带活性剂镁合金焊丝制备及其自动TIG焊-材料科学与工程专业论文.docx

中文 中文摘要 重庆大 重庆大学硕士学位论文 I I PAGE PAGE VI 摘 要 课题以开发新型带活性剂焊丝及其自动 TIG 焊焊接规范为目标，开展了活性 剂的选择、焊丝的制备、活性剂在焊丝上的涂覆方法、常规焊丝和带活性剂焊丝 的自动送丝 TIG 焊的焊接工艺及效果对比等工作，研究结果表明： 采用蒸馏水替代有机溶液可以使得活性剂更容易充分溶解，免去了采用其他 溶剂对活性剂的干燥程度和磨细程度的严格要求；将焊丝穿过活性剂水溶液，然 后烘干，即可在焊丝表面析出紧密附着的活性剂粉状沉积；用蒸馏水作溶剂还可 以获得更大的活性剂溶解度。通过裸丝断面形状的设计，增大了表面积，凹陷区 域借助表面张力可吸附更多溶液而附着更多活性剂，在焊丝通过自动送丝机构时， 可避免与送丝通道壁接触而刮掉活性剂。活性焊丝用于自动送丝 TIG 焊的实际效 果表明，焊缝表面质量、焊接熔深、焊接宏观缺陷和焊缝组织及拉伸力学性能等 不受活性焊丝干燥程度的影响。 采用 AZ61 焊丝和带复合活性剂的 AZ61 焊丝焊透性都随着焊接电流的增大逐 步提高；但达到同等平滑美观的焊透效果时，活性焊丝所需焊接电流约小 30A， 以本课题的试验设备条件，焊透 3mmAZ31 板材，采用普通焊丝需要 180A，而活 性焊丝只需要 150A。增加焊接电流有助于焊透并获得更稳定一致的力学性能。采 用普通 AZ61 焊丝，当焊接电流从 135A 增大到 165A 时，焊接接头抗拉强度由 163.40MPa 提高到 225.53MPa，延伸率由 4.3%提高到 11.7%。采用活性焊丝时，当 焊接电流从 105A 增大到 135A 时，抗拉强度由 190MPa 提高到 250.38MPa，延伸 率由 5.5%提高到 17.5%。均完全焊透时，采用普通焊丝的抗拉强度和延伸率分别 为 224.69MPa 和 13.9%，而采用活性焊丝时分别为 242.07MPa 和 16.4%。对活性 焊丝 TIG 焊的焊接接头的拉伸断口扫描结果表明，120A 和 135A 时，断口有孔洞 缺陷存在，150A 和 165A 时断口主要由韧窝和撕裂棱构成，无明显缺陷。高的焊 接电流有助于获得良好的焊缝铸态区域合金的冶金质量。采用活性焊丝后，焊接 电弧发生了反常膨胀，这可能是活性剂中的卤素形成负离子时放热，并向电弧周 围扩展引起的。采用活性焊丝的接头焊缝中未检测到活性剂元素，这可能与活性 剂以活性焊丝的方式在焊接中应用有关。 研究了 KCl、NaCl、LiCl、CaCl2 及 NaF 等 5 种单一成分活性剂的活性焊丝 TIG 焊：采用 LiCl、CaCl2 活性焊丝的焊接熔深及深宽比都有一定的提高，NaF 的 焊缝截面基本没有变化，而 NaCl、KCl 的焊接熔深和深宽比都降低了。焊丝活性 剂 LiCl、CaCl2 并不能细化焊缝区显微组织。与采用普通焊丝的焊接接头相比，采 用 CaCl2 活性焊丝的焊缝区显微硬度显著提高、热影响区硬度明显降低；LiCl 焊缝 的各区硬度分布均匀，从焊接接头的断裂位置和抗拉强度来看，焊丝活性剂 LiCl 要优于 CaCl2。采用 LiCl、CaCl2 作为活性剂的焊丝，均使得活性焊丝 TIG 焊的焊 接电弧和焊接熔深同时加大。 关键词：镁合金；TIG；活性焊丝；熔深 英文摘 英文摘要 重庆大 重庆大学硕士学位论文 III III PAGE PAGE IV ABSTRACT This study carried out the selection of the active flux, the preparation of welding, the coating method of the flux on the wire, contradistinction of the welding process and effect between the TIG welding with conventional wire and the TIG welding with the wire with active flux and so on, which wants to develop a new kind of wire with flux and the welding specifications of automatic TIG welding wire. The results showed: Using distilled water instead of the organic solution can make the flux easier to fully dissolve, which eliminated the stringent r