镁合金薄板的连接新方法

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1、中国科学院金属研究所硕士学位论文镁合金薄板的连接新方法姓名：罗华申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：张洪延;郝传勇20080501摘要镁合金具有低密度、高比强度及高比刚度等优异性能，特别是在汽车工业领域具有广阔的应用前景。本论文对用于车身制造的镁合金薄板的几种新连接方法进行了工艺探索和研究。对铸造镁合金AZ91D薄板进行了搅拌摩擦焊试验，分析了搅拌摩擦焊工艺参数对焊接接头成形的影响和接头组织变化，考察了搅拌摩擦焊接头的力学性能。在搅拌头旋转速度为1380r／min时得到了比较理想焊接接头，而1960r／min

2、的转速过大；接头不同区域所受的机械力和热量不同，显微组织明显不同：搅拌区晶粒细小，显微硬度和强度都有所提高。搅拌摩擦焊接头力学性能与热输入量有关；与氩弧焊接头相比，搅拌摩擦焊接接头的性能更好。对变形镁合金AZ31B和铸造镁合金AZ91D进行了电阻点焊试验，研究了焊接工艺参数对点焊熔核直径和点焊缺陷的影响。两种材料的点焊接头熔核中都存在着大量缺陷，胡须裂纹是AZ31B点焊接头中最严重的缺陷，而喷溅则是AZ91D点焊过程中最严重的缺陷。在搅拌摩擦点焊试验中，重点探索了搅拌头形状及模具对材料流动方式、熔合区宽度的影响。当采用

3、反向螺纹搅拌头以及搅拌针高度合适时，搅拌摩擦点焊接头熔合区宽度可达2mm，最大拉剪强度达4．6kN。设计并制造了搅拌摩擦铆接专用铆钉，并对搅拌摩擦铆接工艺进行了初步探索。摩擦铆接接头的几乎没有熔合区，最大拉剪强度仅为3．4kN；改进铆钉形状后，搅拌摩擦铆接接头熔合区变大，其宽度可以达到lmm。关键词：镁合金，搅拌摩擦焊，电阻点焊，搅拌摩擦点焊，搅拌摩擦铆接摘要ABSTRACT一一●●●一■●●■New1lOnlngtechniquestormagneslumalloysheetsLuoHua(MaterialsProc

4、essingEngneering)SupervisedbyProfs．ZhuangHongyanandHaoChuanyongMagnesiumalloyshavemanyattractiveproperties，suchaslowdensityandhighspecificstrengthandrigidity．Itispredictedthattheapplicationsofmagnesiumalloyswillgrowrapidlyinthenearfuture，especiallyintheautomotiv

5、eindustry．Inthisthesis，severalnewjoiningtechniquesweredevelopedonmagnesiumalloysheetsforautomobilebodyconstruction．Frictionstirwelding(FSW)WascarriedoutonAZ91Dmagnesiumalloysheets．TheinfluenceoftheprocessparametersontheFSWweldqualityandmicrostructuraldevelopment

6、，aswellaschangesmechanicalpropertieswereinvestigated．SoundweldmentsWasobtainedatarotatingspeedof1380ffminwhilearotatingspeedof1960ffminWasfoundtoohigh．Themicrostructuresof’thezonesinaweldmentshowedverydifferentfeaturesdependingonthethermalandmechanicalconditions

7、．Thehardnessandstrengthofthestirringzonewereremarkablyimprovedduetothefinerecrystallizedgrainstructure．ThemechanicalpropertiesofFSWweldmentswerefoundsuperiortothoseofTIG(tungsteninertgaswelding)weldments，andtheylargelydependedonheatinputduringtheweldingprocessin

8、g．Resistancespotwelding(RSW)wascarriedoutonAZ31BandAZ91Dmagnesiumalloysheets．Theinfluencesofprocessparametersonweldnuggetwidthandwelddefectswereinvestigated．Asignigic