釔元素對(duì)壓鑄鎂合金熔化焊接氣孔的影響.pdf

1、壓鑄鎂合金在壓鑄過(guò)程中往往存在嚴(yán)重的“卷氣行為”，自身含氣量較高，進(jìn)行熔化焊接后，接頭氣孔問(wèn)題十分嚴(yán)重，導(dǎo)致焊接接頭各項(xiàng)力學(xué)性能都很差。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，壓鑄鎂合金很少進(jìn)行熔化焊接。隨著鎂合金的廣泛應(yīng)用，迫切需要解決壓鑄鎂合金熔化焊接氣孔問(wèn)題以促進(jìn)其進(jìn)一步發(fā)展。
　　對(duì)于壓鑄鎂合金焊接氣孔的形成機(jī)理，目前還沒(méi)有統(tǒng)一的結(jié)論，對(duì)于消除措施的專(zhuān)一性研究更是匱乏。在本文中，通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算確定了向焊縫中引入的合金元素以消除焊接氮?dú)饪祝灰詨?/p>

2、鑄AM60鎂合金的鎢極氬?。═IG）自熔焊為研究對(duì)象，進(jìn)一步分析了氣孔的形成機(jī)理；通過(guò)采用不同的焊絲焊接，分析了影響焊接氣孔的主要因素，并討論了消除焊接氣孔的措施；此外，通過(guò)采用混合保護(hù)氣體（Ar+N2）的焊接實(shí)驗(yàn)，證明了熱力學(xué)計(jì)算的合理性。主要的研究結(jié)果如下：
　　①鎂合金壓鑄過(guò)程中卷入的氮?dú)獠粫?huì)分解，壓鑄鎂合金氣縮孔內(nèi)的氮?dú)舛际且苑肿討B(tài)的形式存在。釔和氮?dú)庥泻艽蟮幕瘜W(xué)親和力，二者之間的反應(yīng)傾向比鎂和氮?dú)庵g的反應(yīng)傾向大很多，在

3、理論上向焊縫中引入釔元素可以有效的消除焊縫中的氮?dú)饪住?br>　?、趬鸿TAM60鎂合金自熔焊時(shí)整個(gè)焊縫截面上都分布著形狀和尺寸各不相同的氣孔，其中大尺寸氣孔形狀不規(guī)則，內(nèi)壁不光滑，內(nèi)壁有很多不規(guī)則的條紋并附著一些固體夾雜顆粒，呈現(xiàn)出明顯的金屬液沖刷痕跡，屬于氮?dú)饪?，而小尺寸氣孔形狀?guī)則，內(nèi)壁分布著許多樹(shù)枝狀小凸起，且小凸起之間分布著十分細(xì)小的孔洞，屬于氫氣孔。焊縫中的氣孔是以氮?dú)饪诪橹鳎瑲錃饪诪檩o。
　?、廴鄢貎?nèi)的氣泡在沒(méi)有阻礙時(shí)

4、上浮速度非?？?，且尺寸越大上浮速度越快。熔池中心區(qū)域，金屬處于完全的液化狀態(tài)，粘度很小，小尺寸氣泡也十分容易逸出。半熔化區(qū)金屬液粘度較大，氣泡受到樹(shù)枝晶和未熔化的固體顆粒的束縛，上浮運(yùn)動(dòng)和膨脹都受到很大的限制，同時(shí)在流體力和浮力的共同作用下，氣泡運(yùn)動(dòng)方向指向熔池中心區(qū)域而不是焊縫表面，逸出熔池時(shí)，運(yùn)動(dòng)的路徑較長(zhǎng)。半熔化區(qū)的氣泡是造成焊接氣孔的重要原因，氣泡如果不能脫離半熔化區(qū)的束縛，就會(huì)在半熔化區(qū)形成氣孔，但是，即使氣泡如果脫離了束縛，

5、由于熔池凝固較快，逸出熔池仍然很困難，十分容易在焊縫中心區(qū)域造成嚴(yán)重的氣孔缺陷。在半熔化區(qū)，雖然氣泡的膨脹可能會(huì)受到限制，但是由于氣泡運(yùn)動(dòng)速度較小且運(yùn)動(dòng)方向不確定，其擁有更多的機(jī)會(huì)和其他氣泡相遇合并長(zhǎng)大，所以半熔化區(qū)的氣泡往往形成大尺寸的氣孔。
　　④向焊縫中引入了釔元素，十分有效的降低了焊縫氣孔率，尤其是焊縫中的氮?dú)饪?，幾乎完全消失。釔的作用主要有以下三個(gè)方面，1）如熱力學(xué)計(jì)算與母材包含的氮?dú)獍l(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，有效的減少了熔池內(nèi)的