AZ31B镁合金厚板变极性等离子加丝焊接接头性能分析
AZ31B镁合金电子束焊接接头组织及性能分析
中大块的白色晶粒是先共晶的 α2Mg 固熔体 ,白色
214 硬度分布规律 图 5 为焊接接头维氏硬度分布曲线 ,位置 0 点
为焊缝中心区 ,硬度测量处焊缝宽为1. 3 mm ,由图 可知 ,从焊缝区到母材维氏硬度分布变化不太大 ,硬 度值在 50～55 HV之间 。对焊缝区和母材区进行分 析 ,焊缝区硬度值略高于母材区 ,均值为54. 7 HV ,母 材区均值为52. 2 HV。这可能是在电子束焊接过程
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第9期
谭 兵 ,等 :AZ31B 镁合金电子束焊接接头组织及性能分析
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比较严重 ;而铝的沸点为2 056 ℃,并且它的含量也 较低 ,因此蒸发的量较少 ,由于焊缝中镁的蒸发损失 引起铝的相对含量升高 ;同样锰也是由于沸点高 、含 量低 ,因此焊后百分含量增加 ;而锌的沸点比镁的更 低 ,因此在焊接过程中更易蒸发 ,但因为它的含量 低 ,并且镁的蒸气量大 ,会有一定程度的抑制锌的蒸 发 ,因此焊后在焊缝中的相对含量会有一定的减少 , 但减少的比例并不多 。
镁合金MIG焊接工艺及焊接接头组织性能分析
收稿日期:2008-08-07镁合金MIG 焊接工艺及焊接接头组织性能分析 王 鹏, 宋 刚, 刘黎明 (大连理工大学材料科学与工程学院,辽宁大连 116024)摘 要:采用脉冲MIG 焊接工艺,进行AZ 31B 镁合金板材的焊接性分析,焊后利用光学显微镜、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机和显微硬度仪等设备对焊接接头的组织与力学性能进行了检测分析.结果表明,通过优化工艺参数,采用脉冲MIG 焊接工艺可以在不开坡口、不需背面强制成形的条件下,实现镁合金单面焊接双面成形,获得连续、没有表面缺陷的焊接接头.焊接接头的热影响区较窄,晶粒稍有长大.焊缝区组织均匀,晶粒细小,硬度值高于母材.焊接接头的抗拉强度可达到母材的95%以上.关键词:脉冲;熔化极惰性气体保护焊;镁合金;焊接工艺;组织性能中图分类号:TG 115.28 文献标识码:A 文章编号:0253-360X (2009)12-0109-04王 鹏0 序 言镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、电磁屏蔽和抗辐射性能好以及易回收等优点,被称为21世纪绿色工程材料,在航空、汽车、电子等领域具有巨大的应用潜力[1].当前镁合金焊接技术研究主要集于电弧焊、激光焊[2]、电子束焊、激光2TIG 复合焊[3]、搅拌摩擦焊等.而电弧焊在实际的应用中最方便,最易被企业实现应用,包括钨极惰性气体保护焊(TIG 焊)和熔化极气体保护焊(MIG 焊).钨极惰性气体保护焊(TIG 焊)是目前镁合金最常用的一种焊接方法.尽管TIG 焊被广泛应用于镁合金的焊接中,但是这种方法存在以下两个主要缺点.(1)焊接接头力学性能低,尤其是大部分牌号的镁合金焊接接头的断后伸长率以及疲劳性能显著低于母材基体.焊接接头热影响区宽且晶粒比较粗大,并且伴有连续β相析出,会严重影响焊接接头的力学性能,尤其是疲劳强度等动载荷性能.(2)镁合金TIG 焊的焊接效率较低,只能适用于薄板焊接.与TIG 焊相比,MIG 焊的优点在于焊接速度快,在全自动焊接过程中能够实现1m Πmin 的高速焊接.而且镁合金的MIG 焊可实现对厚板的焊接,进行单面焊双面成形.镁合金普通MIG 焊也存在以下几个缺点.(1)由于以焊丝作电极,适宜的焊接工艺较窄;(2)由于熔融镁的表面张力小,电极丝前端的熔滴难以脱离且焊接电流过高时熔滴爆炸蒸发易造成飞溅;(3)由于电极丝软,送丝稳定性差;(4)市场上直径小于1.6mm 的焊丝经常缺货,对于焊接厚度小于2mm 的工件,难以找到适配焊丝.因此限制了镁合金MIG 焊的实际应用[4].研究新型镁合金MIG 焊接方法,对镁合金在工业中的应用具有重要意义.1 试验方法试验采用尺寸为100mm ×100mm ×3.5mm 的AZ 31B 镁合金板材,进行脉冲MIG 焊试验,接头采用对接形式.其化学成分见表1,微观组织如图1所示;使用焊丝的化学成分见表2.表1 镁合金AZ31B 板材化学成分(质量分数,%)Table 1 Chemical compo sition of AZ31B magne sium alloyAlZnMnCaS iCuNiFeM g2.5～3.50.5～1.50.2～0.50.040.100.050.0050.005余量图1 AZ31B 镁合金微观组织形貌Fig 11 M icro structure of AZ31B第30卷第12期2009年12月焊 接 学 报TRANS ACTI ONS OF THE CHI NA WE LDI NG I NSTIT UTI ONV ol.30 N o.12December 2009表2 镁合金焊丝化学成分(质量分数,%)Table2 Chemical compo sition of AZ61A magne sium alloy Al Zn Mn Ca S i Cu Ni Fe M g 5.8～7.20.4～1.50.2～0.50.040.100.050.0050.0005余量所使用的焊机为脉冲MIGΠMAG焊机,保护气为纯度99.99%的氩气.焊接前应对试件进行充分打磨,除去材料表面氧化膜.焊接后,经切割、研磨、抛光和腐蚀后,制备成试件.采用金相显微镜进行分析,得到接头的金相显微组织照片.采用CSS 2205型电子万能试验机进行焊接接头的拉伸试验,拉伸速度为2mmΠmin.测量试件硬度负载为49N,加载时间为20s.拉伸试样按国家标准G B2651 81《焊接接头拉伸试验法》中规定取样.2 试验结果及分析2.1 焊接工艺参数试验采用平板对接焊,采用高纯氩气作为保护气体,单面焊双面成形.由于焊接参数多而复杂,为了寻找最佳的焊接工艺参数,分析了MIG焊接基值电流、脉冲后处理电流、焊接速度、脉冲频率和送丝速度等主要参数对焊缝表面成形、熔深、熔宽等指标的影响,参数变化范围见表3.表3 焊接工艺参数的变化范围Table3 Variety of welding parameters基值电流I bΠA 脉冲后处理电流I rΠA焊接速度vΠ(mm・m in-1)脉冲频率fΠH z送丝速度v wΠ(m・m in-1)509040015 6.05011070035 6.5501301000557.0501501300757.5501701600958.05019020001158.5试验结果表明,随着脉冲后处理电流的增大,焊缝的熔深和熔宽随之增大;当焊接速度增大时,焊缝的熔深和熔宽会随之减小.随着脉冲频率的增加,焊缝的熔深和熔宽呈现降低的趋势.通过上述试验的观察以及对焊接过程中的电弧稳定性和飞溅进行调整,得出最佳的焊接参数为基值电流50A,脉冲频率65～75H z,脉冲后处理电流140～170A,送丝速度6.5～8.0mΠmin,焊接速度700～1200mmΠmin.并得到成形良好的焊缝,上表面连续、平整,形成了鱼鳞状波纹,并且没有咬边、裂纹、表面气孔等明显缺陷,如图2所示.图2 焊缝外观形貌Fig12 Weld appearance s2.2 拉伸试验及分析在优化的参数下,得到五个镁合金脉冲MIG焊接试样,并进行拉伸试验,试验前试样上下表面磨平,去除余高.试验结果见表4.表4 拉伸试样的力学性能Table4 Tensile propertie s of specimen样本序号抗拉强度R mΠMPa断裂位置母材256标距线内1244焊缝2247热影响区3201焊缝4241焊缝5243焊缝由表4可知,样本1,样本2和样本5抗拉强度可以达到母材的95%以上,样本4也达到母材强度的94%,但样本3强度只有母材的79%.为了寻找样本3强度损失的原因,利用扫描电镜观察了断口的微观形貌.图3a为样本1的典型断口形貌,它具有部分脆性断裂的形貌特征,但里面又有大量的韧窝,因此属于混合断裂形貌.而由图3b中明显看到,有许多杂质散落于断口中,这是影响其力学性能的主要原因,如图中箭头处所示.这些杂质可能是焊丝或者母材焊前没有清理干净造成的.样本1,样本4和样本5断于焊缝,可能与微气孔有关.2.3 微观组织特征分析沿垂直于焊缝方向取样,将制好的金相试样用110 焊 接 学 报第30卷图3 拉伸断口的微观形貌Fig 13 Tensile fracture morphology苦味酸溶液进行腐蚀,在光学显微镜下观察焊接接头的组织特征.图4为MIG 焊接接头AZ 31B 的宏观形貌,可以看出焊缝成形良好,焊缝内无气孔、裂纹和夹杂等明显缺陷.整个焊接接头变形很小.为深入认识接头的组织特征,对接头进行了微观组织观察,见图5.图4 接头宏观形貌Fig 14 Macrophotograph of welded joint图5a 为典型的焊接接头组织形貌,从图5a 中可以看出焊缝区和热影响区的分界十分明显.焊缝区是有大量析出物的部分,而热影响区是晶粒上有大量点状析出物分布的部分.焊缝区的室温组织是镁和金属间化合物Mg 17Al 12的共晶组织.热影响区很窄,并且沿熔合线从上到下,宽度由窄变宽,虽然其晶粒与母材相比有所长大,但是并不是特别明显.而焊缝区的晶粒则明显比热影响区和母材细小,是图5 MIG 焊AZ31B 的焊缝显微组织形貌Fig 15 M icro structure of AZ31B magne sium weld in MIGwelding典型的铸造急冷组织[5].进一步观察焊缝区组织形貌,见图5b ,发现焊缝区由细小的等轴晶粒组成,而且整个焊缝区组织也很均匀.对此,文献[6]中也有论述.热影响区的晶粒比焊缝区和母材的粗大,这将导致该区的力学性能有所降低,力学性能测试发现强度最高的试样断裂在热影响区内.但由于焊缝区会存在杂质或者微气孔,因而使接头性能严重降低,断裂在焊缝内.对接头的微观硬度测量可以反映接头中微观组织的细微变化,如图6所示,测试部位是图4中的虚线处.焊缝的硬度值高于母材,但是变化不明显.沿焊缝由上到下,硬度值的变化趋势呈现由小变大,再变小的趋势.接头区的硬度与其平均晶粒直径的平方根成反比[7].焊缝区金属在电弧的作用下重熔结晶,晶粒相对于母材金属得到了明显的细化,硬度值升高.另外,由于焊缝析出相较多,因而也造成焊缝硬度的提高[8].由图4可以看出,焊缝底部由于熔化的焊丝金属与母材混合不充分,底部还是母材成分,这是此处比焊缝中心部分硬度低的原因.另一方面,焊缝硬度的提高与铝含量也有关,铝含量的增加不仅有利于焊缝晶粒的细化,而且使焊缝析出相较多.第12期王 鹏,等:镁合金MIG 焊接工艺及焊接接头组织性能分析111图6 接头区的硬度分布Fig16 Distribution of hardne ss in joint3 结 论(1)采用脉冲MIG焊工艺可以在不开坡口的条件下实现单面焊双面成形,获得镁合金板材AZ31B 高质量的焊接接头.其表面成形良好,无明显缺陷.(2)焊接接头抗拉强度可达母材95%以上,力学性能良好.(3)焊接接头的热影响区较窄,晶粒稍有长大.焊缝区组织均匀,晶粒细小,主要由细小的等轴晶组成,该区域硬度值均高于母材.(4)焊接接头断口为混合断口,当断口处存在夹杂物时,会严重降低接头的力学性能.参考文献:[1] Nunes A C,Bayless E O,Jones C O,et al.Variable polarity plasmaarc welding on the space shuttle external tank[J].W elding Journal, 1984,63(9):27-35.[2] 王继锋,刘黎明,宋 刚.激光焊接AZ31B镁合金接头微观组织特征[J].焊接学报,2004,25(3):15-18.W ang Jifeng,Liu Lim ing,S ong G ang.M icrostructure character of Y AGlaser welding AZ31B M g alloy[J].T ransactions of the China W elding Institution,2004,25(3):15-18.[3] 宋 刚,刘黎明,王继锋,等.激光2TIG复合焊接镁合金AZ31B焊接工艺[J].焊接学报,2004,25(3):31-34.S ong G ang,Liu Lim ing,W ang Jifeng,et ser tungsten inert2gas arc hybrid welding process on wrought magnesium alloy AZ31B[J].T ransactions of the China W elding Institution,2004,25(3):31-34.[4] 胡学安,徐道荣.镁合金的焊接方法及其工艺要素[J].轻金属加工技术,2006,34(8):11-12.Hu Xuean,Xu Daorong.Review on the welding methods and proce2 dure factors of magnesium alloys[J].Light Alloy Fabrication T echnolo2 gy,2006,34(8):11-12.[5] 苗玉刚,刘黎明,赵 杰,等.变形镁合金熔焊接头组织特征分析[J].焊接学报,2003,24(2):63-66.M iao Y ugang,Liu Lim ing,Zhao Jie,et al.M icrostructure feature analysis of fusion welded joint of wrought M g2alloy[J].T ransactions of the China W elding Institution,2003,24(2):63-66.[6] 董长富,刘黎明,赵 旭.变形镁合金填丝TIG焊接工艺及组织性能分析[J].焊接学报,2005,26(2):33-36.D ong Chang fu,Liu Lim ing,Zhao Xu.W elding technology and m icro2structure of tungsten inert2gas welded magnesium alloy[J].T ransac2 tions of the China W elding Institution,2005,26(2):33-36. [7] Su S F,Huang J C,Lin H K,et al.E lectron2beam welding behaviorin M g2Al2based alloys[J].M etallurgical and M aterials T ransactions, 2002,33A(5):1461-1473.[8] Am jad Saleh EI2Am oush.E ffect of alum inum content on mechanicalproperties of hydrogenated M g2Al magnesium alloys[J].Journal of Al2 loys and C om pounds,2008,463(8):475-479.作者简介:王 鹏,男,1984年出生,硕士研究生.主要从事镁合金MIG焊研究.Email:liulm@112 焊 接 学 报第30卷Numerical simulation of slit type cracking test for 9%Ni steel BAI Shiwu 1,2,LI Wushen 1,Y AN Chunyan 1,3,YI N Zhanghua 2,H UANG Fuxiang 2(1.School of Materials Science and Engineering ,T ianjin University ,T ianjin 300072,China ;2.Petroleum 2G as Pipe 2line Research Institute of China ,Lang fang 065000,China ;3.C ol 2lege of Mechanical and E lectrical Engineering ,H ohai University ,Changzhou 213022,China ).p 93-96Abstract : With SY SWE LD s oftware ,the tem perature and stress field of 9%Ni steel Y 2slit weldments with different preheat tem peratures were simulated by applying double 2ellips oid heat s ource.Distribution laws of welding tem perature and stress field were studied.E ffects of preheat tem perature on welding heat cycles and residual stress were analyzed.Results show that with increasing pre 2heat tem perature ,cooling rate decreases facilitates escaping of hydrogen and self 2tem pering of martensite ,the average stress level and cold 2cracking susceptibility of the weldments increase ,s o high preheat tem perature shall be av oided for 9%Ni steel welding.K ey w ords : 9%Ni steel ;slit type cracking test ;preheat tem perature ;tem perature field ;stress fieldAnalysis on heat 2affected zone toughness of railroad freight TCS345stainless steel w eld joints W ANG Baosen ,M A Zhao 2hui ,ZH U Shuangchun ,X U K e (Research Institute ,Baosteel Iron &S teel C o.Ltd ,Shanghai 201900,China ).p 97-100Abstract : The trans formation tem perature phase diagram of 12%chromium steel is obtained by using Thermal 2cal s oftware.Pro 2cess of welding 12%chromium stainless steel is analysed with the phase trans formation tem perature scope.The heat 2affected zone (H AZ )of the weld joints is observed with optic microscope and scanning electronic microscope ,which the microstructure consists of ferrite ,martensite ,coarse grain heat 2affected zone (CG H AZ ),fine grain heat 2affected zone (FG H AZ )and T i (C ΠN ).The key elements that affect toughness of CG H AZ are ferritic grain size and martensitic content.The base material has the best im pact toughness when grain size of T i (C ΠN )reaches 2-5μm.The lowest ductility 2brittle transi 2tion tem perature in CG H AZ is -22℃when content of carbon plus nitrogen in base material is about 0.02%and martensitic content in CG H AZ is 40%under s ome certain welding procedure.K ey w ords : chromium ferritic stainless steel ;coarse grain heat affected zone ;im pact toughnessMicrostructural form ation of austenitic stainless steel joint by cap acitor disch arge w elding X U Feng 1,2,X U Jin feng 2,ZH AIQiuya 2(1.School of Materials Science and Engineering ,Shaanxi University of T echnology ,Hanzhong 723003,China ;2.X i ’an Uni 2versity of T echnology ,X i ’an 710048,China ).p 101-104Abstract : The 0Cr18Ni9austenitic stainless steel sheet with 0.2mm thickness was welded in capacitor discharge spot welding.The tem perature field and cooling rate of nugget was calculated.The results show that the joint microstructure consists of nugget zone and semi 2melt zone.Due to very short time in welding ,the cooling rate of the joint reaches to 5.1×106K Πs ,the growth of austenite micro 2structure is im peded ,and the microstructure of the nugget is refined ,which has rapidly s olidified characteristics.As the austenite micro 2structure of the nugget stays in tem perature province of activation with very short time ,the chrome of austenite grain boundary precipi 2tations is checked.T o obtain the high quality spot 2weld joint ,the welding parameters are determined as :welding v oltage 80V ,capac 2itor 6600μF and electrode pressure 18N.K ey w ords : austenitic stainless steel ;capacitor discharge welding ;spot 2weld jointAnalysis for the influences of aluminum alloy P 2MIG w elding p arameters on w elding arc LU Zhiqiang 1,2,H UA Xueming 1,2,LI Fang 1,2,W U Y ixiong 1,2(1.Material and Science Engineering Department ,Shanghai Jiaotong University ,Shanghai 200240,Chi 2na ;2.The K ey Laboratory of Laser Processing and Material M odifi 2cation of Shanghai ,Shanghai 200240,China ).p 105-108Abstract : Under the same average welding current and weld 2ing v oltage ,by regulating the different based current and peak cur 2rent ,the Al 2Mg alloy was welded with Al 2Mg filler wire.The photos of welding arc were obtained by using high 2speed video photography.Peak current has great in fluence on the shape and characteristics of the arc.With increasing the peak current value ,rotated arc appears and pulsed rotated metal trans fer behavior occurs.Based current has little in fluence on the arc shape.Base current is the im portant pa 2rameter for keeping arc burning.At pulse off time ,it must be given base current value which is large enough to keep the arc burning sta 2bly.In this study ,the arc shape is defined by arc length ,arc width and arc portrait cross 2section area ,which will be in fluenced by the weld current.Peak current is im portant parameter of arc tem perature and pulse energy.The study shows that when the arc is burning at pulse on time ,the arc length ,arc width and arc portrait cross 2sec 2tion area increase with raising peak current.K ey w ords : aluminum alloy ;arc shape ;pulsed 2insert gas welding ;currentWelding technology and microstructure of MIG w elded m agne 2sium alloy W ANG Peng ,S ONG G ang ,LI U Liming (School of Materials Science and Engineering ,Dalian University of T echnology ,Dalian 116024,China ).p 109-112Abstract : The pulsed MIG welding was used to weld AZ 31B Mg alloy ,and the weldability of the alloy was studied.The micro 2structure ,mechanical property and hardness of the welded joint were investigated via the metal phase microscopy ,scanning electron mi 2croscope ,tensile testing machine and hardness instrument.The re 2sults show that one 2side welding with back can be obtained through this technique at optimized parameters when there was no groove and no shaped ban ,which continuous butt joints have no sur face defects.The heat 2affected zone of the joints is narrow ,and the grains of the zone are slightly larger than that of the base metal.The grains of fu 2sion zone are tiny ,the microstructure is hom ogeneous and the hard 2ness of welded joint is higher than that of the base metal.The tensile strength is up to 95%of the base metal.K ey w ords : pulsed MIGwelding ;magnesium alloy ;welding process ;microstructureⅥ MAI N T OPICS ,ABSTRACTS &KEY W ORDS 2009,V ol.30,N o.12。
AZ31镁合金TIG焊焊接接头的组织与性能研究
AZ31镁合金TIG焊焊接接头的组织与性能研究摘要：本文研究了AZ31镁合金TIG焊焊接接头的冲击性能，并且结合焊接接头各区域组织及冲击断口形貌进行了分析。
冲击试验表明，焊缝中心冲击韧性最大，原因是大小均匀的焊缝晶粒增加了其抗脆断能力，而热影响区典型的过热组织使得该处的冲击韧性值变小，热影响区成为冲击断裂的薄弱环节，冲击试样断口形貌不仅有准解理的特征，而且还出现了许多小韧窝，有了韧性断裂的痕迹。
关键词：AZ31镁合金冲击性能显微组织断口形貌镁合金因其密度小、比强度和比刚度高、电磁屏蔽性、抗震性、阻尼性好及易于机械加工等优点被广泛应用于工业领域，是目前被国内外重新认识并积极开发的一种新型环保材料，被誉为21世纪最具生命力的新型环保材料[1～4]。
随着镁合金作为结构件的广泛应用，焊接问题越来越受到人们的重视。
焊接接头是焊接结构的重要组成部分，其性能的好坏与焊接结构的性能和安全等方面有着直接的关系。
本文以AZ31镁合金板材为研究材料，研究了其焊接接头在冲击载荷下的力学性能，为镁合金在更广泛范围内应用，尤其在较大零部件、较大型结构和焊接结构的应用，提供基础理论支持。
1 试验材料和方法1.1 试验材料试验材料采用AZ31镁合金板材，板厚8mm，其化学成分见表1。
表1AZ31镁合金化学成分（wt，%）1.2 试验方法1.2.1 焊接接头冲击试验焊接试板采用8 mm厚AZ31镁合金板材，采用填丝（AZ31型镁合金焊丝）交流TIG焊。
焊接接头采用双面开坡口，如图1所示。
焊接时的工艺参数分别为：电压U=22～24V，电流I=170A，焊接速度v=85 mm/min，气体流量Q=7.5L/min。
焊后，根据我国国家标准GB2650-89《焊接接头冲击试验方法》对焊接试板焊接接头不同位置取样（取样图如图1所示），以将要开缺口位置（冲击位置）为中心进行取样，缺口位置分别为焊缝中心及距焊缝中心一定距离t（图中t=0、2、4、5、6、7、8、9、10、11 mm）的位置，分成10组，每组3个试样，进行冲击试验，目的是研究AZ31镁合金焊接接头不同位置在冲击载荷作用下的性能。
AZ31B镁合金及其TIG焊焊接接头疲劳断裂行为及评定研究
AZ31B镁合金及其TIG焊焊接接头疲劳断裂行为及评定研究镁合金具有轻质高强,易于回收等一系列优点,被誉为“21世纪绿色金属结构材料”,其最具发展前途的应用领域是“陆、海、空、天”等交通运载装备,这些结构离开焊接技术的支持是无法完成的。
资料表明,70%～90%的焊接结构失效是焊接接头在动载负荷作用下造成的,镁合金及其焊接接头中裂纹的启裂和扩展对焊接结构的疲劳性能及疲劳寿命产生较大的影响,而其失稳断裂临界裂纹尺寸又决定了材料或结构的疲劳寿命。
因此,研究镁合金及其焊接接头的疲劳性能、裂纹扩展速率,对疲劳性能进行评定,具有重要的理论意义和应用价值。
本研究针对AZ31B镁合金及其焊接接头疲劳性能、裂纹扩展速率及断裂韧度进行研究,利用OM和SEM等手段对材料的组织、裂纹扩展行为及断口进行分析；采用疲劳裂纹扩展理论(Parise公式)对疲劳寿命进行预测；利用临界距离法和热点应力法对不同形式的焊接接头进行疲劳评定；分析了织构对疲劳性能和裂纹扩展速率的影响。
研究认为,在2×106循环次数下,AZ31B镁合金母材的疲劳强度为66.72 MPa,对接、横向十字、纵向非承载十字和侧面连接接头的疲劳强度分别为39.00 MPa,24.38 MPa,32.18MPa和24.40 MPa；焊接接头裂纹均起裂于焊趾部位,裂纹以穿晶方式扩展,塑性变形方式为滑移和孪生。
镁合金及其焊接接头的疲劳断裂均为河流花样组成的脆性断口。
采用TIG熔修和超声冲击(UIT)改善对接和横向十字接头疲劳性能,经TIG熔修处理后,AZ31B镁合金对接和横向十字接头的疲劳强度分别为41.68 MPa和34.13 MPa,与处理前相比较,分别提高了6.9%和39.9%。
经过UIT后,十字接头的疲劳强度为24.7 MPa,比焊态试样提高了43.6%。
疲劳裂纹扩展试验结果表明,T-L、L-T(第一、二个字母分别表示裂纹面的法线方向和表示预期的裂纹扩展方向；L表示长度或主变形方向,T表示宽度方向)方向试件裂纹扩展方向与切口方向平行,疲劳裂纹在AK达到5.5 MPa·m1/2、5.7 MPa·m1/2左右时,开始进入快速扩展阶段。
阐述镁合金实验过程
阐述镁合金实验过程一、前言AZ31B镁合金的焊接性变形镁合金AZ31B由于具有良好的耐蚀性、导热性、比强度比刚度高，并且质量轻，在航空、航天、汽车等领城的应用前景非常好，但目前还没有成熟的AZ31B镁合金焊接工艺。
AZ3lB属镁一铝一锌系台金，该系列镁合金中加入了铝和锌，可阻止焊接时晶粒长大，经焊后热处理淬火后，焊缝的抗拉强度、延伸率均有显著的提高。
但是随着铝和锌含量的增高，结晶温度区间增大，共晶体的数量增多，焊接时产生裂纹和晶粒过热的倾向将增大。
AZ31B镁合金中Al的含量低于10%，铝具有细化晶粒、防止焊接裂纹、提高可焊性的作用。
在采用合适填充金属的情况下，AZ31B镁合金具有良好的焊接性，可得到性能良好的焊缝。
活性剂ZnCl2氯化锌易溶于水，溶于甲醇、乙醇、甘油、丙酮、乙醚，不溶于液氨。
潮解性强，能自空气中吸收水分而潮解，具有溶解金属氧化物和纤维素的特性，熔融氯化锌有很好的导电性能。
氯化锌有腐蚀性，有毒，性状为白色粒状、棒状或粉末，无气味，易吸湿。
易溶于丙酮。
加多量水有氧氯化锌产生。
其水溶液对石蕊呈酸性，pH约为4。
相对密度2.907。
熔点约290℃。
沸点732℃。
有毒，有腐蚀性。
二、实验过程试验材料试验采用热挤压加工后的AZ31B镁合金板材作为母材。
试板尺寸为100mm×50mm×2mm；选用包头五二研究所提供的AZ31B焊丝（Φ2.0mm）。
涂敷的活性剂为ZnCl2。
粉末状的活性剂ZnCl2，溶剂丙酮。
试验方法焊前准备第一步将2mm厚的AZ31B切成100mm×50mm 的标准试样，需要切成6块。
第二步清理镁合金表面及焊丝表面，镁合金薄板板材及其焊丝表面的水分、油污、氧化膜等都会影响焊缝成形，并且可能会导致未熔合、气孔、夹渣等缺陷，所以焊前应当对其进行严格的清理。
第三步将选好的活性剂ZnCl2粉末状取175mg，然后用丙酮和活性剂混合并搅拌，将调好的活性剂均匀涂覆在2块试样表面，然后烘干。
AZ31B镁合金薄板交流TIG焊接接头组织和性能研究
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AZ31B镁合金厚板变极性等离子加丝焊接及工艺研究
摘要：采用变极性等离子焊接方法对AZ31B 镁合金进行焊接，通过观察AZ31B 镁合金变极性等离子焊接现象，探讨了变极性等离子工艺参数(焊接电流、等离子气流量、焊接速度、送丝速度等)对焊缝成形的影响。
试验表明，AZ31B 镁合金变极性等离子焊接时将产生烟雾，焊缝正反两面都需要氩气保护，镁合金变极性等离子焊接的工艺范围较宽，通过选择适当的工艺参数可以获得理想的焊缝成形。
关键词：镁合金；变极性等离子焊接；焊接工艺中图分类号：TG456文献标识码：A 文章编号：1001－2303(2009)04－00129－04第39卷第4期2009年4月Vol．39No．4Apr．2009Electric Welding Machine赵红凯1，2，李敏拓2，余锡科1，贺罡2，杨成云3(1．重庆工学院材料界面物理化学研究所，重庆400050；2．艾美特焊接自动化技术(北京)有限公司，北京102202；3．重庆大学，重庆400044)Research on the welding process of VPPA welding AZ31B magnesium alloythick plate joint with filler metalZHAO Hong-kai 1，2，LI Min-tuo 2，YU Xi-ke 1，HE Gang 2，YANG Cheng-yun 3(1．Materials Interfacial Physical-Chemistry Research Institute ，Chongqing Institute of Technology ，Chongqing 400050，China ；2．AMET Welding Automation Technology Beijing Co．，Ltd．，Beijing 102202，China ；3．Chongqing Univesity ，Chongqing 400044，China)Abstract ：The variable polarity plasma arc welding (VPPAW)was used to weld AZ31B Magnesium alloy ，through observation the welding phenomenon ，the effect of processing parameters including welding current ，welding speed and plasma gas flow on the welding quality was researched．The result show that there have little smog in welding and need argon shield two sides of molten pool．The VPPA weld magnesium alloy have large processing range ，and the ideal weld seam could be achieved by selecting correct processing parameters．Key words ：magnesium alloy ；VPPAW ；welding processing收稿日期：2008－11－28作者简介：赵红凯(1982—)，男，吉林梨树人，在读硕士，主要从事轻合金焊接的研究工作。
高应变率下AZ31镁合金焊接接头动态力学性能
高应变率下AZ31镁合金焊接接头动态力学性能毛萍莉;席通;刘正;董阳;刘遵鑫;邸金南【摘要】采用分离式Hopkinson压杆在应变速率为900～2500s-1范围内对轧制态AZ31镁合金氩弧焊(TIG)和搅拌摩擦焊(FSW)焊接接头进行了高速冲击压缩实验,利用金相显微镜和扫描电子显微镜对压缩后的接头组织和断口进行了观察.结果表明:随着应变速率的增大,合金的真应力-应变曲线变化不大,说明AZ31镁合金两种焊接接头对应变速率的敏感性较小;在高应变速率下FSW焊接接头的强度及塑性均优于TIG焊接接头;两种接头在高应变速率下的断裂方式均为解理断裂,但相对于TIG焊接接头,FSW焊接接头更加平整光滑;两种接头的显微组织对应变率均不敏感,并且在高应变率压缩下的变形方式相同,主要为滑移.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】7页(P53-58,65)【关键词】分离式Hopkinson压杆;高应变速率;AZ31镁合金;氩弧焊;搅拌摩擦焊;解理断裂【作者】毛萍莉;席通;刘正;董阳;刘遵鑫;邸金南【作者单位】沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳110870;沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳110870;沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳110870;沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳110870;沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳110870;沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳110870【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+2镁合金具有高的比强度、比刚度、减震性、导热性、可切削加工性和可回收性，因而被称为21世纪的“绿色”工程材料［1，2］。
目前，国内外对镁合金需求日益增加，镁合金结构件、型材、板材的应用范围不断扩大，而镁合金的连接工艺也随之越来越重要。
焊接作为金属材料连接工艺中最普遍的连接方式之一，相对于钢铁材料及铝合金，镁合金焊接性能较差，已成为制约其广泛应用的首要问题［3，4］。