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镁合金具有比强度高、切削性好和密度低等诸多优点,被称为二十一世纪绿色工程材料,在航天、汽车、电子、化工、石油设备等领域都有较广泛的应用。由于镁合金的巨大应用前景,所以高效、节能的镁合金新型焊接方法成为当前研究的热点。因此,本课题将研究具有能提高生产效率、降低成本的活性TIG焊。
本文采用AZ31B镁合金作为实验材料,选用氧化物SiO2、TiO2、CeO2和La2O3,氯化物CaCl2和CdCh作为所涂覆的活性剂,对镁合金进行活性Tig焊接,研究了不同活性剂对焊缝成形的影响。结果表明氯化物活性剂比氧化物活性剂对熔深增加的效果要好,涂覆活性剂的试样接头的晶粒略有长大,但硬度并没有降低。另外,也分别分析了焊接参数(焊接电流和焊接速度)以及活性剂浓度对焊缝成形的影响规律。
在设计复合活性剂时选取的是TiO2、CaCh和CeO2三种活性剂作为配方的组元。实验结果表明,涂覆复合活性剂的焊缝熔深增加效果明显,配方各组元之间发生较强的交互作用,焊接接头的硬度并没有降低。在此基础上,通过实验得到了160A是与复合活性剂相匹配的焊接电流,即使焊缝熔深增加效果明显的焊接电流。因此,当焊接电流为160A、涂覆最佳复合活性剂时,焊接接头的抗拉强度优于未涂覆活性剂的试样以及涂敷TiO2活性剂的接头,其值可达母材的94.9％。经过涂覆复合配方活性剂后焊接接头的力学性能比较良好的原因为焊缝中生成了较多的Mg17Al12相。
另外,本文还对不同种类活性剂熔深增加的机理进行了研究,发现氯化物活性剂通过收缩电弧来增加熔深,氧化物活性剂则是通过改变熔池表面张力而改变熔池金属的流动方式来增加熔深。