分析镁钢异种金属激光-tig复合热源镍夹层焊接研究.pdf

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1、大连理工大学硕士学位论文镁/钢异种金属激光-TIG复合热源镍夹层焊接研究姓名：单闯申请学位级别：硕士专业：材料连接技术指导教师：刘黎明20090626大连理工大学硕士学位论文摘要随着镁合金的广泛应用，在工业生产中不可避免地遇到镁和钢的连接问题，尤其在汽车制造中。异种金属镁合金和钢的连接能够发挥各自材料的固有特性，是十分令人期待的。镁合金与其它金属连接技术的发展，与镁合金的应用范围扩展相互制约，也相互促进。异种金属连接方式的进步会增加设计方案的可行性，也会增加设计者的可选择机会。另外，镁和钢异种金属的连接可以揭示熔池流动和元素扩散的许多规律。激光．TIG复合热源焊接技术作为一种普遍的

2、焊接方法，如果能成功的连接镁合金和钢，其意义无疑是重大的。前期研究表明，采用激光．TIG复合热源焊接镁合金和钢可以得到成型良好的焊接接头，但由于镁元素与铁元素之间不发生扩散反应，导致接头氧化现象严重，接头力学性能不高，接头剪切强度为90MPa左右。为进一步提高镁／钢异种金属焊接接头的力学性能，本文以AZ3lB镁合金和Q235钢为研究对象，选用镍箔作为过渡金属夹层，采用激光-TIG复合热源焊接技术对镁／钢异种金属进行焊接。研究了镁合金和钢异种材料的复合热源镍夹层焊的机理及工艺。文中从改善母材之间微观组织结合以及接头力学性能出发，对焊接工艺参数的选取、接头的微观组织、元素分布、接头力学

3、性能及其焊接缺陷等内容进行了研究，同时通过与镁／钢异种金属复合热源直接焊接头的机械性能相比较，阐述了添加夹层的优势所在。试验结果表明，镁／钢异种金属复合热源镍夹层焊接接头在一定的参数下，焊缝成形良好，无明显焊接缺陷，通过采用合理的保护措施，可以有效地避免气孔的产生。镍夹层的加入，改善了镁／钢异种金属接头熔池组织结构，使熔池中的沉淀相从网状组织转变成弥散分布的微小颗粒状组织。镍夹层的加入，使镁／钢异种金属接头连接更加紧密，铁与镍之间依靠形成固溶体实现连接，镁与镍之间依靠形成镁一镍金属间化合物实现连接。由于接头内部组织的改变及镁．镍．铁界面的紧密连接，镁／钢异种金属复合热源夹层焊接头的

4、力学性能有了很大的提高，其剪切强度为170MPa左右。关键词：镁合金；钢；镍箔；激光-TIG复合热源焊接；大连理工大学硕士学位论文StudyontheLaser-TIGHybridWeldingofDissimilarMagnesiumAlloyandSteelwithNiasinterlayerAbstract，Withthewideruseofmagnesiumalloys，theproblemofjoiningmagnesiumtosteelwasunavoidabletomeet,especiallyinautomotiveindustry，andSOon．Thejoini

5、ngofdissimilarmetalmagnesiumandsteelcouldbringtheirowngoodcharactersintoplaytogether,whichwasveryexpected．netechniquedevelopmentofjoiningmagnesiumtotheothermetalsrestrictedtherangeofmagnesiumuseandacceleratedtheuseofmagnesium．Theprogressinjoiningdissimilarwillmakemoredesignprogramfeasibleandgi

6、vethedesignermorechoices．What’Smore，thestudyonthejoiningdissimilarmetalmagnesiumandsteelwillmaketheflowinweldingpoolandelementdiffusionmorgobvious．Asthemostusedweldingmethod，laser-TIGhybndweldingofmagnesiumalloysandsteel、析tllsuccessfullyWasmeaningfuldefinitely．Preliminarystudiesshownthatthedis

7、similarmagnesiumalloyandsteelwerelapweldedbyLaser—TIGhybridwelding，theover-lappedweldjointbetweenMgalloyandsteelcouldbeobtained．Butbecauseofmagnesiumandsteeldonotmixintheliquidstate，themagnesiumWaSheavilyoxidized．111eshearstrengthWasabo