镁合金氩弧焊接头深冷处理及其力学性能.doc

  镁合金氩弧焊接头深冷处理及其力学性能# 吴志生，弓晓园，赵菲，曾亮* （太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024） 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：用交流 TIG 氩弧焊对 7mm 厚 AZ31 镁合金板材进行了焊接试验；对焊接接头进行了 深冷处理试验，深冷处理温度为-160，保温时间分别为 4h，8h 和 12h；对深冷处理前后 的 AZ31 镁合金焊接接头进行了拉伸试验，测试了 AZ31 镁合金 TIG 焊接接头强度；用扫描 电镜 SEM 观测了拉伸试件断口形貌；测试了 AZ31 镁合金 TIG 焊接接头硬度分布。实验结 果表明，深冷处理提高镁合金焊接接头的力学性能。 关键词： 材料加工工程；深冷处理；镁合金；TIG；焊接接头；力学性能 中图分类号：TG4 Research on mechanical property of cryogenic treatment joints of AZ31 magnesium alloy welded by TIG wuzhisheng, gongxiaoyuan, zhaofei, zengliang (Materials Science and Engineering academy, Taiyuan University of Science and Technology,Taiyuan 030024) Abstract: AZ31 magnesium alloy (7mm in thickness) is welded by TIG with alternating current. The deep cryogenic treatment experiment of joint welded by TIG is carried out. The temperature of cryogenic treatment is set at -160℃, and the holding times is set at 4h, 8h and 12h respectively. The tensile tests of cryogenic treatment joints of AZ31 magnesium alloy welded by TIG are carried out. The morphology of their fracture is analyzed by scanning electron microscopy (SEM). And the hardness of joints welded by TIG were tested. Experimental results show that deep cryogenic treatment can improve mechanical properties of welded joints of magnesium alloy. Key words: Materials Processing Engineering；deep cryogenic treatment；magnesium alloy；TIG； welded joints；mechanical property 0 引言 镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一，密度小，比强度明显高于铝合金和钢，因其 弹性模量很小，所以比刚度比工程塑料要高得多，耐磨性比低碳钢好得多，其焊接结构已经 成为民用及军工产品上的重要组成部分[1]。 镁合金的热膨胀系数大（约为铝的 1.2 倍），在焊接过程中易产生较大的焊接应力， 引起变形和焊接裂纹；镁的熔点低，热导率高，弹性模量小，焊接时应采用大功率的焊接热 源方能形成良好的焊接熔池，因而焊缝及近缝区金属易产生过热、晶粒长大和结晶偏析现象； 镁在高温下的蒸发、燃烧、易氧化等作用，使焊缝的最终组织易形成气孔等缺陷，致使镁合 金焊接接头软化，影响构件的使用性能，为此人们不断寻求各种改善镁合金焊接接头组织和 性能的方法[1-2]。 深冷处理作为改善材料组织和性能的重要处理工艺在传统的钢铁材料中已经得到了广 泛的应用，在铝、铜、镁等有色金属中也有相关研究和报道[3-5]。本文研究了深冷处理对 AZ31 基金项目：教育部博士点基金（20101415110002）；山西省科技攻关项目（NO.20130322005-03）；山西省 留学基金项目（2012-075） 作者简介：吴志生（1963-）男，博士，教授/博士生导师，焊接研究所所长，美国焊接学会会员，中国焊接 学会理事，山西省焊接学会理事长，主要从事轻合金焊接工艺及设备研究，已发表论文 100 余篇. wuzs@ -1- 镁合金 TIG 焊接头