AZ31鎂合金外源-相輔助攪拌摩擦點焊接頭性能強化研究.pdf

1、鎂合金性能優(yōu)異，在電子電器、汽車、航天航空和醫(yī)用生物材料等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，但是鎂合金易氧化、變形大、熱導(dǎo)率大、焊接性差、塑性變形能力差，這些性質(zhì)導(dǎo)致鎂合金熔化焊接生產(chǎn)困難。本文采用鎂合金AZ31作為實驗研究對象，通過研究加熱攪拌頭、液氮冷切、納米 SiC顆粒等不同的焊接輔助工藝對攪拌摩擦點焊接頭的顯微組織及力學(xué)性能的影響，構(gòu)建微觀組織與力學(xué)性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，澄清了鎂合金攪拌摩擦點焊接頭在不同焊接工藝下的強化機理。基于實驗結(jié)果上，

2、通過理論分析，獲得以下重要結(jié)論：
　　通過顯微組織檢測及力學(xué)性能測試系統(tǒng)研究了加熱攪拌頭對AZ31鎂合金攪拌摩擦點焊接頭微觀組織及力學(xué)性能的影響。實驗分析結(jié)果表明：隨著加熱攪拌頭溫度升高，攪拌區(qū)晶粒尺寸降低，焊接有效寬度增大，提高攪拌區(qū)硬度及接頭拉伸剪切強度，但是熱機械影響區(qū)晶粒隨著加熱攪拌頭溫度升高而粗化，從而降低其硬度。此外，熱機械影響區(qū)硬度晶粒Hall-Petch關(guān)系式斜率高于攪拌區(qū)硬度晶粒Hall-Petch關(guān)系式斜率。<

3、br>　　通過顯微組織檢測及力學(xué)性能測試系統(tǒng)分析了液氮冷卻對 AZ31鎂合金攪拌摩擦點焊接頭微觀組織及力學(xué)性能的影響。實驗分析結(jié)果表明：液氮冷卻時間的增加，減小了攪拌摩擦點焊接頭界面角，細(xì)化了攪拌區(qū)與熱影響區(qū)晶粒，使攪拌區(qū)與熱影響區(qū)硬度升高。當(dāng)液氮冷卻時間為10 s時，熱影響區(qū)徹底被消除。但是隨著液氮冷卻時間增加，熱機械影響區(qū)晶粒粗化，導(dǎo)致其硬度降低。此外，液氮冷卻時間為5s和7s的攪拌摩擦點焊接頭最大拉伸剪切力高于普通攪拌摩擦點焊接頭

4、最大拉伸剪切力，但由于隨著液氮冷卻時間增加，導(dǎo)致界面裂紋增大，弱化了接頭最大拉伸剪切力。
　　通過顯微組織檢測及力學(xué)性能測試研究分析了納米SiC顆粒對AZ31鎂合金攪拌摩擦點焊接頭微觀組織及力學(xué)性能的影響。實驗分析結(jié)果表明：當(dāng)穩(wěn)壓時間為3 s時，納米SiC攪拌摩擦點焊接頭攪拌區(qū)內(nèi)產(chǎn)生典型的洋蔥環(huán)結(jié)構(gòu)，其由無SiC顆粒層和富含SiC顆粒層構(gòu)成的交替層組成。富含SiC顆粒層晶粒細(xì)于無SiC顆粒層晶粒。當(dāng)穩(wěn)壓時間延長至5 s時，洋蔥環(huán)結(jié)