AZ31B-430 TIG-MIG混合焊電弧耦合行為及連接機制研究.pdf

1、鎂合金具有密度小、比強度高、傳熱性好、電磁屏蔽性好、機械加工性好、耐沖擊、抗蠕變性好以及可再生等優(yōu)點。而鋼鐵由于其優(yōu)秀的力學性能，仍占據(jù)著工業(yè)生產(chǎn)領域的主導地位。尤其是不銹鋼，兼具鋼鐵的力學性能和優(yōu)秀的防腐性能，近年來發(fā)展更為迅速。任何一種新型金屬在工業(yè)中的發(fā)展及應用，都不可避免的面臨與主導金屬的連接問題。因此，鎂合金與不銹鋼連接的可靠性決定著鎂合金未來的發(fā)展前景。焊接是工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛的一種連接手段，將鎂合金與不銹鋼焊接在一起有著重

2、要的意義。
　　目前焊接鎂合金與鋼的方法很多，如激光-TIG復合焊、攪拌摩擦焊、鎢極氬弧焊、熔化極惰性氣體保護焊等等，但至今對間接電弧焊焊接鎂合金與不銹鋼研究較少。本研究通過簡化間接電弧焊，調(diào)整合適的焊接工藝，運用TIG-MIG混合焊焊接鎂合金與鐵素體不銹鋼的方法。通過調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)，進而獲得TIG-MIG混合焊不同的電弧耦合機制和熔滴過渡方式。通過選擇合適的熔滴過渡方式，使鎂合金焊絲連續(xù)過渡到熔池，形成鎂合金與不銹鋼焊縫。

3、r>　　本文首先研究了不同焊接參數(shù)下，TIG-MIG混合焊電弧耦合行為及焊接穩(wěn)定性。采用高速攝像系統(tǒng)，結(jié)合電流電壓數(shù)據(jù)，分析了TIG-MIG混合焊的電弧耦合機制及熔滴過渡方式，以及焊接參數(shù)對電弧耦合機制及熔滴過渡行為的影響。并通過對焊接過程中電流電壓時域、頻域以及Lyaounov常數(shù)的分析，比較了不同電弧耦合機制及熔滴過渡形式下，焊接過程的穩(wěn)定性。在此基礎之上，對比并分析了不同中間層厚度、不同焊接速度對TIG-MIG混合焊焊接AZ31B

4、鎂合金與430鐵素體不銹鋼焊縫成型的影響。最后，研究了鎂合金與不銹鋼焊接接頭的形成過程及連接機制，并通過光學顯微鏡，掃描電鏡，能譜分析儀、硬度儀以及萬能力學試驗機對接頭的宏觀形貌、微觀組織及拉伸性能進行研究，進一步分析了不同焊接速度及不同厚度的中間層銅對焊縫組織及力學性能的影響。
　　研究結(jié)果表明，在不同焊接參數(shù)下，TIG-MIG混合焊電弧耦合機制主要有串聯(lián)雙弧和連續(xù)重合電弧兩種，而對應的熔滴過渡方式主要有大滴過渡及搭橋過渡兩種形

5、式。與大滴過渡形式相比，TIG-MIG混合焊熔滴搭橋過渡形式更加穩(wěn)定，焊縫成型更好。與中間層厚度為0.02mm時相比，中間層厚度為0.1mm的焊縫成型更好。隨著焊接速度的下降，焊接接頭強度先上升后下降。當中間層厚度為0.02mm時，鎂合金與不銹鋼之間主要是依靠機械咬合作用結(jié)合到一起;當中間層銅為0.1mm時，鎂合金與不銹鋼之間的剪切強度主要受中間層銅與不銹鋼及鎂合金反應的金屬間化合物過渡層的影響。TIG-MIG混合焊焊接鎂合金與鐵素體不