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《沈阳工业大学》 2010年
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磁场作用下镁合金焊接性的研究

贾华  
【摘要】: 随着工业技术的发展及世界各国对能源的迫切需求,节约与合理利用能源被日益重视,轻量化材料成为研究热点之一。镁合金由于具有质轻、比强度大、良好的减振性、较高的抗电磁干扰性、可回收等特点,适应了社会对环保和节能的需要,在运输交通、航空航天和信息产业等领域得到广泛使用,具有广阔的发展前景。焊接是形成结构件的重要方法之一,镁合金作为一种新型高性能结构材料,在实际应用中必然会采用焊接结构。但由于镁合金的焊接性较差,这就大大限制了镁合金的发展。磁控焊接是近几年新兴的焊接技术,由于成本低、附加装置简单、对焊接接头力学性能作用明显等特点而备受关注,应用日趋广泛。 本课题以5mm厚AZ31镁合金板为研究对象,采用交流钨极氩弧焊焊接方法,焊接过程中外加交流变频纵向磁场,其中焊接电流、磁场电流及磁场频率可以调节。焊后,对试样进行抗拉强度和硬度试验,并采用扫描电子显微镜及光学金相显微镜对试样的焊缝组织进行分析。系统的研究了焊接电流及磁场参数对AZ31镁合金焊接接头力学性能及显微组织的影响规律,揭示了外加纵向变频磁场对熔池液态金属凝固过程的作用机理,明确了焊缝晶粒大小、形态分布与接头力学性能的关系,以及电磁搅拌对焊接接头气孔和裂纹敏感性的影响。得到以下结论: 1、在无磁场状态下,当焊接电流为70A,氩气流量为7-9 l/min时,焊接接头的力学性能最好。此时焊接接头抗拉强度σb=201.7MPa,为母材抗拉强度的85%左右,伸长率δ=8.4%,断面收缩率ψ=12.18%,焊缝硬度为HV62.3。 2、在其它条件一定时,当磁场电流Ic=2A磁场频率f=20Hz时,焊接接头的各项力学性能达到最佳值,此时焊接接头抗拉强度σb=213.4MPa,为母材抗拉强度的90%左右,伸长率δ=11.5%,断面收缩率ψ=14.8%,焊缝硬度为HV76.2。 3、外加纵向磁场通过与电弧、熔池的相互作用产生电磁搅拌作用,影响焊缝金属的结晶形核及晶粒长大过程,使焊缝金属的温度场得到均匀化,提高合金元素的溶解度,促进成分均匀分布,通过机械作用细化晶粒、球化组织、净化杂质,能有效改善焊接接头的塑性与韧性。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG457.19

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【参考文献】
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