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《鎂合金的摩擦擠壓焊(攪拌摩擦焊).doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除鎂合金的摩擦擠壓焊(攪拌摩擦焊)摘 要 對四種鎂合金的摩擦擠壓焊進行了研究。它們是三種模鑄鎂合金和一種鍛造鎂合金:AM50、AM60、AZ91和AZ31(鍛材)。所有合金都成功地實現(xiàn)了它們自身的及互相間的焊接,而沒有出現(xiàn)因鑄材中夾雜的氣體所引起的任何問題。但和鋁合金的摩擦擠壓焊相比,保證獲得理想焊點的處理參數(shù)更為嚴格。關鍵詞 摩擦擠壓焊 鑄造和鍛造鎂合金0 前言 近年來,在汽車工業(yè)中,人們對于車體部件采用許多用壓鑄法制造的鎂合金零件具有濃厚的興趣。[1～3]。這些材料延性有限,含有存留氣體
2、,通常難以用熔焊技術進行滿意的焊接。由于大部分鎂合金是由鑄造方法生產(chǎn),過去沒有改進其焊接技術的廣泛需求。摩擦擠壓焊(FSW)的固態(tài)連接技術在1991年獲得專利[4](圖1所示),最初用以擴展由于裂紋和氣孔問題難以用熔焊技術進行連接的一些鋁合金的可焊性。該新焊接工藝的范圍目前已擴展到鉛、鋅、銅、鈦和鐵基合金的焊接,并取得了不少可觀的成效。 特別引起人們對連接鑄鎂零件之興趣的是將鑄造鋁和鍛造鋁彼此FSW此文檔僅供學習與交流此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除的成功。鑄造材料含有明顯的氣孔,表明存在殘留的氣體,用熔焊法將遭遇到存在
3、這些氣體所造成的問題,而FSW可在焊縫或在緊鄰的熱影響區(qū)(HAZ)產(chǎn)生無氣孔的理想焊接點[5,6],見圖2。1 鎂合金摩擦擠壓焊試驗的實驗結(jié)果 英國焊接研究所(TWI)所做的工作是針對四種鎂合金:三種鑄造合金(AM50、AM60和AZ91)和一種鍛造合金(AZ31)。AM合金中鋁和錳作為其主要合金化元素,而AZ合金含鋁和鋅作為其主要合金元素。所有這些合金對于在汽車工業(yè)中的應用都是重要的?！ ≡囼炇窃诔叽鐬?40mm×100mm×6mm的小的板件上進行的,只是AZ31板稍厚,為614mm。后者并未被加工成和其他板的厚度一致,但FSW
4、焊具能使6mm厚的材料完全焊透,并可以稍“犁”入較厚的AZ31中。所用的FSW焊具是帶有普通螺紋的螺栓或MXTrifluteTM設計的螺栓。研究了旋轉(zhuǎn)和橫向進給速度的變化范圍。第一輪試驗是在AM50合金板上進行的,轉(zhuǎn)速為250～500rpm,橫向進給速度為160～450mm/min。經(jīng)測定,在355rpm和160～224mm/min下得到滿意的焊接,并對其他焊鎂合金采用355rpm作為標準旋轉(zhuǎn)速度,從而建立了焊接質(zhì)量的直接比較。對其它一些合金,橫向進給速度在160～315mm/min內(nèi)變化,且選定160mm/min作為用以比較焊透焊
5、縫的最佳進給速度。此文檔僅供學習與交流此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 試驗發(fā)現(xiàn),AZ91和AZ31合金的自身焊接相當容易,可獲得光滑的焊接表面,特別是AZ31合金。然而,對AM50和AM60合金,雖然可獲得相當光滑的焊縫,但發(fā)現(xiàn)在一定條件下這些材料會粘著在FSW焊具上,并一開始就引起焊接表面上出現(xiàn)輕微的撕裂外觀,然后FSW焊具開始將材料從板上粘下,并留下表面空洞(圖3)。還發(fā)現(xiàn)鍛造鎂合金AZ31和最軟的鑄造合金AM50能以稍高于其他兩種合金的橫向進給速度進行焊接。焊縫宏觀斷面表明,在160mm/min的進給速度下,AZ
6、91的焊接點是完全邊緣平行的,而其他三種合金的焊接點形狀較寬。在224mm/min下,AZ31焊接點保持寬大而AZ91和AM60焊接點此時邊緣更加平行,并可能在焊縫底部留下潛在的未焊合的根部。在更高的進給速度下,AM50焊接點邊界也變得更加平行,且在315mm/min下FSW焊具的焊透能力十分明顯地減弱,并留下潛在的未焊合根部(圖4)異種鎂合金的相互焊接最初在160mm/min的進給速度下進行。已經(jīng)驗證,在該速度下對所有的合金,FSW焊具都能焊透。通常,焊縫表面非常光滑。只是AZ91-AZ31焊縫看起來有點粗糙。選取的這些焊縫的一些
7、宏觀斷面(如圖5)表明,AM50-AM60焊縫是相當平行的,這些合金與AZ91間的焊縫都是如此,但所有與AZ31此文檔僅供學習與交流此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除的焊縫都顯現(xiàn)出寬得多的焊接點?！ ‘攲惙N鎂合金彼此焊接時,發(fā)現(xiàn)在一些組合中,合金可以同樣容易地彼此互相混合,但在另一些組合中,根據(jù)某種合金被混入另一合金,焊縫表面外觀明顯不同。為了強調(diào)該效應,以比第一輪異種合金焊接試驗更高的橫向進給速度(此時為250mm/min)進行了一系列焊接試驗,結(jié)果如圖6。特別是,發(fā)現(xiàn)將其他合金混入AZ31的效果比將AZ31混入其它合金
8、的要好,而該取向效應在沒有AZ31的焊接中并沒有如此關鍵。值得注意的是在鋁合金的FSW處理中有類似效應[7],這可能是由FSW工藝的非對稱性質(zhì)及在高溫下兩種被焊材料的不同強度和屈服應力所引起的?！ 漠惙N合金焊接接頭的宏觀斷面可看到兩
