AZ61镁合金钨极氩弧焊焊缝时效处理.pdf

NONFERROUS METALS ENGINEERINGオあA工程
doi:10.3969/issn.2095-1744.2014.06.004
AZ61镁合金钨极弧焊焊缝时效处理
又何晋威1李春风2刘守法1吴松林
1.西京学院机电工程系西安710123;
2.承徳石油高等专科学校工业中心河北承德067000
摘要:利用钨极氩弧焊对AZ61镁合金实施对接焊,并对固溶处理后的焊鏠进行时效处理。利用扫描
电镜、能谱仪、显微硬度仪和试样拉伸设备研究时效处理时间对焊缝微观组织和力学性能的影响。结
果表明,时效处理使得融熔区和热影响区均有yMg1nAlp相析出,时效处理16h试样的热影响区析出
物出现连续状分布,明显提高了试样热影响区的硬度。200℃下时效处理2h的试样综合力学性能最
好,焊鏠整体的拉伸强度提高了近135MPa
关键词:AZ61镁合金;钨极氩弧焊;微观组织;力学性能
中图分类号:TG146.22;TG44.74,TG156.92文献标志码:A文章编号:2095-174(2014)06-0011-03
具有可再生性能的镁合金用于汽车行业能有效的提接技术要求较高。 Chai S等采用双侧钨极氩弧焊对轧制
高能源使用效率,实现节能减排叫。焊接是形成结构件的态AZ31镁合金进行焊接,利用焊后热轧工艺提高焊缝的
重要手段,但镁合金具有熔点低、线膨胀系数及导热系数抗拉强度和显微硬度啊。
高的特点,导致镁合金在焊接过程中容易出现氧化、合金
国内外多数学者研究如何通过改变焊接参数来提高
元素损失以及热影响区过宽等问题,因此难以获得与母焊缝性能,但焊接参数的精确控制给焊接设备提出更高
材性能相匹配的焊接接头咧。因此,镁合金焊接技术的开的要求。然而,如何通过焊后热处理来提高焊缝力学性能
发和应用对镁合金产业化应用具有重要意义。
却报道很少。
刘政车等通过在AZ61镁合金TIG焊过程中加入问
固溶处理后材料的过饱和固溶体分布均匀,提高材
歇交变纵向磁场,抑制热裂纹产生,同时细化了焊接接头料的塑性但却降低材料的硬度和强度。人工时效可使过
的一次结晶组织,改普焊接接头的综合力学性能。张冠饱和的固溶体快速析出第二相,从而提高材料的硬度和
宇等研究外加纵向直流磁场对镁合金TG焊电弧形な和强度,时效处理过程中主要参数为时效温度、时效时间和
焊缝质量的影响,使焊缝由均匀细小且沿一定方向生长合金成分,在较高温度下通过控制吋效时间来提高材料
的等轴晶粒组成,焊鏠抗拉强度提高了149%?,采用富氩的硬度和强度是既高效又节能的选择。
混合气体TIG焊焊接镁合金板材,认为当保护气体中氨气
对AZ61镁合金进行钨极氩弧焊拼焊,焊后试样先后
体积为50%时,焊缝的显微硬度和抗拉强度最佳。汪喜进行固溶处理和时效处理,通过短时间人工时效提高钨
和等研究保护气体成分对AZ31镁合金交流钨极惰性气柲鈫弧焊焊缝整体的力学性能,既节能又高效,为难焊镁
体保护焊的可焊性的影响,认为氨气与氩气比例为1:1合金在焊接构件中的应用提供技术支持。
时焊接接头成型性和焊接可操作性最好。张铁磊等采用
钨极氙弧焊对ZM6铸造镁合金进行焊接,认为T6热处
基金项目:映西省教育厅科研基金资助项目(11K0880);
理可有效提高焊缝的显微硬度和抗拉强度。 Dong HG
西京学院科研基金项目(XJ130239)
收稿日期:2014-06-09
等研究锻造镁合金金属柲惰性气体保护焊焊缝的气孔现
作者简介:何晋威(1993-),男,山西大同人,硬士研究生,主要
象,通过调整焊接参数消除气孔提高了抗拉强度,但对焊
从事有色金属热加工等方面的研究。
有色金属工程2014年第4卷第6期11
有名晶工程 NONFERROUS METALS ENGINEERING
1实验方法
2试验结果与讨论
试验所用材料为经350℃下均质化退火和挤制的
Z61镁合金,材料中铝、锌、锰、硅、铜和铁含量分别为2.1熔融区组织变化分析
6.63%,1.019%,0.249%6,0.027%6,0.0026%和0.0039%,其余
图2为AZ61熔融区时效处理后的SEM图。随着时
为镁元素?热处理试样尺す为75mmx55mmx3mm:先去效时间増加,材料中析出物的量也相应增加,且析出位置
除试样表面的氧化物再用酒精清洗干浄,采用钨极皆位于品界附近,在品界成核后再向品粒内部生长而形
弧焊进行对接焊,电极为直径2.4mm的钨针合金,填成析出物的不连续网状组织,晶界析出物有向品粒内扩
充材料为AZ61镁合金,焊接电流为60A,焊接速度为展的趋势且接近于连续的网状。经EDS成分分析,析出
130 mm/min,焊缝正面和背面气流量分別为25Lmin物镁、铝和锌元素的含量分别为63.8%,3509%和1.3%,与
和20Lmin,焊接金属填料为AZ61镁合金。
文献[中提到的焊后热处理析出物成分非常相近,该析
对焊后试样在360℃下进行2h固溶处理后水冷,再出物为 y-mgi,Al2相。
在200℃下对试样分别进行2,4,8,16h的时效处理,然
后在空气中冷却。
用JSM-5600型扫描电镜观察不同时效处理时间下
试样融熔区和热影响区析出物分布,用Link300型能谱
仪分析焊后时效处理试样融熔区和热影响区成分变化。
用RG2000-20型万能试验机,在室温下以1mm/min拉伸
速度进行拉伸试验,测得各试样的拉伸强度。拉伸试样尺a
50 pm
寸参考ASTM标准E8规范,如图1所示。用HXS-1000A
显微硬度仪测量试样硬度,加载0.50N,保持10s,由焊
缝中心至母材区每隔1mm测量一次硬度。
(a)2h:(b)4h;(c)8h;(d16h
30
30
图2时效处理后熔融区SEM图
2.2热影响区组织変化
图3为AZ61热影响区时效处理的显微组织。可观
察到大部分组织为a-Mg晶粒且较为粗大,品界处出
现少量网状析出物,该处析出物也是由晶界开始成核并
图1焊缝接头试样尺寸
生长到a-Mg晶粒内,属于不连续状态析出。时效时间小
LOAM
(d)
2h;(b)4h:(c)8h:(d)16h
图3焊缝热影响区显微组织
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