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Q345D無縫鋼管異質攪拌摩擦焊搭接接頭微觀組織分析
雙擊自動滾屏 發布者:管理員 發布時間:2015/3/6 閱讀:2124次 【字體:

 Q345D無縫鋼管具于密度小、比強度高、成形性好及低溫性能好等特點,用其代替鋼鐵材料,可大大減輕構件的重量。鎂合金的密度約為鋁合金的2/3,具有較高的比強度和比剛度,并具有較強的抗震能力,在航空航天、汽車制造和軌道交通等行業具有廣闊的應用前景。尤其在汽車、摩托車等交通運輸領域,鎂合金和鋁合金都已被大量使用,鎂鋁異種金屬的連接因此也受到了廣泛關注。采用熔焊方法焊接鎂鋁異質材料時,由于熱輸入較大,極易形成金屬間化合物,Q345D無縫鋼管逼近五年高位沙特調整油價伏擊加元,很難獲得良好的焊縫,甚至不能形成連續的焊縫。攪拌摩擦焊(FSW)是由英國焊接研究所于1991年提出的一種固態塑化連接方法,與傳統熔焊相比,不會出現氣孔、裂紋和元素燒損等缺陷,接頭部位沒有大范圍的熱塑性變化過程,因此特別適合鎂鋁異質金屬的焊接。

                    目前國內外對鎂鋁異質FSW搭接的研究較少,隨著鎂鋁合金在交通運輸領域的應用越來越廣泛,研究鎂鋁異質FSW搭接具有很強的現實意義和工程意義。本文主要針對鎂鋁異質FSW搭接接頭不同區域的微觀組織進行分析,以便為進一步研究鎂鋁異質FSW搭接工藝提供理論依據。實驗選用AZ31鎂合金和5083鋁合金板材,規格為200mm×100mm×3mm。AZ31鎂合金的成分為(質量分數,%):0.01Si,0.027Fe,0.015Cu,0.48Mn,0.88Zn,0.0005Ni,3.1Al,余量為Mg。5083鋁合金的成分為(質量分數,%):4.0Mg,0.4Si,0.4Fe,0.1Cu,0.4Mn,0.15Cr,0.25Zn,0.15Ti,余量為Al。在攪拌摩擦焊機上進行搭接試驗,搭接長度為40mm。采用圓錐帶螺紋的攪拌頭,軸肩直徑16mm,攪拌針長2.6mm。焊接參數為:焊接速度50mm/min,旋轉速度1350r/min。焊后選取外觀成型良好的接頭,沿垂直于焊縫的方向截取試樣,經鑲嵌、細磨后,進行拋光處理,制成金相試樣。采用FSW搭接工藝成功的實現厚度為3mm的鎂鋁異質金屬的焊接。從焊接接頭的微觀組織形貌中可以看出,鎂鋁界面處存在一個不同于母材組織的過渡層,且過渡區晶粒均勻細小。過渡層在前進側近似為三角形,在后退側近似為圓弧形,其中彌散分布著大量白色樹枝狀晶體;在焊核過渡區中,存在著柱狀樹枝晶向胞狀樹枝晶的過渡。通過對接頭過渡區進行XRD衍射分析可知,過渡層中彌散分布的白色樹枝狀晶體為Mg17Al12,在焊核過渡區中分布的柱狀晶為Al3Mg2。





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