鎂合金鎢極氬弧焊激光焊接頭的微觀組織

1、沈陽(yáng)理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III摘 要鎂合金具有密度低，強(qiáng)度高，導(dǎo)熱性能好，抗震性能好，電磁屏蔽性能優(yōu)勢(shì)以及應(yīng)用在汽車，航空航天，電子信息產(chǎn)業(yè)，有廣闊的發(fā)展前景。然而，在室溫下，用緊密堆積的六方晶系結(jié)構(gòu)的鎂，滑系統(tǒng)，塑性變形。這些屬性導(dǎo)致生產(chǎn)困難和昂貴的方法制備的鎂合金部件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此，使用鎂合金結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單焊接方法連接成一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，在鎂合金結(jié)構(gòu)件制造，不僅節(jié)省成本，而且還減少過(guò)程的復(fù)雜性的有效措施之一。在本文中，AZ31和AZ61變形鎂合金的研究，通過(guò)調(diào)整不同的焊接工藝，金相組織分析和力學(xué)性能測(cè)試，系統(tǒng)的研究，不同的鎂合金激光焊接和TIG焊接熱輸入量和焊接速度焊接參數(shù)接頭的組織和力學(xué)

2、性能的影響，闡明組織演變，并獲得焊接接頭的力學(xué)性能之間的關(guān)系;強(qiáng)化機(jī)理模型預(yù)測(cè)了鎂合金的高功率激光焊接接頭的屈服強(qiáng)度增強(qiáng)機(jī)制。的實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上的理論分析，得出以下結(jié)論： 1、間增加的能量不僅會(huì)導(dǎo)致增加的TIG焊接接頭的AZ31鎂合金熱影響區(qū)，熱影響區(qū)和熔合區(qū)的晶粒粗化，連續(xù)減少-相的熱影響區(qū)和熔合區(qū)的顆?；虿贿B續(xù)相增加。然而，如果該行的能量太低，將導(dǎo)致在焊縫中的未焊透和孔隙度，從而降低了在焊接接頭的拉伸強(qiáng)度。 2、較小小功率的的前提下下，AZZ31鎂鎂合金激激光焊接接熔深增增加線能能量增加加。焊縫縫的表面面上的等等離子體體有利于于激光焊焊縫的深深度增加加。隨著著焊接線線能量在在AZ331鎂合

3、合金激光光焊接熔熔合區(qū)，呈現(xiàn)胞胞狀晶胞狀樹(shù)樹(shù)枝晶樹(shù)枝晶晶等軸晶晶的轉(zhuǎn)變變。此外外，適度度的提高高線能量量可以降降低鎂合合金的激激光焊接接頭的應(yīng)應(yīng)變速率率，降低低焊接凝凝固裂紋紋的形成成的概率率。關(guān)鍵詞：鎂合金金;激光光焊;鎢鎢極氬弧弧焊;微微觀組織織;力學(xué)學(xué)性能ABSTTRACCTMagnnesiium allloyss haave loww deensiity, hiigh speeciffic strrenggth, goood theermaal ccondducttiviity, exxcelllennt sseissmicc peerfoormaancee, aand goood e

4、elecctroomaggnettic shiielddingg peerfoormaancee annd ootheer aadvaantaagess, hhas brooad apppliccatiion proospeectss inn thhe aautoomottivee, aaeroospaace andd ellecttronnic infformmatiion inddusttry. Hoowevver, maagneesiuum hhas thee cllosee-paackeed ssix parrty cryystaal sstruuctuure at rooom tte

5、mpperaaturre, sliip, plaastiic ddefoormaatioon ccapaacitty llow. Thhesee prropeertiies ressultt inn thhe ccompplexx sttruccturre oof mmagnnesiium allloy prooducctioon aand preeparratiion of diffficcultt annd hhighh coost. Thhereeforre, thee usse oof wwelddingg meethood ffor maggnessiumm allloyy iss

6、siimplle sstruuctuure willl bbe cconnnectted witth aa coompllicaatedd sttruccturre bbecoomess maagneesiuum aallooy sstruuctuurall paartss maanuffactturiing inddusttry nott onnly cosst ssaviingss, bbut alsso oone of efffecttivee meeasuuress too reeducce tthe commpleexitty oof tthe tecchnoologgy. Bass

7、ed on thee AZZ31 andd AZZ61 maggnessiumm allloyy ass thhe rreseearcch oobjeect, thhrouugh thee weeldiing parrameeterrs uundeer ddifffereent proocesss aadjuustmmentt, aand commbinned witth tthe miccrosstruuctuure anaalyssis andd meechaaniccal prooperrtiees ttesttingg, aa syysteemattic stuudy of thee

8、diiffeerennt wwelddingg sppeedd annd tthe welldinng llinee ennerggy eeffeect of miccrosstruuctuure andd meechaaniccal prooperrtiees oof jjoinnt oof mmagnnesiium allloy lasser welldinng aand TIGG, cclarrifiicattionn thhe rrelaatioonshhip bettweeen tthe miccrosstruuctuure evooluttionn annd mmechhaniic

9、all prropeertiies of thee weeldeed jjoinnt; andd thhe sstreengtthenningg meechaanissm mmodeel tto fforeecasst tthe yieeld strrenggth enhhanccemeent mecchannismm off hiigh powwer lasser welldinng oof mmagnnesiium allloy joiintss. BBaseed oon tthe expperiimenntall faactss, ccombbineed wwithh thheorret

10、iicall annalyysiss, tthe maiin cconcclussionns aare thee foolloowinng:1, llinee ennerggy nnot onlly lleadds tto AAZ611 maagneesiuum aallooy ggas tunngstten arcc weeldiing HAZZ wiidthh inncreeasees, heaat aaffeecteed zzonee annd FFusiion Zonne ggraiin ccoarrsenningg, aand makke cconttinuuouss - hheat

11、t afffecctedd zoone andd fuusioon zzonee off reeducced andd grranuularr orr diiscoontiinuoous betta pphasse iincrreassed. Loow llinee ennerggy wwilll leead to lacck oof ppeneetraatioon aand porrosiity in welld aappeearaancee, aand thee ulltimmatee teensiile strrenggth of thee weeldeed jjoinnt rreduu

12、ctiion2, iin tthe conndittionn off loow ppoweer, AZ661 wwrouughtt maagneesiuum aallooy llaseer wweldd peenettrattionn inncreeasees wwithh thhe iincrreasse oof wwelddingg liine eneergyy. PPlassma welldinng oon tthe surrfacce oof tthinn annd sstabble in favvor of lasser welld ppeneetraatioon iincrreas

13、se. Witth tthe inccreaase of welldinng llinee ennerggy, infflueenceed bby cconsstittutiionaal uundeercoooliing deggreee off chhangge,tthe fussionn zooneoof AAZ611 maagneesiuum aallooy llaseer wwelddingg deeforrmattionn, mmicrrosttruccturre eevollutiion of thee crritiicall reegioon nnearr thhe ppartt

14、iallly melltedd zoone aree prreseenteed iin tthe celllullar cryystaal aand celllullar denndriite, deendrritiic, equuiaxxed graainss. IIn aaddiitioon, appproppriaatelly iincrreassingg thhe llinee ennerggy ccan redducee thhe mmagnnesiium allloy lasser welldinng jjoinnt sstraain ratte, theerebby rreduu

15、cinng tthe posssibbiliity of thee foormaatioon oof wweldd sooliddifiicattionn crrackks iin tthe linne, butt thhe hhighh ennerggy wwilll leead to welld HHAZ liqquattionn crrackk inncreeasee.Keywwordds: maggnessiumm allloyy; llaseer wwelddingg; TTIG welldinng; miccrosstruuctuure; meechaaniccal prooper

16、rtiees 目 錄中文摘要要I英文摘要要II第1章 緒論1 1.1 鎂鎂合金得得簡(jiǎn)介 1 1.11.1 鎂合金金得發(fā)展1 1.11.2 鎂合金金得分類22 1.2 鎂鎂合金焊焊接得國(guó)內(nèi)外外研究現(xiàn)現(xiàn)狀 22 1.3 本本文得主要研研究?jī)?nèi)容容 66第2章研研究?jī)?nèi)容容與方法法 7 2.1 實(shí)實(shí)驗(yàn)材料料 7 2.2 焊焊接設(shè)備備 7 2.22.1 交流鎢鎢極氬弧弧焊焊機(jī)機(jī)7 2.22.2 小功率率激光脈脈沖焊接接機(jī) 8 2.22.3 大功率率激光器器88 2.3 性性能檢測(cè)測(cè)設(shè)備 8 2.33.1 焊接接接頭試樣樣得制備8 2.33.2 掃描電電子顯微微鏡882.3.3 萬(wàn)萬(wàn)能材料料試驗(yàn)機(jī)機(jī)(SAA

17、NS XYAA1055C) 9 2.33.4 顯微硬硬度計(jì)99第3章鎂鎂合金鎢鎢極氬焊焊接接頭頭微觀組組織和力力學(xué)性能能得關(guān)系 111 3.1 線線能量得得變化對(duì)對(duì)鎂合金金鎢極氬氬弧焊接接接頭微微觀組織織得影響 111 3.11.1 鎂合金金鎢極氬氬弧焊焊焊接接頭頭得微觀組組織特征征 11 3.11.2 線能量量得變化對(duì)對(duì)焊接接接頭熱影影響區(qū)微微觀組織織得影響 112 3.11.3 線能量量得變化對(duì)對(duì)焊縫熔熔合區(qū)微微觀組織織得影響 133 3.2 線線能量得得變化對(duì)對(duì)焊接接接頭力學(xué)學(xué)性能得得影響 15 3.22.1 拉伸強(qiáng)強(qiáng)度155 3.22.2 顯微硬硬度 17 3.3 本本章小結(jié)結(jié) 19第

18、4章焊焊接線能能量得變化對(duì)對(duì)鎂合金金小功率率激光焊焊接性能能得影響2004.1 焊接線線能量對(duì)對(duì)焊縫熔熔深得影響 220 4.2 焊焊接線能能量變化化對(duì)焊縫縫熔合區(qū)區(qū)微觀組組織得影響 222 4.3 線線能量得得變化對(duì)對(duì)熱裂紋紋形成得得影響 25 4.4 線線能量得得變化對(duì)對(duì)微氣孔孔形成得得影響 27 4.5 本章章小結(jié) 229第5章結(jié)結(jié)論330致謝31參考文獻(xiàn)獻(xiàn)332第1章 緒論1.1 鎂合金金得簡(jiǎn)介1.1.1 鎂鎂合金得得發(fā)展20世紀(jì)紀(jì)初期鎂合合金作為為結(jié)構(gòu)材材料在是軍事事需求帶帶動(dòng)下，鎂合金金的需求求生產(chǎn)開(kāi)開(kāi)始快速速增長(zhǎng)。在211世紀(jì)，發(fā)展的的行業(yè)，鋁，鐵鐵及其他他資源，慢慢干干涸，有有

19、迫切需需要尋找找替代材材料。因因此，鎂鎂合金在在汽車領(lǐng)領(lǐng)域，計(jì)計(jì)算機(jī)，通信和和航空航航天應(yīng)用用開(kāi)始增增加。今今天，鎂鎂合金已已成為世世界上最最好的綠綠色環(huán)保保材料，其消費(fèi)費(fèi)增長(zhǎng)持持續(xù)快速速增長(zhǎng)。從19997年年到20007年年，對(duì)鎂鎂的需求求在圖11.1顯顯示了原原鎂的需需求，十十年增長(zhǎng)長(zhǎng)近100倍。圖 1.1 鎂鎂需求量量鎂合金在在工業(yè)上上得應(yīng)用主主要體現(xiàn)現(xiàn)在以下下幾個(gè)方方面：（1）汽汽車制造造業(yè)：220世紀(jì)紀(jì)70年年代以來(lái)來(lái)，為了了減輕汽汽車重量量，鎂合合金在汽汽車行業(yè)業(yè)的應(yīng)用用越來(lái)越越多。鎂鎂合金通通常用在在車輛的的組件，如各種種車內(nèi)部部件，車車身部件件，發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)，傳傳動(dòng)部件件和底盤(pán)盤(pán)。

20、汽車車行業(yè)需需求的增增加已成成為鎂合合金生產(chǎn)產(chǎn)增長(zhǎng)的的主要原原因。 （2）隨隨著鎂合合金生產(chǎn)產(chǎn)技術(shù)的的改進(jìn)，采用鎂鎂合金成成本開(kāi)始始下降，從而促促進(jìn)鎂合合金的應(yīng)應(yīng)用在計(jì)計(jì)算機(jī)，通信，儀器儀儀表，家家電，醫(yī)醫(yī)療，輕輕工等行行業(yè)。鎂鎂合金的的應(yīng)用增增長(zhǎng)最快快的電子子信息和和儀器儀儀表行業(yè)業(yè)。雖然然重量和和尺寸的的鎂合金金產(chǎn)品這這些大型型汽車零零部件產(chǎn)產(chǎn)業(yè)，但但它是一一個(gè)大的的基地，成為覆覆蓋面廣廣，在世世界鎂消消費(fèi)量增增加，增增加的另另一個(gè)重重要原因因。鎂合合金3CC產(chǎn)品外外殼的應(yīng)應(yīng)用隨著著消費(fèi)者者對(duì)產(chǎn)品品的需求求也越來(lái)來(lái)越高，已逐漸漸取代的的材料，如ABBS和PPC趨勢(shì)勢(shì)。 （3）在在航空航航天

21、應(yīng)用用領(lǐng)域：航空材材料減重重帶來(lái)的的經(jīng)濟(jì)效效益和性性能的改改善是非非常明顯顯的。緩緩解同等等質(zhì)量的的條件下下，飛機(jī)機(jī)節(jié)省燃燃油量是是約1000倍，汽車和和電機(jī)性性能的提提高，更更重要的的是，可可以大大大提高戰(zhàn)戰(zhàn)斗力和和生存能能力。隨隨著鎂合合金生產(chǎn)產(chǎn)技術(shù)的的發(fā)展，材料的的性能的的變化，不斷增增加的應(yīng)應(yīng)用范圍圍。目前前，其應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域域包括各各種飛機(jī)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)零部件件，螺旋旋槳，齒齒輪箱，支架，武器和和航空零零部件。已經(jīng)開(kāi)開(kāi)始取代代鋁的鎂鎂合金。1.1.2 鎂鎂合金得得分類的鎂合金金的金屬屬鎂作為為主要元元素，通通過(guò)加入入一些其其它合金金元素形形成的合合金，鎂鎂合金附附加的合合金元素素，如鋁鋁，鋅

22、，錳，硅硅，鈣，鋰。在在一般的的鎂合金金的分類類的基礎(chǔ)礎(chǔ)上有以以下三種種：合金金的化學(xué)學(xué)成分，成形工工藝，以以及是否否含有鋯鋯。根據(jù)據(jù)鎂合金金的合金金元件的的數(shù)目可可分為二二元，三三元和多多元合金金系統(tǒng)。普通的的鎂合金金系統(tǒng)通通常含有有一個(gè)以以上的合合金元素素。然而而，在實(shí)實(shí)踐中，為了方方便，簡(jiǎn)簡(jiǎn)化和突突出合金金的主要要合金元元素的作作用，鎂鎂，錳，鎂，鋁鋁，鎂-RE，鎂，釷釷，鎂鋰鋰和Mgg-Agg合金的的鎂合金金分為系系列。不不論其是是否含有有鋯合金金，鎂合合金，含含有鋯和和鋯 - 自由由兩類。通常出出現(xiàn)含鋯鋯鎂合金金系列錳錳 - 鋅，錳錳 - 鎘系列列。不包包括鋯鎂鎂合金錳錳 - 鋅，錳

23、錳 - 鎂及鎂鎂 - 鋁系列列?，F(xiàn)在在最廣泛泛使用的的鋯鎂合合金鎂 - 鋁鋁系。鋯鋯鎂合金金主要起起到細(xì)化化晶粒的的作用。含鋯鎂鎂合金具具有良好好的室溫溫和高溫溫性能。鎂合金金的形成成過(guò)程可可分為兩兩大類：變形鎂鎂合金鑄鑄造鎂合合金。變變形鎂合合金鎂合合金加工工成形方方法。鑄鑄造鎂合合金的加加工，是是指使用用的鑄造造鎂合金金。比變變形鎂合合金鑄造造鎂合金金更廣泛泛的應(yīng)用用，但鑄鑄造工藝藝相比，可以得得到該組組織的細(xì)細(xì)化鎂合合金熱變變形后，消除缺缺陷，改改善綜合合性能高高于鑄態(tài)態(tài)鎂合金金材料具具有較高高的強(qiáng)度度，更良良好的塑塑性和較較好的力力學(xué)性能能。變形形鎂合金金更廣泛泛的應(yīng)用用前景。1.2

24、鎂合金金焊接得得國(guó)內(nèi)外外研究現(xiàn)現(xiàn)狀與六方晶晶系密堆堆積結(jié)構(gòu)構(gòu)的鎂合合金的關(guān)鍵鍵問(wèn)題，塑性變變形性差差，制造造的鎂合合金，鎂鎂合金的的應(yīng)用程程序的復(fù)復(fù)雜組件件的難度度。然而而，可以以容易地地獲得具具有良好好的成型型性，適適應(yīng)性和和成本低低的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，大的的鎂合金金構(gòu)件的的焊接，從而降降低了成成本，生生產(chǎn)的鎂鎂合金。目前，已經(jīng)有有許多研研究鎂合合金焊接接。鎂合合金是容容易產(chǎn)生生化學(xué)反反應(yīng)，可可與空氣氣中的氧氧進(jìn)行氧氧化反應(yīng)應(yīng)，延展展性差，非常難難以處理理的鎂合合金絲。因此，鎂合金金焊接工工藝限制制高能量量敢服用用。鎂合金鎢鎢極氬弧弧焊TIG焊焊接成本本低，適適應(yīng)性強(qiáng)強(qiáng)，焊接接性能優(yōu)優(yōu)勢(shì)，因因此成為為

25、首選的的鎂合金金焊接。鎂是一一種強(qiáng)氧氧化性的的金屬在在焊接過(guò)過(guò)程中，很容易易與氧氣氣反應(yīng)，生成氧氧化鎂影影響焊縫縫的性能能。所以以，在大大多數(shù)情情況下，使用AAC電源源進(jìn)行焊焊接，因因此，以以除去氧氧化膜。許多學(xué)學(xué)者對(duì)鎂鎂合金鎢鎢極惰性性氣體焊焊接接頭頭的力學(xué)學(xué)性能和和微觀結(jié)結(jié)構(gòu)。典典型的鎂鎂合金氬氬弧焊焊焊接接頭頭的微觀觀結(jié)構(gòu)如如圖1.2所示示。因?yàn)闉槭褂玫牡腡IGG焊接熱熱輸入，將生成成的特定定焊接接接頭熱影影響區(qū)的的熔合線線附近的的母材側(cè)側(cè)，部分分熔化區(qū)區(qū)和影響響其他地地區(qū)的加加熱循環(huán)環(huán)。另外外，由于于熱循環(huán)環(huán)的影響響，晶粒粒尺寸焊焊接熱影影響區(qū)的的粗晶粒粒比基體體材料。已經(jīng)細(xì)細(xì)化晶粒粒

26、粗化的的熱影響響區(qū)和熔熔合區(qū)（FZ）由于冷冷卻焊接接熔池的的更快的的晶粒相相比，使使熔合區(qū)區(qū)具有良良好的機(jī)機(jī)械性能能。圖 1.2鎂合合金鎢極極氬弧焊焊接頭的微觀組組織：(a)焊焊接接頭頭，(bb)熔合合區(qū)，(c)熱熱影響區(qū)區(qū)和(dd)母材材。雖然氣體體鎢極電電弧焊的的優(yōu)點(diǎn)是是成本低低，操作作簡(jiǎn)便，但線能能量，焊焊接速度度快，生生產(chǎn)效率率低，尤尤其是較較大的熱熱影響區(qū)區(qū)，降低低焊接接接頭的機(jī)機(jī)械性能能。所以以，學(xué)者者們開(kāi)始始把注意意力轉(zhuǎn)向向到鎂合合金活性性焊接。確保的的活性釬釬料的前前提下，在熱影影響區(qū)的的寬度增增加的深深度穿透透焊接過(guò)過(guò)程簡(jiǎn)化化，提高高生產(chǎn)率率，從而而降低生生產(chǎn)成本本。今天天，

27、鎂合合金焊接接的研究究主要集集中在活活動(dòng)的選選擇，以以及如何何增加活活性劑的的滲透。在使用用中的主主要活性性劑。研研究表明明，這三三種活性性劑，可可提高焊焊接接頭頭的穿透透深度，深度與與寬度之之比的鎂鎂合金，但它們們得到的的鎂合金金的不同同類型的的增加穿穿透深度度的程度度是不同同的。目目前的主主要思路路包括：電弧收收縮和表表面張力力的理論論。 AA-TIIG焊電電弧收縮縮現(xiàn)象學(xué)學(xué)者認(rèn)為為原子形形成電弧弧周圍的的活性劑劑，在高高溫的電電弧蒸發(fā)發(fā)，由較較低的溫溫度下的的電弧周周邊包圍圍，活性性劑蒸發(fā)發(fā)的原子子形成通通過(guò)陰離離子俘獲獲的電子子在該區(qū)區(qū)域，因因此，在在電弧中中的電子子的數(shù)量量減少，造成

28、電電弧的收收縮，因因此，為為提高電電弧的電電流密度度和電弧弧力，從從而提高高了的穿穿透深度度焊縫，如圖11.3所所示。理理論的表表面張力力，添加加活性劑劑，可能能會(huì)發(fā)生生的形式式變化，以進(jìn)一一步降低低電流的的液體金金屬熔池池的表面面張力中中的電流流分布的的中心，從外圍圍向。這這種方法法可以更更好的熱熱傳遞到到熔池的的底部，從而形形成有比比較深的的窄焊道道，如圖圖1.44所示。圖 1.3 活活性焊接接電弧收收縮理論論機(jī)理示示意圖。圖 1.4 表表面張力力得改變對(duì)對(duì)熔池流流動(dòng)得影響。雖然一種種方法來(lái)來(lái)增加焊焊縫的穿穿透深度度，但是是由于不不同的物物理性質(zhì)質(zhì)不同的的活性劑劑中的活活性劑，他們改改變了

29、的的穿透深深度的原原則，是是不一樣樣的，熔熔融的程程度的變變化和取取勝。一一氧化氯氯聯(lián)合進(jìn)進(jìn)行的研研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，相互互作用的的穿透深深度來(lái)改改變電弧弧的熔點(diǎn)點(diǎn)和沸點(diǎn)點(diǎn)分布的的改變，通過(guò)改改變?nèi)鄢爻氐谋砻婷鎻埩Γ纂x子子化的活活性劑，改變鎂鎂合金的的焊接接深度的的穿透深深度（優(yōu)優(yōu)于）。此外，不同的的氧化物物中的氧氧含量改改變它贏贏得了熔熔融的程程度不同同。鎂合金金激光焊焊打孔鉆石石，紅寶寶石激光光，激光光加工技技術(shù)在汽汽車行業(yè)業(yè)，金屬屬材料和和塑料加加工行業(yè)業(yè)在200世紀(jì)660年代代已經(jīng)有有很大的的發(fā)展。處理的的方法中中，激光光加工的的材料可可分為切切斷，成成型和激激光焊接接，熱處處理和表表面處理

30、理，雕刻刻，鉆孔孔，激光光快速成成型。對(duì)對(duì)于汽車車產(chǎn)業(yè)中中，使用用激光焊焊接。鎢鎢極氬弧弧焊相比比，激光光焊接具具有以下下優(yōu)點(diǎn)：在焊件件焊接熱熱輸入焊焊接熱應(yīng)應(yīng)力，收收縮變形形小，狹狹窄的縫縫和表面面質(zhì)量，焊縫強(qiáng)強(qiáng)度高，剛度提提高了焊焊接，焊焊縫尺寸寸減少，容易自自動(dòng)化激激光是比比較靈活活的控制制，彈性性大，難難以到達(dá)達(dá)指定位位置焊接接等焊接接方法，速度比比其他焊焊接工藝藝。激光光焊接應(yīng)應(yīng)用到了了大量的的鋁，鋼鋼和鈦的的合金焊焊接。的的鎂合金金激光焊焊接也比比較小。這是通通過(guò)特殊殊的物理理性能的的鎂合金金。例如如，鎂合合金的激激光束的的吸收率率是低的的，一種種強(qiáng)烈的的傾向氧氧化，高高導(dǎo)熱性性和

31、熱膨膨脹系數(shù)數(shù)，具有有低沸點(diǎn)點(diǎn)的熔融融，固化化溫度，固化收收縮率的的范圍廣廣泛的，凝固組組織容易易產(chǎn)生低低熔點(diǎn)的的化合物物，粘度度和表面面張力越越低，以以及發(fā)生生顏色變變化的熔熔化溫度度。因此此，在激激光焊接接過(guò)程中中的問(wèn)題題，并在在焊接缺缺陷的鎂鎂合金。例如，不穩(wěn)定定的焊接接池，修修剪，氣氣孔氧化化，合金金成分的的蒸發(fā)和和凝固裂裂紋。然然而，通通過(guò)調(diào)整整焊接參參數(shù)也可可以得到到良好的的性能的的激光連連接器，其機(jī)械械性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于TTIG焊焊接接頭頭。激光光焊接頭頭的焊接接參數(shù)是是好還是是壞的激激光功率率和聚焦焦和焊接接速度。鎂合金金在激光光焊接時(shí)時(shí)，激光光電源，焊接接接頭的大大小。不不僅有利利

32、于良好好的焊縫縫熔深較較大的激激光功率率，并能能獲得良良好的焊焊縫表面面。激光光功率過(guò)過(guò)大會(huì)提提高焊接接接頭的的熱影響響區(qū)的寬寬度，導(dǎo)導(dǎo)致焊接接接頭的的力學(xué)性性能下降降。的激激光功率率是小的的，可以以減少飛飛濺和熔熔池表面面的蒸氣氣壓降低低，從而而降低了了焊接的的沉降。該研究究得出結(jié)結(jié)論，厚厚度3mmm和55mm鑄鑄造AZZ91和和AM550 YYAG激激光的功功率從33.5kkW的是是最合適適的。當(dāng)當(dāng)電源為為小于33kW的的會(huì)導(dǎo)致致焊接接接頭的拉拉伸強(qiáng)度度的下降降。焦點(diǎn)點(diǎn)位置的的另一個(gè)個(gè)重要因因素，應(yīng)應(yīng)放置在在最有效效地熔化化贏得了了地位，有利于于自動(dòng)化化加工位位置。1.3 本文得得主要研研

33、究?jī)?nèi)容容研究現(xiàn)狀狀分析認(rèn)認(rèn)為，雖雖然鎂合合金的性性能非常常出色，并且具具有廣闊闊的應(yīng)用用前景，但由于于其塑性性變形能能力差較較大的熱熱增益擴(kuò)擴(kuò)散系數(shù)數(shù)較高的電電阻率，高導(dǎo)熱熱，導(dǎo)致致鎂合金金的焊接接是非常常困難的的，這是是鎂合金金的工業(yè)業(yè)應(yīng)用和和發(fā)展的的瓶頸。因此，鎂合金金焊接的的研究是是必不可可少的。在一般般情況下下，焊接接接頭的的質(zhì)量是是由焊接接過(guò)程和和焊接參參數(shù)。例例如，焊焊接電流流，電壓壓，焊接接速度，激光焊焊接的輸輸出功率率，焊接接速度和和焦點(diǎn)位位置。這這些參數(shù)數(shù)是影響響焊接接接頭的質(zhì)質(zhì)量，提提高焊接接接頭的的顯微組組織的主主要因素素。因此此，鎂合合金焊接接接頭的的組織和和力學(xué)性性能

34、的特特點(diǎn)是值值得進(jìn)一一步研究究的問(wèn)題題。本文文將著重重于AZZ61，AZ331鎂合合金焊接接接頭組組織和力力學(xué)性能能不同的的焊接工工藝焊接接參數(shù)，通過(guò)研研究，研研究顯微微組織和和力學(xué)性性能，結(jié)結(jié)果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)鎂合金金焊接接接頭在不不同的焊焊接工藝藝加強(qiáng)的的原則缺缺陷之間間的關(guān)系系的原因因。本文文主要包包括以下下幾個(gè)部部分：1、通過(guò)過(guò)改變焊焊接電流流焊接熱熱AZ661鎂合合金鎢極極氬弧焊焊焊接接接頭的顯顯微組織織和力學(xué)學(xué)性能的的影響分分析焊接接接頭的的熱影響響區(qū)和熔熔合區(qū)寬寬度，第第二相的的形狀和和分布，以及兩兩個(gè)區(qū)域域焊接線線能量的的變化，對(duì)AZZ61鎂鎂合金TTIG焊焊接接頭頭斷裂機(jī)機(jī)理的微微觀組

35、織織和力學(xué)學(xué)性能的的影響。2、通過(guò)過(guò)改變激激光的輸輸出功率率的低功功率的激激光焊接接接頭的的焊接分分析典型型的AZZ61鎂鎂合金激激光焊接接接頭的的低功耗耗的特點(diǎn)點(diǎn)和焊接接接頭熔熔合區(qū)的的微觀結(jié)結(jié)構(gòu)的變變化與線線能量焊焊接熱影影響，并并通過(guò)研研究氣孔孔，裂紋紋，線能能量的改改變揭示示了鎂合合金低功功率激光光焊接缺缺陷的形形成機(jī)理理。第2章 實(shí)驗(yàn)材材料與設(shè)設(shè)備為了對(duì)鎂鎂合金的的焊接性性能進(jìn)行行研究，本位使使用了掃掃描電子子顯微鏡鏡，萬(wàn)能能試驗(yàn)機(jī)機(jī)和顯微微硬度的的氣體保保護(hù)鎢極極電弧焊焊系統(tǒng)的的研究，功率的的大小，激光焊焊接和摩摩擦攪拌拌焊接接接頭，不不同的焊焊接參數(shù)數(shù)焊接接接頭組織織和力學(xué)學(xué)性能

36、的的影響。2.1 實(shí)驗(yàn)材材料在本文中中，尺寸寸為 550mmm25mmm 3mm 得 AZZ31 和 50mmm25mmm 2.5mmm AAZ611兩個(gè)不不同的變變形鎂合合金和直直徑 3mmm 的的 AZZ91 焊絲用用于鎂合合金焊接接接頭微微觀組織織和機(jī)械械性能得得研究。它們的的化學(xué)成成分如表表 2.1 所所示。表 2.1 鎂鎂合金板板材的化學(xué)成成分。AlZnMnSiFeCuNiMgAZ3113.2770.9220.2550.0440.00050.0550.033其余AZ6115.5-7.550.5-1.550.155-0.40.10.0110.0550.0005其余AZ9118.6-0.

37、440.655-0.960.188-0.30.0550.00040.02250.0001其余2.2 焊接設(shè)設(shè)備2.2.1 交交流鎢極極氬弧焊焊焊機(jī)采用交流流鎢極氬氬弧焊焊焊機(jī)對(duì) AZ661 鎂鎂合金板板材進(jìn)行行填絲焊焊。焊接接時(shí)，把把焊槍放放在勻速速行進(jìn)得得小車上上，并進(jìn)進(jìn)行手工工填絲。BX11-1660 焊焊機(jī)主要要參數(shù)如如下所示示：電流調(diào)節(jié)節(jié)范圍：251880 (A)輸入電壓壓：3880 (V)空載電壓壓：755 (VV)額定容量量：8.7 (kVAA)2.2.2 小小功率激激光脈沖沖焊接機(jī)機(jī)實(shí)驗(yàn)所用用得激光焊焊接機(jī)為為 PTT IVV 型填填絲 NNd:YYAG 脈沖激激光焊接接機(jī)，能能

38、提供最最大得激光輸輸出功率率為 1120WW，脈沖沖寬度和和頻率可可連續(xù)調(diào)調(diào)節(jié)。PPTIVV 型 Nd:YAGG 脈沖沖激光焊焊接機(jī)得得主要參參數(shù)為：工作電壓壓：?jiǎn)蜗嘞?2220VAAC10% 500HZ（三相電電須訂制制）激光類型型：YAAG激光輸出出最大平平均功率率：1220W激光焊接接工作距距離：11001800mm光斑可調(diào)調(diào)節(jié)范圍圍：0.233.5mmm激光波長(zhǎng)長(zhǎng)：1.06m顯微鏡放放大倍數(shù)數(shù)：155X氬氣保護(hù)護(hù)：雙頭頭同步氬氬氣保護(hù)護(hù)輔助工作作平臺(tái)：步進(jìn)馬馬達(dá)控制制得三維移移動(dòng)工作作臺(tái)2.2.3 大大功率激激光器本實(shí)驗(yàn)所所采用德德國(guó) RRofiin DDC0330板條條式連續(xù)續(xù)激光器

39、器對(duì) AAZ611 鎂合合金進(jìn)行行堆焊，激光器器得主要參參數(shù)如下下：最大輸出出功率：30000W功率范圍圍：300030000W2.3 性能檢檢測(cè)設(shè)備備2.3.1 接接頭試樣樣得制備典型焊縫縫截面焊焊接鎂合合金板材材，選擇擇合適的的尺寸和和形狀，用鋼鋸鋸沿垂直直方向的的焊縫截截取后拋拋光。用用砂紙打打磨樣品品，一直直到?jīng)]有明明顯的劃劃痕，然然后進(jìn)行行拋光，拋光質(zhì)質(zhì)量檢查查用顯微微鏡在1100倍倍的倍率率。拋光光表面的的樣品，沖洗水水，無(wú)水水乙醇脫脫水干燥燥，2GG苦味酸酸酸+550毫升升乙醇55毫升乙乙酸腐蝕蝕橫截面面腐蝕，直到出出現(xiàn)的微微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)。然后后，鎂合合金的焊接接試樣，用光學(xué)學(xué)顯微鏡

40、鏡觀察并并拍照。主主要集中中在焊縫縫和周圍圍組織的的結(jié)構(gòu)和和形態(tài)的的觀察位位置，而而引起的的焊接缺缺陷，如如氣孔和和裂紋。2.3.2 掃掃描電子子顯微鏡鏡在進(jìn)行掃掃描電子子顯微鏡鏡分析之之前，把把式洋房房在無(wú)水水乙醇的的燒杯中中，然后后放入超超聲波環(huán)環(huán)境中進(jìn)進(jìn)行表面面處理。在清洗洗完以后后，采用用掃描電電子顯微微鏡(TTESCCAN, Innc. Vegga L MMU SSEM)對(duì)焊縫縫微觀組組織進(jìn)行行觀察。能譜衍衍射儀（OXFFORDD, IInc. ISSIS3300）用于幫幫助確定定微觀組組織中相相得成分。本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)所使用用得掃描電電子顯微微鏡主要要參數(shù)如如下所示示：分辨率：高真空空二次

41、電電子，220kvv: 22.0nnm，22kv: 7.0nmm；背散射電電子，220 kkV: 2.55nm (LMMH 型型選配，LMUU 型標(biāo)標(biāo)配；低低真空(低真空空二次電電子)，30 kVV: 22.5 nm (LMMU型選選配)放大倍數(shù)數(shù)：4 到 1100000000 倍真空系統(tǒng)統(tǒng)：高真真空，低真空 35500PPa，(LMUU 型標(biāo)標(biāo)配)超低真空空可至 20000Paa(LMMU 型型選配)加速電壓壓：0.2kVV 到 30KKv電子束電電流：11pA2uAA樣品室內(nèi)內(nèi)部尺寸寸：2330mmm(寬度度)1500mm(高度)2.3.3 萬(wàn)萬(wàn)能材料料試驗(yàn)機(jī)機(jī)(SAANS XYAA105

42、5C)在進(jìn)行拉拉伸試驗(yàn)驗(yàn)之前，采用線線切割把把焊接試試樣切割割成啞鈴鈴型拉伸伸試樣，其尺寸寸如圖 2.22 所示示。點(diǎn)焊焊接頭拉拉伸剪切切測(cè)試試試樣長(zhǎng)度度為 442mmm，寬度度為 110mmm。同一一焊接參參數(shù)下得得拉伸測(cè)測(cè)試數(shù)據(jù)據(jù)取三個(gè)個(gè)拉伸試試樣測(cè)試試結(jié)果得得算術(shù)平平均值。SANSS XYYA1005C 萬(wàn)能材材料試驗(yàn)驗(yàn)機(jī)主要要參數(shù)如如下：型號(hào)：CCMT7700最高試驗(yàn)驗(yàn)力：110 噸噸誤差極限限：示值值得 0.1以以內(nèi)實(shí)驗(yàn)速度度調(diào)節(jié)范范圍：00.0005-5500mmm/mmin圖 2.2 焊焊接接頭頭拉伸試試樣。2.3.4 顯顯微硬度度計(jì)在室溫下下采用 V-110000 型顯顯微硬度

43、度計(jì)對(duì)焊焊接接頭頭橫截面面進(jìn)行維維氏顯微微硬度測(cè)測(cè)試，實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)采采用得載荷為為 5000g，延遲時(shí)時(shí)間為 15ss，每?jī)蓛蓚€(gè)硬度度測(cè)試點(diǎn)點(diǎn)得間距為為10mmm。熔合合區(qū)和熱熱影響區(qū)區(qū)硬度值值各取五五個(gè)作為為其平均均硬度值值。V-10000 型型顯微硬硬度計(jì)主主要參數(shù)數(shù)為：試試驗(yàn)力：10gg、255g、 500g、1100gg、2000g、3000g、 5000g、10000g最小測(cè)量量單位： 0.5m總放大倍倍數(shù)；1100XX（觀察察） 4400XX（測(cè)量量）加荷方式式：自動(dòng)動(dòng)（加荷荷、保荷荷、卸荷荷）儀器尺寸寸：400529004800mm （長(zhǎng)寬高）試件最大大高度：65mmm電源:AAC2

44、220V5%，50-60HHz第3章 鎂合金金鎢極氬氬焊接接接頭微觀觀組織和和力學(xué)性性能得關(guān)系3.1 線能量量得變化對(duì)對(duì)鎂合金金鎢極氬氬弧焊接接接頭微微觀組織織得影響3.1.1 鎂鎂合金鎢鎢極氬弧弧焊焊接接接頭得得微觀組組織特征征圖3.11顯示了了一個(gè)典典型的鎂鎂合金TTIG焊焊接接頭頭微觀結(jié)結(jié)構(gòu)（990 JJ.mmm1）?？梢钥纯吹胶附咏咏宇^熔熔合區(qū)廣廣泛的熱熱影響區(qū)區(qū)和賤金金屬（圖圖3.11（A）?；氖怯捎刹灰?guī)則則的小的的等軸晶晶粒（晶晶粒尺寸寸約344m）（圖3.1（bb）條）。等軸軸晶粒出出現(xiàn)引起起熱擠壓壓工藝的的結(jié)晶，太。熔熔合區(qū)由由不規(guī)則則的等軸軸晶粒的的（400）和分分布在晶

45、晶界處是是連續(xù)的的-相（圖3.1（三三）。與熔合合區(qū)和基基體金屬屬相比，熱影響響區(qū)的細(xì)細(xì)等軸晶晶粒，晶晶粒粗化化明顯（72.9m）（圖3.1（四四）。在焊接接過(guò)程中中，在熱熱循環(huán)影影響的熱熱影響區(qū)區(qū)的溫度度可以達(dá)達(dá)到超過(guò)過(guò)4133K-5527KK，AZZ系列鎂鎂合金的的超過(guò)4478KK的再結(jié)結(jié)晶溫度度。因此此，熱影影響區(qū)易易發(fā)生再再結(jié)晶和和晶粒生生長(zhǎng)出現(xiàn)現(xiàn)。圖 3.1 典典型鎂合合金鎢極極氬弧焊焊接接頭頭微觀組組織(990 JJ.mmm-1）：(a)焊接接接頭，(b)熱熱擠壓 AZ661 鎂鎂合金母母材，(c)熔熔合區(qū)，d)熱熱影響區(qū)區(qū)。3.1.2 線線能量得得變化對(duì)對(duì)焊接接接頭熱影影響區(qū)微微

46、觀組織織得影響圖3.22顯示了了線能量量AZ661鎂合合金鎢極極氬弧焊焊焊接熱熱影響區(qū)區(qū)聯(lián)合微微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)的變化化的影響響。與報(bào)報(bào)道相同同的紙張張一致，衍射分分析表明明，熱影影響區(qū)的的顯微組組織由兩兩個(gè)階段段組成：白過(guò)飽飽和固溶溶體-Mgg相（如如圖3.2所示示（一）根據(jù)箭箭頭 ）黑黑的-相（如圖33.2所所示，（a）在在箭頭BB提到）。 33.2圖圖像分析析工具（工具33.0 UTHHSCSSAImmagee）圖的的（一） - 3.22（e）在熱影影響區(qū)的的-Mgg晶粒尺尺寸和熱熱影響區(qū)區(qū)寬度的的定量分分析，其其結(jié)果示示于圖33.3?？梢钥纯吹?，焊焊接接頭頭的熱影影響區(qū)寬寬度的線線能量的的增加

47、而而增加，并且具具有-Mgg系的晶晶粒粗化化。當(dāng)焊焊接熱小小（633J.mmm-11），熱熱影響區(qū)區(qū)的-Mgg的平均均晶粒尺尺寸（334.99m）和和基體材材料相類類似的尺尺寸，焊焊接熱影影響區(qū)的的再結(jié)晶晶，但沒(méi)沒(méi)有明顯顯的晶粒粒生長(zhǎng)。當(dāng)線能能量超過(guò)過(guò)63JJ.mmm 1和和達(dá)到-1 990J.mm，在熱影影響區(qū)的的-Mgg平均晶晶粒尺寸寸增加至至72.9m的平平均粒徑徑的-鎂母母材的22倍，約約線能量量，在熱熱影響區(qū)區(qū)晶粒嚴(yán)嚴(yán)重變粗粗?jǐn)U大領(lǐng)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)勢(shì)。這是是因?yàn)榧Z糧食生長(zhǎng)長(zhǎng)和粗性性質(zhì)的晶晶界遷移移過(guò)程中中，高線線性能量量晶界遷遷移的驅(qū)驅(qū)動(dòng)力。通常情情況下，也導(dǎo)致致較高的的線能量量焊接熔熔池中

48、時(shí)時(shí)不再停停留在高高溫的液液體，從從而使基基體金屬屬擴(kuò)散更更多的熱熱量。因因此，隨隨著線能能量的增增加，焊焊接熱影影響區(qū)的的寬度也也增加（圖3.3）。在線較較低的能能源（663J.mm-1）另另外值得得注意的的是，有有更多連連續(xù)的相在熱熱影響區(qū)區(qū)（圖33.2（a）條條），但但與線能能量增加加，連續(xù)續(xù)下降的的公測(cè)相相和粒狀狀的-Mgg17AAl122相，但但增長(zhǎng)。達(dá)到其其最大線線能量（90JJ.mmm-1）時(shí)，只只存在少少量的連連續(xù)的-相（圖3.2以下下（e）的熱熱影響區(qū)區(qū)。這是是因?yàn)榫€線能量增增加，提提高焊接接熱影響響區(qū)的溫溫度，使使冷卻速速度相對(duì)對(duì)增加，因此，不能完完全溶解解，得到到連續(xù)滿滿

49、足-MGG在一個(gè)個(gè)連續(xù)的的或顆粒粒過(guò)渡。此外，焊接熱熱輸入增增加也導(dǎo)導(dǎo)致從過(guò)過(guò)飽和的的-Mgg固溶體體脫溶沉沉淀顆粒粒形式的的-相的的固溶。圖3.22 不同同線能量量條件下下AZ661鎂合合金鎢極極氬弧焊焊接接頭頭微觀組組織：(a) 63 J.mmm-11, (b) 72 J.mmm-11,(cc) 777.44 J.mm-1, (d) 811 J.mm-1和(e) 90JJ.mmm-1。圖3.33 線能能量對(duì)AAZ611鎂合金金鎢極氬氬弧焊接接接頭熱熱影響區(qū)區(qū)得寬度和和-Mgg平均晶晶粒尺寸寸得影響。3.1.3 線線能量得得變化對(duì)對(duì)焊縫熔熔合區(qū)微微觀組織織得影響圖3.44顯示了了不同的的線性

50、能能量的條條件下AAZ611鎂合金金TIGG焊接接接頭熔合合區(qū)顯微微組織的的演變?？梢钥纯吹?，在在熔合區(qū)區(qū)的-Mgg相的細(xì)細(xì)等軸枝枝晶的相的晶晶界處分分布。中中的-Mgg的平均均晶粒尺尺寸在熔熔合區(qū)的的定量分分析使用用圖像分分析工具具（UTTHSCCSA圖圖像工具具6.00），并并把結(jié)果果如圖33.5所所示。的的小線能能量（663J.mm-1），細(xì)等軸軸晶體的的熔融區(qū)區(qū)，可以以看出，具有的的平均晶晶粒尺寸寸約177.5m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于基基體材料料的冷卻卻速度，即較高高的熔合合區(qū)熔合合區(qū)的晶晶粒細(xì)化化。隨著著焊接熱熱量的增增加，熔熔池中的的熱的液液體滯留留時(shí)間變變長(zhǎng)，冷冷卻速度度也開(kāi)始始下降，晶粒粗

51、粗化。當(dāng)當(dāng)焊接熱熱到900J.mmm1，熔合區(qū)區(qū)的-Mgg晶粒尺尺寸為445.55m的線線能量增增加，導(dǎo)導(dǎo)致在熔熔合區(qū)的的晶粒粗粗化。仔仔細(xì)觀察察可以發(fā)發(fā)現(xiàn)在圖圖3.44（一） - 3.44（e）在熔合合區(qū)線能能量633J.mmm，-呈連連續(xù)的網(wǎng)網(wǎng)狀分布布在晶界界處，與與線能量量增加，-相連連續(xù)在晶晶界處的的網(wǎng)狀不不連續(xù)的的或顆粒粒狀的過(guò)過(guò)渡（圖圖3.44（e）項(xiàng)）。這是因因?yàn)楫?dāng)線線能量低低，焊縫縫獲得較較高的冷冷卻速率率，限制制了-Mgg晶粒的的生長(zhǎng)，從而在在連續(xù)的的相的晶晶界處。隨著線線能量的的增加，焊縫的的冷卻速速度降低低，從而而使熔池池中的液液體保持持時(shí)間的的增加，充分發(fā)發(fā)展的-Mgg

52、系的分分支晶體體的-相分分離成不不連續(xù)的的或顆粒粒狀。圖 3.4 不不同線能能量條件件下 AAZ611 鎂合合金鎢極極氬弧焊焊接接頭頭熔合區(qū)區(qū)微觀組組織掃描描電子顯顯微鏡背背散射照照片：(a) 63 J.mmm-11, (b) 72 J.mmm-11, (c) 77.4 JJ.mmm-1, (dd) 881 JJ.mmm-1和和 (ee) 990J.mm-1。圖 3.5 線線能量與與熔合區(qū)區(qū)中平均均晶粒尺尺寸得關(guān)系。3.2 線能量量得變化對(duì)對(duì)焊接接接頭力學(xué)學(xué)性能得得影響3.2.1 拉拉伸強(qiáng)度度圖3.66示出的的線性的的能量變變化的AAZ611鎂合金金鎢極電電弧焊焊焊接接頭頭的極限限拉伸強(qiáng)強(qiáng)度的

53、影影響。在在這個(gè)實(shí)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)能量量最低的的（633J.mmm-11）的線線，焊接接是不滲滲透的同同時(shí)，不不僅是由由于屏蔽蔽的屏蔽蔽氣體保保護(hù)熔池池表面的的焊縫的的背面（與空氣氣直接聯(lián)聯(lián)系），使空氣氣侵入焊焊縫間隙隙通過(guò)焊焊接熔池池和毛孔孔粗大的的形成（圖3.6）。的條件件下的線線能量，AZ661鎂合合金TIIG焊接接接頭的的極限抗抗拉強(qiáng)度度為1335Mppa的，基體金金屬的極極限抗張張強(qiáng)度（2855Mpaa）499在鎂鎂合金AAZ611填充焊焊絲鎢極極惰性氣氣體保護(hù)護(hù)焊的焊焊接工藝藝，低線線性能量量容易導(dǎo)導(dǎo)致焊接接缺陷的的發(fā)生，并導(dǎo)致致焊接接接頭拉伸伸性能的的下降。隨著線線能量的的逐步增增加，

54、鎂鎂合金AAZ611焊接接接頭的極極限拉伸伸強(qiáng)度逐逐漸增大大。當(dāng)線線能量的的81JJ.mmm-1，焊接接接頭的極極限抗拉拉強(qiáng)度，達(dá)到990的的極限拉拉伸強(qiáng)度度的基體體材料。這是因因?yàn)樵谳^較高的能能量線，避免缺缺的大孔孔隙的滲滲透（從從圖中可可以看出出（2559Mppa）具具有最大大拉伸強(qiáng)強(qiáng)度的焊焊縫是均均勻的，沒(méi)有任任何明顯顯的裂縫縫和孔洞洞）。此此外，你你可以看看到，當(dāng)當(dāng)焊接熱熱90JJ.mmm-1，AZ661鎂合合金TIIG焊接接接頭出出現(xiàn)小幅幅下調(diào)至至極限拉拉伸強(qiáng)度度。這是是因?yàn)樵谠贏Z系系列鎂合合金，鎂鎂和鋅可可能是比比較低的的沸點(diǎn)（沸點(diǎn)鋁鋁熔體和和鋁的熔熔點(diǎn)，鎂鎂和鋅是是：23333

55、KK，9333K，13880K，9233K，110233K，6693KK），并并蒸發(fā)壓壓力較高高的（110000K蒸發(fā)發(fā)壓力在在得到的的鋁，鎂鎂和鋅是是：PAA，500Pa的的，2110Paa），在在高溫下下的熱源源在焊接接過(guò)程中中，鎂合合金，鎂鎂，鋅將將是第一一個(gè)蒸發(fā)發(fā)。 AAZ系列列鎂合金金，鋅（鋅含量量1）的作作用一方方面反映映他們的的固溶強(qiáng)強(qiáng)化，另另一方面面可以提提高鎂鋁鋁中的溶溶解度，從而改改善了鋁鋁的固溶溶強(qiáng)化效效果，因因此，高高焊接能能量會(huì)導(dǎo)導(dǎo)致蒸發(fā)發(fā)，削弱弱焊縫鋅鋅的鋅和和鋁的固固溶強(qiáng)化化作用，導(dǎo)致焊焊接接頭頭的極限限拉伸強(qiáng)強(qiáng)度的下下降。圖 3.6 線線能量與與鎢極氬氬弧焊焊焊

56、接接頭頭極限抗抗拉強(qiáng)度度得關(guān)系。圖3.77（a）和3.7（bb）表示示一個(gè)典典型的熱熱擠壓AAZ611鎂合金金基體金金屬斷口口和氣體體鎢極電電弧焊焊焊接接頭頭斷口形形貌（990J.mm-1）。母材斷斷裂的斷斷裂的塑塑性變形形，斷裂裂特性，因?yàn)橛杏懈嗟牡乃毫牙w纖維和撕撕裂的步步驟（圖圖3.77所示的的（a）所示）。焊接接接頭斷斷裂，表表現(xiàn)出準(zhǔn)準(zhǔn)解理斷斷裂特性性 - 例如，一個(gè)大大型的小小便解理理面斷裂裂面（如如圖3.7所示示（B）中的箭箭頭A所所指），二次裂裂紋的含含義內(nèi)（如圖33.7所所示（二二）的箭箭頭B）和第二二相粒子子（圖33.7（b）條條中所示示的箭頭頭C所指指）。值值得一提提的是A

57、AZ611鎂合金金TIGG焊接接接頭斷裂裂在熱影影響區(qū)（而不是是熔合區(qū)區(qū)）。這這是因?yàn)闉樵跓嵫h(huán)影響響的焊接接熱影響響區(qū)的晶晶粒尺寸寸在焊接接過(guò)程中中，粗糙糙化，從從而在下下拉式菜菜單中的的熱影響響區(qū)的抗抗拉強(qiáng)度度。此外外，熱影影響區(qū)的的晶粒邊邊界上析析出的第第二相粒粒子在拉拉伸過(guò)程程中很容容易產(chǎn)生生應(yīng)力集集中，也也有可能能成為拉拉伸斷裂裂的裂紋紋的來(lái)源源。圖 3.7 典典型得鎂合金金 AZZ61 拉伸斷斷口掃描描電子顯顯微鏡照照片：（a）母母材和（b）鎢鎢極氬弧弧焊焊接接接頭(90JJ.mmm-1)。3.2.2 顯顯微硬度度圖3.88是典型型的AZZ61鎂鎂合金TTIG焊焊接接頭頭的橫截截

58、面的顯顯微硬度度分布（63JJ.mmm-1）。你可可以看到到基體金金屬，熱熱影響區(qū)區(qū)和熔合合區(qū)和顯顯微硬度度值得如如下：基基體金屬屬的熔合合區(qū)的熱熱影響區(qū)區(qū)。這是是因?yàn)殒V鎂合金的的鎢TIIG焊接接過(guò)程，熔合區(qū)區(qū)通過(guò)以以下方式式獲得細(xì)細(xì)等軸晶晶粒構(gòu)成成的冷卻卻速度快快，而熱熱影響區(qū)區(qū)的晶粒粒粗化的的影響下下，在熱熱循環(huán)中中出現(xiàn)。因此，這三個(gè)個(gè)區(qū)域的的顆粒尺尺寸為如如下的關(guān)關(guān)系：基基體金屬屬的熔合合區(qū)熱影影響區(qū)的的Halll-PPetcch關(guān)系系的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，較較小的晶晶粒尺寸寸，更大大的顯微微硬度。因此，在本實(shí)實(shí)驗(yàn)中，焊縫區(qū)區(qū)的顯微微硬度值值改變他他們的-MGG的晶粒粒尺寸是是成反比比的。但但是，

59、結(jié)結(jié)果的AAZ311鎂合金金激光焊焊接接頭頭的橫截截面的顯顯微硬度度值不同同的分布布特征。AZ331鎂合合金激光光焊接接接頭的熔熔合區(qū)和和顯微硬硬度值高高于母材材和熱影影響區(qū)的的顯微硬硬度值超超過(guò)基體體金屬，和熔池池快速冷冷卻速度度的激光光焊接工工藝。圖 3.8 典典型 AAZ611 鎂合合金鎢極極氬弧焊焊接接頭頭橫斷面面顯微硬硬度得分布（63JJ.mmm-1）。圖3.99顯示了了焊接熱熱變化AAZ611鎂合金金鎢氬弧弧焊焊接接接頭熔熔合區(qū)和和熱影響響區(qū)的顯顯微硬度度影響?？梢钥纯吹?，較較高的焊焊接線能能量，焊焊縫熔合合區(qū)和熱熱影響區(qū)區(qū)的硬度度值越低低。鎂合合金焊縫縫區(qū)的顯顯微硬度度增加，可歸

60、結(jié)結(jié)為晶粒粒細(xì)化和和剛性的的-相得得作用增增強(qiáng)。在在焊接過(guò)過(guò)程中，線能量量可能會(huì)會(huì)增加熔熔合區(qū)和和熱影響響區(qū)的晶晶粒粗化化的結(jié)果果。因此此，焊縫縫硬度值值繼續(xù)下下滑線能能量增加加。此外外，你還還可以看看到從圖圖中進(jìn)一一步增加加線能量量，熱影影響區(qū)和和融合區(qū)區(qū)和顯微微硬度值值變化明明顯較小小。這可可能是因因?yàn)樵谝灰粭l線的的高能量量的情況況下，更更多的顆顆粒的相在焊焊縫熱影影響區(qū)和和熔合區(qū)區(qū)，從而而抵銷部部分粗化化的熱影影響區(qū)的的硬度值值下降的的。圖 3.9 焊焊接線能能量得變化對(duì)對(duì) AZZ61 鎂合金金鎢極氬氬弧焊接接接頭熔熔合區(qū)和和熱影響響區(qū)顯微微硬度得得影響。3.3 本章小小結(jié)通過(guò)研究究線能