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夹层辅助镁/铝异种金属接头MIG焊接工艺研究

蒋文杰  
【摘要】:镁/铝异种金属熔焊的主要问题是难以控制镁/铝脆性金属间化合物的生成。本文提出采用金属夹层辅助镁/铝异种金属MIG焊接工艺,抑制镁/铝金属间化合物的产生,获得高质量无裂纹的焊接接头。 试验以AZ31B镁合金和1060纯铝做为研究对象,对镁/铝异种金属进行了MIG焊工艺研究。试验结果表明,金属夹层辅助镁/铝异种金属MIG焊接能够成功实现镁/铝连接,其最佳焊接工艺参数为:焊接电流100A、焊接电压18V、送丝速度3.8m/min、夹层类型为Zn,得到的接头抗拉强度最大值为43.2MPa。 接头镁侧界面的化合物层厚度与焊接热输入有一定的对应关系,当焊接热输入过大或过小时,镁侧界面的化合物层厚度都较厚。焊丝中微量元素的变化会影响接头组织,随着焊丝中Al含量的增加,焊缝区的白色共晶相逐渐增多并且呈连续分布,同时晶粒趋于细小。当填充焊丝含元素Si时,在镁侧生成了Mg_2Si的强化相,这种组织可以提高接头强度,但是另一方面,Si元素的加入导致熔池粘度增加,故而在凝固过程中气孔会增加,降低接头性能。当焊丝Mg含量增加时,会在镁侧形成大量的Mg_(17)Al_(12)金属间化合物,增加了接头脆性,降低其抗拉强度。 镁/铝异种金属接头的拉伸断裂位置靠近镁侧界面,其主要相组成为Mg_(17)Al_(12),拉伸断口呈河流花样阶梯状,断裂方式为脆性断裂;接头硬度曲线在焊缝中心微区内的硬度值较为接近,这说明焊缝中组织相近,成分均匀,金属间化合物呈弥散分布。靠近镁侧熔合线时,硬度较高,这是由镁侧熔合线附近的金属间化合物所致,而且靠近镁侧的硬度曲线比铝侧高,这说明了镁侧界面形成的化合物要多于铝侧界面。


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