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AZ31镁合金搅拌摩擦胶接点焊工艺研究

倪雅琪  
【摘要】:镁合金相对于铝合金具有良好的比强度、比刚度、切削加工性好等特点,已经成为轻量化的首选材料。在镁合金的焊接方面,采用传统的焊接方法很容易产生气孔、裂纹、飞溅、夹渣等焊接缺陷,而且镁合金的导热系数比较大,熔焊温度高,冷却后变形大。搅拌摩擦点焊(FSSW)是近年来发明的新的焊接方法,具有接头强度高、能耗低和设备简单等优点,对于镁合金的焊接具有很好的应用前景。而胶接接头为面积连接,应力分布均匀;接头密封性好,采用胶-焊复合连接,可以提高接头承载能力和密封性。因此搅拌摩擦胶接点焊为镁合金连接问题的解决提供了一个新的思路。 试验对AZ31镁合金点焊、胶接、胶粘剂固化后点焊以及胶粘剂固化前点焊的试件进行了抗剪试验,比较它们的抗剪切力及焊点表面成形。结果发现,胶粘剂固化前点焊的AZ31镁合金焊点质量和力学性能最好;胶粘剂固化后点焊的AZ31镁合金焊接质量较差,远远不如单独点焊和单独胶接的力学性能。在确定工艺顺序后对参数进行优化。分析研究了不同胶粘剂、转速、轴肩下压量以及焊接时间对焊接点成形质量及力学性能的影响。 然后对AZ31镁合金搅拌摩擦胶接点焊接头进行SEM断口扫描试验、EDX分析以及显微硬度试验和金相试验,对微观组织进行分析,最后进行了缺陷分析。金相分析发现,先点焊后胶接的试件焊缝有三个组织变化区域,它们分别是焊核区,热机影响区和热影响区,同时试件在两板材交界处熔合较好,上下板材交界处晶粒度差距大。硬度分析发现上下板材交界处和热机影响区硬度最低。


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