布、熔池流动分析方法,研究了活性剂增加镁合金交流TIG焊熔深的机理。 氯化物活性剂(CdCl_2)增加了交流焊接正负半波的电弧电压,并且使得电弧形态发生了较大的变化,在电弧正半波发生电弧拖尾现象,在电弧负半波发生电弧收缩的现象;通过电弧光谱分析在电弧中发现了Cd原子和Cd~+离子的存在;熔池的流动状态没有改变。这些说明这种氯化物活性剂主要影响焊接电弧,使得电弧能量增加,焊接热输入增加,进而增加了焊接的熔深。而氧化物活性剂的存在则对焊接电弧电压产生不同的影响,TiO_2活性剂使得电弧电压下降,Cr_2O_3活性剂使得电弧电压升高,说明活性剂的导电能力对电弧电压具有较大的影响。氧化物活性剂的存在对焊接电弧的形态影响不大,并且在电弧中只观察少量的Ti、Cr原子的谱线,没有观察到Ti~+、Cr~+的谱线,说明它们没有在电弧作用下发生明显电离。经过实验验证,发现TiO_2活性剂的存在改变了熔池的流动方式。这些说明这种氧化物活性剂主要影响焊接熔池,使得熔池的流动方式发生改变,转变为有利于熔深增加的流动方式,使得熔深增加。 4、采用均匀设计方法设计了以氧化物为主要成分的活性剂复合配方。结果表明:复合配方能使焊缝熔深增加程度更大,复合配方中各组分之间具有很强的交互作用。涂敷最佳复合配方活性剂与涂敷单一活性剂的金相组织相比,焊缝晶粒细化比较明显,涂敷最佳复合配方活性剂的抗拉强度优于涂敷单一配方活性剂的抗拉强度。 通过本文对镁合金活性焊接工艺和机理的研究表明,根据焊接方法不同,通过选择合理的焊接参数及活性剂,能够显著提高镁合金焊接接头熔深,获得高质量焊接接头,为促进镁合金的广泛应用提供了连接技术支撑。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;“全国铝及镁合金熔铸技术交流会”论文征集启事[J];轻合金加工技术;2011年08期
2 ;“全国铝及镁合金熔铸技术交流会”论文征集启事[J];轻合金加工技术;2011年06期
3 王树谷;;推进再生镁规范发展[J];中国金属通报;2011年35期
4 韩宝军;罗贞礼;侯宇;;镁合金表面纳米化与稀土扩渗合金化改性技术简析[J];新材料产业;2011年05期
5 朱亮;赵明;高福勇;;外加磁场下AZ31镁合金磷化膜结构及耐蚀性研究[J];表面技术;2011年04期
6 惠媛媛;;浅谈镁合金的焊接工艺[J];中国新技术新产品;2011年18期
7 王凤平;张玉楠;吕红梅;;AZ91D镁合金在NaCl溶液中的电化学噪声现象[J];辽宁师范大学学报(自然科学版);2011年02期
8 邹志文;熊守美;;锶、钕对Mg-9Al-1Si-0.3Zn合金微观组织和力学性能的影响[J];稀有金属材料与工程;2011年08期
9 张萍;张保丰;刘德波;;镁合金强韧化方法的研究进展[J];科技资讯;2011年22期
10 王瑞权;;镁合金半固态压铸缺陷分析与防止[J];金属加工(热加工);2011年13期
11 贾征;张志强;乐启炽;崔建忠;;铝合金和镁合金除氢方法及进展[J];铸造;2011年07期
12 邵颖;李广宇;邵忠财;华利明;;镁合金化学镀镍基合金的工艺研究进展[J];电镀与精饰;2011年08期
13 王敬丰;魏怡芸;吴夏;潘复生;汤爱涛;丁培道;;铸态、挤压态和快速凝固态ZK60镁合金微观组织及压缩性能[J];材料工程;2011年08期
14 张云霞;;氯化铈对镁合金在NaCl溶液中的缓蚀作用[J];腐蚀与防护;2011年06期
15 郝建民;田新宇;陈宏;胡星;;镁合金微弧氧化黑色膜的制备工艺和结构[J];材料热处理学报;2011年07期
16 尹树明;赵述哲;成泰民;;等通道转角挤压处理的镁合金AZ31的低周疲劳行为[J];轻金属;2011年08期
17 李力;王翠芳;;镁合金汽车下壳体充型和凝固过程数值模拟[J];特种铸造及有色合金;2011年08期
18 薛寿昌;;镁合金黑色化学转化膜工艺[J];电镀与精饰;2011年07期
19 郭晓琴;张颂阳;姜金三;;半固态镁合金制浆工艺与组织特征[J];铸造技术;2011年06期
20 王鹏;付传锋;胡亚民;;镁合金体积成形进展[J];精密成形工程;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘川林;曹洋;黄少东;唐全波;赵祖德;;镁合金等温成形工艺的研究及应用[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
2 董青;罗勤;罗斌;江萍;;镁合金碎屑的回收利用[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
3 张娅;曾小勤;卢晨;丁文江;;ZK60-MM镁合金铸态和挤压态组织和性能研究[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年
4 周学华;卫中领;徐乃欣;陈秋荣;;不同稀土的添加对AZ91D镁合金腐蚀性能的影响[A];2008年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文摘要集[C];2008年
5 李忠盛;杨明波;潘复生;张静;;Zn对Mg-3Al合金铸态组织的影响[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
6 杨成君;肖秀山;汪洋;林贵华;;从重庆长安公司看中国镁的应用技术[A];海峡两岸第二届工程材料研讨会论文集[C];2004年
7 张娅;曾小勤;卢晨;;ZK60-MM镁合金铸态和挤压态组织和性能研究[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
8 毛萍莉;刘正;王长义;王峰;;挤压态AM30镁合金高速冲击载荷下的失效形式及断裂形貌分析[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
9 李权;彭建;潘复生;;AZ系列镁合金热模拟挤压组织均匀性研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
10 韩恩厚;陈荣石;;高性能镁合金及其在电磁器件中应用的机遇[A];中国空间科学学会第七次学术年会会议手册及文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 李游 张炜玮;潘复生 全力打造镁合金基地[N];重庆日报;2005年
2 蔡春来;北京首特镁合金自行车打入德国市场[N];中国冶金报;2004年
3 ;镁合金用量逐年增加[N];世界金属导报;2005年
4 晶维;高强度镁合金材料问世 [N];中国有色金属报;2002年
5 张国光;镁合金在3C产品中的应用[N];中国有色金属报;2005年
6 立冬;天津大力发展镁合金自行车产业[N];中国有色金属报;2008年
7 印高乐;全球3C产品大幅增加镁合金应用[N];中国有色金属报;2003年
8 镁业分会会长 吴秀铭;依靠创新 推进镁合金应用[N];中国有色金属报;2009年
9 张纪贵;镁合金将广泛应用于电池产业[N];中国有色金属报;2009年
10 孙前;重庆万盛区镁及镁合金工程技术研究中心成立[N];中国有色金属报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 袁传军;铝、锌、镁合金电化学性能及机理研究[D];大连理工大学;2010年
2 邹东利;固溶态AM60B镁合金高速撞击变形及损伤行为[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 李东南;半固态镁合金材料及其制备技术的研究[D];华中科技大学;2004年
4 刘娅莉;镁合金表面处理新方法及纳米改性轿车面漆的研究[D];复旦大学;2006年
5 颜廷亭;AZ31B镁合金的生物医用表面改性研究[D];南京理工大学;2010年
6 贾素秋;镁合金的腐蚀行为与防护[D];吉林大学;2006年
7 李光玉;镁合金表面有机涂层和化学镀层的研究[D];吉林大学;2006年
8 牛丽媛;镁合金锌系复合磷化膜成膜机理、微观结构及性能的研究[D];吉林大学;2006年
9 房灿峰;高性能镁合金电磁改性技术研究[D];大连理工大学;2006年
10 杨旭;镁合金表面有机转化膜的制备及性能研究[D];重庆大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵康培;基于数值模拟的镁合金通讯件压铸模具设计[D];哈尔滨理工大学;2004年
2 苏允海;双逆变脉冲磁场作用下镁合金TIG焊[D];沈阳工业大学;2006年
3 杨宁宁;镁合金搅拌摩擦焊接工艺及神经网络预测系统[D];西北工业大学;2005年
4 黄亮;铝和稀土元素对镁合金在NaCl溶液中腐蚀行为的影响[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
5 龙治辉;添加金属锆提高镁合金起燃点的研究[D];重庆大学;2007年
6 刘云静;AZ91D镁合金表面激光改性的组织和性能研究[D];太原理工大学;2011年
7 王恒;镁、铝异种金属激光胶接焊工艺的研究[D];大连理工大学;2006年
8 麻彦龙;高强度变形镁合金ZK60合金相的控制与成分优化[D];重庆大学;2004年
9 沈勇;镁合金变极性等离子弧焊及活性化焊接研究[D];大连理工大学;2006年
10 许曙光;AZ91D镁合金化学镀镍磷/镍铜磷[D];吉林大学;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978