盐浴渗铝对AZ31镁合金TIG焊焊接接头的影响.pdf

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1、10．试验与研究．焊接技术第43卷第8期2014年8月文章编号：1002—025X(2014)08—0010—03盐浴渗铝对AZ31镁合金TIG焊焊接接头的影响吴志生，吴磊，刘翠荣，弓晓园，李珍平，吴常雄(太原科技大学材料科学与工程学院，山西太原030024)摘要：应用盐浴渗铝技术对AZ31镁舍金TIG焊焊接接头进行处理，是改善基耐蚀性的最佳途径。利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)等技术对焊接接头的微观组织、元素分布等进行了分析。试验结果表明，AZ31镁合金FIG焊焊接接头经过盐浴渗铝处理后，在其表面形成了以Mg，A112为主的致密

2、金属化舍物层，其硬度和耐腐蚀性能得到提高关键词：盐浴渗铝；镁合金焊接接头；TIG焊；微观组织；对比分析中图分类号：TGI78：TG11312：TG457．19文献标志码：B滑．再将试样置于丙酮溶液中超声波清洗以除去表0引言面污物．取出后迅速吹十、所用熔盐体系由无水镁合金作为新兴的结构材料．由于其具有低密A1C1．AI与NaC1按摩尔比1：1混合．将镁合金试样度、高塑性、高比强度、阻尼减震性好以及可回收用A1．无水A1C1和无水NaC1包埋于洁净干燥的陶等优点，目前已被广泛应用于航空、航天、汽车制瓷罐中将陶瓷罐密封后放入加热炉中．在450造等焊接领域⋯．但

3、由于其较差的耐腐蚀性制约了其处理4h。处理结束后．用去离子水、丙酮清洗去除进一步的开发与应用因此改善镁合金的耐腐蚀性表面残留熔盐．置于干燥器烘干采用线切割沿焊成为了国内外学者的焦点缝中心切割为10mmx10ram~8mm的试样．以便于目前．通过对镁合金表面处理是改善其耐腐蚀观察渗层的组织状态填充材料为与母材同质的性的最佳途径．而Al作为比较常见的耐腐蚀性较好3．0113113AZ31镁合金焊丝．其化学成分见表1．．表1AZ31镁合金化学成分(质量分数)(％)的金属元素，由于其与Mg能形成良好的MgAl等金属化合物．且其具有良好的硬度和耐腐蚀性能，因此被广

4、泛应用于镁合金表面处理中]试样经盐浴渗铝处理后．采用金相显微镜和扫通过观察AZ31镁合金TIG焊焊接接头经盐浴渗描电镜(SEM)分析表面合金层的截面组织结构及铝处理前后渗层镁铝合金相的含量变化．来揭示盐成分分布：采用X射线衍射仪(XRD)分析表面合浴渗铝技术改善AZ31镁合金TIG焊焊接接头的耐腐金层的物相蚀性能的过程2试验结果及分析1试验材料与方法2．1盐浴渗铝前后焊缝金相组织的变化试样材料为轧制态变形AZ31镁合金板．采用图1a为AZ31镁合金TIG焊渗铝前的焊缝的TIG焊焊接．再进行线切割将焊接接头切割为l0金相组织．从中可见焊缝的外表面组织比较细

5、小．mm~20ram~8mm的试样。在预磨机上依次用320，靠近里边组织开始变的粗大：图lh为AZ31镁合600#及1000#的金刚石砂纸将试样的4个面打磨光金TIG焊渗铝后的焊缝金相组织．可见通过渗在焊缝表面形成了有一定厚度的致密的组织．且收稿日期：2013—12-13与焊缝有明显的过渡区．焊缝的组织明显比渗铝l1=『要粗大后形成了数量可观的Mg。A1．：合金相。由于镁合金中Mg。A1．：相的晶体结构、化学成分及电檄电位与Mg基相不同，因而改变Mg．A1．：相的含量、状态及分布对提高镁合金的耐蚀性能有着重要影响，、大多数文献认为，Mg．A1相由于具有较

6、高的锅含量，构成了抑制Mg基相溶解的屏障，I夫1而Mg。AI，相越多镁合金耐蚀性越好8-11(H)挎ⅢJ(II)谬Jli图1渗铝前后焊缝的金相组织▲——Mg·’——Mgt2．2盐浴渗钭1前后焊缝组织的SEM分析果川SEM对AZ31镁合金焊缝渗锅前后显微组织进观察．试验结果如图2所示．南图2a可见AZ3l镁合金焊缝渗前其焊缝比较单一．不存在渗．I▲l_ll．I^层21r观察m焊缝渗铒_；后形成了有一定厚度2O／(。)a)渗铝前}_i．何明显过渡层的渗层，其渗层形貌由渗铝层、中圈3渗铝前后焊『HJ扩敞、镁侧过渡组成．．Mg—AI相图初步判断『I『，JJ【1热

7、温f380～490oC的条件下可形成Mg—AI系金属问化合物17过渡区中新相的形成是由3结论于盐浴处胖过程【f1较长的保温时间使焊缝附近的(I)金相试验结果表明．AZ31镁合金焊缝渗铝后Mg，AI原于得到均匀而充分的相互扩散．当在界面形成了有一定厚度且有明过渡层的渗层．其渗层～一I达划一定的浓度时发生化学反应．形成致密的中形貌由渗销层、中间扩散区、镁合金侧过渡组成。问扩敞过渡层这其巾包括两个过程：一是两种基(2)通过对AZ3l镁合金焊缝渗销前后XRD分析体的予高温下彼此问发生宏观迁移的过程：二表明，渗层所形成的新相为Mg，Al。2相，且数最比较是卡}I界

8、面处溶质原子达到一定的浓度后．发生化学可观，将有利于提高AZ3l镁合金焊缝的强度