AZ31BMg-6061Al異種合金CMT焊接工藝及接頭組織性能研究.pdf

1、本文以AZ31B鎂合金和6061鋁合金為研究對象，以ER5183鋁鎂焊絲和ER4043、ER4047鋁硅焊絲為填充金屬，利用CMT焊接技術進行了鎂鋁異種金屬焊接的工藝性試驗，采用超景深、SEM、EDS等方法對焊接接頭的組織和性能進行了研究。
　　通過大量工藝實驗可以得到鎂鋁CMT焊接的合適工藝參數，采用ER5183鋁鎂焊絲時獲得成形良好接頭的工藝參數為：焊接速度500mm/min，送絲速度5.5m/min，焊接電流93A，電壓17

2、.3V。ER4043鋁硅焊絲焊接鎂鋁接頭成形良好的工藝參數為：焊接電流為118A，焊接電壓14.3V，送絲速度5.7m/min，焊接速度為450mm/min。
　　力學性能測試表明，ER5183鋁鎂焊絲和ER4043鋁硅焊絲對接試樣接頭的最大抗拉強度分別為17MPa、31MPa。斷裂均發(fā)生于鎂側熔合區(qū)，硬度試驗表明此處的硬度值很高，斷口的宏觀、SEM以及能譜分析結果表明，斷裂性質為脆性斷裂，斷口處存在金屬間化合物，這些化合物性能脆

3、硬，連續(xù)分布于熔合區(qū)中，是影響接頭強度的主要因素。
　　采用ER5183鋁鎂焊絲時，鎂側焊縫區(qū)組織為呈枝晶網格狀分布的α-Al、Mg2Al3和Mg17Al12的混合組織，顯微硬度值在175HV以上；采用ER4043和ER4047鋁硅焊絲時，鎂側焊縫區(qū)為柱狀晶、初晶Si以及Mg2Si的共晶組織，硬度值在80~100HV之間。焊縫中心區(qū)和鋁側焊縫區(qū)以柱狀晶為主，主要是鋁的固溶體組織，顯微硬度在80~120HV之間。采用鋁硅焊絲時焊縫區(qū)

4、組織分布均勻，力學性能優(yōu)良。
　　采用顯微硬度計對焊接接頭進行顯微硬度測定，三種焊絲鎂側熔合區(qū)顯微硬度均有明顯增加，脆硬傾向明顯，并且在該區(qū)域容易產生裂紋和氣孔，是接頭較薄弱部位；鋁側熔合區(qū)組織過渡均勻，熔合狀況良好。鎂側熔合區(qū)硬度隨 Mg、Si含量的增大而提高，焊絲選擇時應注意Mg、Si含量的控制。
　　對不同合金焊絲接頭鎂側熔合區(qū)進行線掃描表明，該區(qū)域的元素分布規(guī)律基本相似。鎂側熱影響區(qū)以鎂為主，鋁元素向鎂母材擴散很少。