AZ31镁合金TIG焊焊接工艺研究(5)
图2.1 焊接电源 图2.2 焊接机器人
2.1.3 性能测试设备
（1）金相显微镜
金相观察是用的仪器是OLYMPUS GX41显微镜。OLYMPUS GX41是一款试样倒置式金相显微镜，见图2.3，放大倍数为50，100,200和500倍.四孔物镜转盘（如图2.3（b）），可同时安装四个物镜，能快速转换到所需的物镜倍率。与电脑相连接后可直接在电脑上进行金相观察及照片拍摄。
（a） 显微镜 （b） 摄像头
图2.3 显微镜
（2）数显显文硬度计
硬度试验是在HVS-1000Z自动转塔数显显文硬度计（如图2.4）。采用大显示屏LCD显示，菜单式结构，选择硬度标尺HV或HK，硬度值相互转换，物镜/压头自动切换，测试结果和数据处理自动储存，也可通过打印机输出，RS一232接口与计算机连网。适用于热处理、碳化、淬火硬化层，表面覆层，钢，有色金属，微小及薄形零件等。
图2.4 HVS-1000Z自动转塔数显显文硬度计 图 2.5 SANS CMT5105型电子万能试验机
（3）SANS CMT5105型电子万能试验机
拉伸试验是在SANS的CMT5105型电子万能试验机上进行的，（如图2.5）。该试验机采用高强度光杠固定上横梁和工作台面，使之构成高刚性的结构框架。采用伺服电机驱动，通过传动机构带动移动横梁上下移动，实现试验机工作。有效拉伸空间570mm，有效实验宽度540mm，主要适合各种金属、非金属材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切等试验。试验前需将设备启动预热10至15分钟。
2.2 工艺试验过程
2.2.1 焊前准备
对于焊接所用的4mm镁合金板，可以不开坡口，但对接面需要加工平整。由于镁合金极易被氧化，因此供货状态的镁合金板材表面通常涂有一层铬酸盐保护膜和油脂层保护膜。镁合金在保护膜破损后很快就会被氧化，形成氧化膜。为保证焊接质量，在焊接前必须彻底清除表面的氧化膜、油脂和其它各种污物。焊前先用机械清理方法去除表面的氧化膜，然后再用丙酮清除试板表面的油污，具体方法是焊前用钢丝刷将焊接试板上下表面焊缝两侧 20-30mm 以内打磨直至露出金属光泽，然后用丙酮或酒精清洗后进行焊接。
2.2.2 焊缝与接头的形式
由于镁合金母材较薄，采用无坡口不留间隙的对接接头，接头形式如图 3.1 所示，焊接前，将试板对接面处用铣床铣平，保证焊接配对良好，并减少焊接接头焊后缺陷。
图 3.1 AZ31B 镁合金对接接头示意图
2.2.3 焊接夹具
镁合金的凝固收缩量大，热膨胀系数大，散热能力差，所以同样板厚的镁合金发生的焊接变形量要比钢铁材料的大得多。为了减少焊接变形和保证焊接的质量，镁合金的焊接需要使用夹具，以限制其变形。同时，为加速镁合金焊接时的散热，在镁合金下部垫上铜衬垫，铜衬垫内部通水，通过水循环来带走镁合金焊缝的热量，加速冷却。压板，铜衬垫及焊接接头装配图如图3.2。
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