铝镁钨极氩弧焊焊接工艺试验研究(2)
4 焊接接头组织及缺陷分析 19
4.1 焊接接头尺寸分析 19
4.2 焊接接头缺陷分析 20
4.3 本章小结： 22
5 添加CaF2的样品分析 23
5.1 焊缝的金相分析 23
5.2 接头的硬度对比分析 24
5.3 本章小结： 25
6 皱皮层样品分析 26
6.1 皱皮层金相分析 26
6.2 皱皮层电镜分析 27
6.3 本章小结： 28
7 强度分析实验 29
7.1 拉伸试验 29
7.2 断口电镜分析 31
7.3 本章小结： 33
结 论 34
致 谢 35
参考文献36
1 绪论
1.1 选题的背景及意义
镁合金，有着“新型金属材料”的美誉，世界各工业大国现都十分重视对镁合金的应用开发研究[1]。镁及镁合金可以通过铸造的加工方法，获得不同品种和功能的管、板、带、棒等铸件，其特点：密度较小强度较高、韧性好并且减震性能强、具有较良的切削加工性能、抗冲击和抗压缩能力较好、铸造性能优良，以及具有尺寸的稳定性，电磁屏蔽性能良好[2]。现已经应用的汽车，笔记本外壳及精密仪器的设计应用当中。尤其是在汽车及航空工业有着极具潜力的开发[3]。
铝合金，在汽车飞机减轻重量的发展中，其应用越来越广泛，为加快高速列车的发展，许多国家都在加大研发力度，将铝合金更多地应用与车辆的构造中[4]。欧美日本投入运营的铝合金车体已经超过3万多辆，在航空方面，我国自行研究的第三代战斗机机体结构达到70%[5]。重量轻，强度高，塑性好，焊接性能好，抗腐蚀，无磁性，无毒，甚至一些铝合金的强度相当高，强度甚至已经高于普通结构钢，拉伸强度超过600兆帕[6]。
铝镁金属的特性有着许多的相似点，尤其轻密度，较高强度，在汽车及航空有着极具潜力的应用[7]，所以对他们的使用，存在相同的地方，这样要获得铝镁异种金属的高效连接，将会很好的发挥两者的优势，提高应用范围与应用场合，而焊接作为主要的高强度连接手段，对他的研究必不可少[8][9]。
1.2 铝镁异种金属焊接工艺
TIG通过吹出来的氩气，具有很好的隔绝空气，避免铝镁金属被氧化，而且钨极电弧稳定，即使在很小的焊接电流（<10A）下仍可稳定燃烧[10]。通过调节电流，及焊接速度可以很好的调节热输入，这可以方便的进行添加其他元素，并通过简单地试验分析得到添加金属元素前后焊缝成形情况。
王恒等利用现代分析手段，研究分析了TIG焊接AZ31B镁合金和6061铝合金的焊缝，尤其是融合区形貌[11]，通过分析比较元素扩散行为，其发现直接焊接镁铝板材时，铝镁之间的界面相当明显，金相以及电镜分析表明，镁元素向铝母材中扩散并形成了扩散层，相反铝元素向镁母材的扩散相当的少，扩散到铝母材的镁元素与铝元素形成了金属间化合物，由于金属间化合物具有脆性，所以形成的接头脆性增加。如图1.2.1：
日本的Kamitomioka通过对激光的搭接接头进行热力学的有限元分析，发现很难得到以中心线焊接的高质量搭接接头的[12]。通过限元分析的方法进行了研究，发现了一种可以抑制金属间化合物形成的方法。通过边缘线焊搭接接头，可以实现浅的熔融金属穿透深度，这将有效地降低两种金属的反应和金属间化合物的形成。这种基于激光热力学的分析也同样适用于其他热源。
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