AZ31/LA141搅拌摩擦搭接焊工艺及性能研究

借助体视镜、光学显微镜、万能试验机和维氏显微硬度计探究不同旋转速度对AZ31/LA141异种材料搅拌摩擦搭接焊接头组织、显微硬度和剪切性能的影响。结果表明:当焊接速度为0.1 m/min,旋转速度为1400~1800 r/min时,焊缝质量良好,无明显缺陷。同一焊接参数下,上层AZ31和下层LA141的前进侧热影响区晶粒尺寸均大于后退侧,而前进侧热机影响区晶粒尺寸的变化趋势小于后退侧。前进侧热机影响区晶粒尺寸随旋转速度的增加而增加。当旋转速度增大时,上层AZ31和下层LA141的显微硬度均增大,焊核区的显微硬度最大值为68.2HV。搅拌摩擦搭接焊接头的拉剪力先增后减,当焊接速度为0.1 m/min,旋转速度为1600 r/min时,拉剪力达到最大值2313.5 N。

AZ31镁合金FSW接头组织与性能

在搅拌头转速为1200 r/min、焊接速度分别为30,60,80 mm/min的工艺参数下,对AZ31镁合金进行搅拌摩擦焊试验。采用光学显微镜、万能试验机、扫描电镜和化学工作站分析不同焊接速度对试样的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,焊接接头由焊核区(SZ)、热力影响区(TMAZ)、热影响区(HAZ)和母材区(BM)4个区域组成。相比后退侧(RS),热力影响区(TMAZ)与焊核区(SZ)的分界线在前进侧(AS)更为明显。焊接速度从30 mm/min增加80 mm/min时,接头的抗拉强度和断后伸长率均先变大后减小,焊接速度为60 mm/min时抗拉强度达到最大,其值为190.3 MPa,此时可达母材(250.3 MPa)的76%。随着焊接速度的增加,耐腐蚀性能也呈现出先增强后下降的趋势,在转速1200 r/min、焊接速度60 mm/min的工艺参数条件下,耐腐蚀性能最佳,此时自腐蚀电位达到最大值−1.44 V,自腐蚀电流密度为最小值4.5×10^(−5)A/cm^(2)。

AZ31/LA141搅拌摩擦搭接焊接头的组织与力学性能

为了扩大搅拌摩擦搭接焊在镁合金异种材料的市场应用范围,采用搅拌摩擦搭接焊工艺对AZ31镁合金和LA141镁锂合金进行焊接。借助光学显微镜、维氏硬度计和万能试验机等仪器设备研究了搅拌摩擦搭接焊接头的显微组织,测试了接头的显微硬度和剪切拉伸。结果表明,当旋转速度为1800 r/min,焊接速度在80~120 mm/min之间时,AZ31/LA141搅拌摩擦搭接焊成形良好,无明显缺陷。在相同的焊接工艺参数条件下,上层AZ31和下层LA141前进侧热机影响区的晶粒尺寸均小于后退侧热机影响区的晶粒尺寸,而前进侧热影响区却与之相反,其晶粒尺寸均大于后退侧热影响区的晶粒尺寸。当焊接速度变大时,上层AZ31和下层LA141前进侧热机影响区的晶粒尺寸均随之变小。上层AZ31和下层LA141焊核区的显微硬度值变化趋势不同,前者先变大后变小,而后者却呈现变大的趋势。AZ31/LA141搭接接头拉剪力随着焊接速度的增加呈现先增加后减小的趋势。