az31b镁合金钎料及接头性能研究

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1、摘要摘要镁及其合金的应用由于加工成形困难和耐腐蚀不良等问题受到限制。镁合金部件主要是利用其良好的铸塑性生产的压铸件。如采用合理的焊接工艺，可以加工结构更复杂、尺寸更大的镁合金部件，进一步扩大镁合金的应用范围。本文设计了用于镁合金AZ31B钎焊的低熔点钎料，为实现镁合金在更低的温度下连接提供基础。本文研制了Mg-AI．Zn系钎料，并通过坩埚熔炼和熔剂覆盖保护的熔炼工艺制备钎料合金，利用差热分析、光学金相显微分析、扫描电子显微镜及能谱分析、X射线衍射分析及荧光分析等手段，通过铺展和润湿试验、钎焊接头剪切强度试验、钎焊接头拉伸强度试验等方法，分别对所研制钎料

2、的熔化特征、微观组织、铺展和润湿性能、钎焊接头剪切性能以及拉伸性能进行了测定和分析。本文研究成果如下：1)钎料熔化温度区间处在33¨64℃之间，钎焊温度最高为5lO℃，钎焊温度较低；且固液温度区间较小，有利于钎焊。自行设计的钎焊氩气保护装置具有良好的保护效果，与自行设计的钎缝间隙调节夹具结合使用，钎焊工艺稳定。2)对铸态钎料组织进行分析发现：钎料中存在大量粗大的Al和Mg的先析出相，由于凝固速度较快，钎料中存在大量非平衡组织，脆性的共晶相主要依附于先析出相凝固，钎料均呈现较大的脆性。3)钎料对母材的润湿性和铺展性能较好，润湿角较小，最小为13．20。钎

3、料的钎焊性能良好，钎焊界面平整，无明显钎焊缺陷。钎焊组织形貌与铸态钎料组织有较大差别，基体均为a．Mg，在Q．Mg周围分布Mg-AI和Mg-Zn的共晶组织；撑l和群2钎料钎焊接头共晶组织粗大，为骨骼状，呈连续的网状分布；群3钎料钎焊共晶组织为蜂窝状和层片状。钎料中存在这些共晶组织较脆，对接头性能有不利的影响。钎料耐腐蚀性能优于母材合金，撑3钎料的自腐蚀电位最接近母材，其接头耐腐蚀性能较好。4)所研制钎料钎焊所得搭接接头中撑3的剪切强度最高为60．44MPa，约为母材剪切强度的60％，强度较高。对接接头拉伸强度最高为77．29MPa，约为母材拉伸强度的3

4、0％。钎料钎焊接头的断裂均为脆性断裂，断裂均沿钎焊组织中的脆性共晶组织扩展。关键词Mg-AI．Zn钎料；高频感应；钎焊；共晶ABSTRACTThecurrentdevelopmentandapplicationofmagnesiumandmagnesiumalloysarerestrictedbytheproblemsinitsprocessingandcorrosionresistance．Magnesiumalloycomponentsaremainlydiecastingsproducedonthebasisofitshighplasticity

5、．Giventheapplicationofproperweldingtechnology,componentswithmorecomplicatedstructureandlargersizecailbeproduced，thusexpandingtheapplicationofmagnesiumalloy．Inthispaper，low-meltingfillermetalsforAZ31Bmagnesiumalloyweredeveloped，whichcanbethefoundationofmagnesiumalloyjoiningatalow

6、ertemperature．Inthispaper,Mg-A1一Znfillermetalswerepreparedthroughcruciblemeltingandfluxprotecting．Theirmeltingcharacteristics，metallographicstructure,spreadabilities，wettingabilities，shearstrengthofmelapjointsandtensilestrengthofthebuttjointsweremeasuredoranalyzedthroughspreadin

7、gandwettingcapacitytest，Sheartest．tensiletestintermsofdifferentialthermalanalysis，opticalmicroscopicstructureinspection,SEMandenergyspectrumanalysis，X-raydiffractionanalysisandfluorescenceanalysis．Theresearchresultsareasfollows：11Themeltingtemperaturesofthefillermetalsrangedfrom

8、336"Cto464"(2．Thebrazingtemperatureswerecompara