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Q345D无缝钢管异质搅拌摩擦焊搭接接头微观组织分析
双击自动滚屏 发布者:管理员 发布时间:2015/3/6 阅读:1550次 【字体:

 Q345D无缝钢管具于密度小、比强度高、成形性好及低温性能好等特点,用其代替钢铁材料,可大大减轻构件的重量。镁合金的密度约为铝合金的2/3,具有较高的比强度和比刚度,并具有较强的抗震能力,在航空航天、汽车制造和轨道交通等行业具有广阔的应用前景。尤其在汽车、摩托车等交通运输领域,镁合金和铝合金都已被大量使用,镁铝异种金属的连接因此也受到了广泛关注。采用熔焊方法焊接镁铝异质材料时,由于热输入较大,极易形成金属间化合物,Q345D无缝钢管逼近五年高位沙特调整油价伏击加元,很难获得良好的焊缝,甚至不能形成连续的焊缝。搅拌摩擦焊(FSW)是由英国焊接研究所于1991年提出的一种固态塑化连接方法,与传统熔焊相比,不会出现气孔、裂纹和元素烧损等缺陷,接头部位没有大范围的热塑性变化过程,因此特别适合镁铝异质金属的焊接。

                    目前国内外对镁铝异质FSW搭接的研究较少,随着镁铝合金在交通运输领域的应用越来越广泛,研究镁铝异质FSW搭接具有很强的现实意义和工程意义。本文主要针对镁铝异质FSW搭接接头不同区域的微观组织进行分析,以便为进一步研究镁铝异质FSW搭接工艺提供理论依据。实验选用AZ31镁合金和5083铝合金板材,规格为200mm×100mm×3mm。AZ31镁合金的成分为(质量分数,%):0.01Si,0.027Fe,0.015Cu,0.48Mn,0.88Zn,0.0005Ni,3.1Al,余量为Mg。5083铝合金的成分为(质量分数,%):4.0Mg,0.4Si,0.4Fe,0.1Cu,0.4Mn,0.15Cr,0.25Zn,0.15Ti,余量为Al。在搅拌摩擦焊机上进行搭接试验,搭接长度为40mm。采用圆锥带螺纹的搅拌头,轴肩直径16mm,搅拌针长2.6mm。焊接参数为:焊接速度50mm/min,旋转速度1350r/min。焊后选取外观成型良好的接头,沿垂直于焊缝的方向截取试样,经镶嵌、细磨后,进行抛光处理,制成金相试样。采用FSW搭接工艺成功的实现厚度为3mm的镁铝异质金属的焊接。从焊接接头的微观组织形貌中可以看出,镁铝界面处存在一个不同于母材组织的过渡层,且过渡区晶粒均匀细小。过渡层在前进侧近似为三角形,在后退侧近似为圆弧形,其中弥散分布着大量白色树枝状晶体;在焊核过渡区中,存在着柱状树枝晶向胞状树枝晶的过渡。通过对接头过渡区进行XRD衍射分析可知,过渡层中弥散分布的白色树枝状晶体为Mg17Al12,在焊核过渡区中分布的柱状晶为Al3Mg2。





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