AZ31B鎂合金與6063鋁合金超聲釬焊研究.pdf

1、本文采用了自制的Sn-Zn，Zn-Al以及Zn-Ag-Cu釬料，釬焊變形鎂合金AZ31B與6063鋁合金。在釬焊過(guò)程中，對(duì)接頭施加超聲振動(dòng)，利用其空化作用破碎去除母材及釬料表面的氧化膜，促進(jìn)液態(tài)釬料在釬縫中的鋪展，潤(rùn)濕。使用SEM，EDS觀察分析了釬焊接頭的微觀形貌以及元素組成，XRD分析了焊縫內(nèi)的物相構(gòu)成。使用萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了接頭的力學(xué)性能，并測(cè)試了焊縫內(nèi)各個(gè)物相的顯微硬度。通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)以及分析測(cè)試過(guò)程，得到了如下實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

2、r>　　超聲振動(dòng)能產(chǎn)生局部高溫高壓，其帶來(lái)的巨大能量能有效去除釬焊過(guò)程中母材和液態(tài)釬料表面生成的氧化膜，并大大促進(jìn)液態(tài)釬料的鋪展?jié)櫇?。利用Ar氣氛保護(hù)感應(yīng)加熱，能有效避免釬焊溫度下的母材被氧化，且無(wú)需釬劑就能獲得組織致密，無(wú)氣孔，裂紋等缺陷的AZ31B/6063釬焊接頭。
　　使用Sn-15Zn釬料獲得的 AZ31B/6063釬焊接頭，在焊縫與鎂母材界面處生成了大量脆性金屬間化合物 Mg2Sn，嚴(yán)重影響了接頭的力學(xué)性能，經(jīng)過(guò)剪切強(qiáng)

3、度測(cè)試后，測(cè)得該種釬料制備的釬焊接頭的平均剪切強(qiáng)度僅為15MPa左右，斷裂位置在鎂母材與焊縫界面處。肉眼觀察剪切斷口，可以清楚地看到大量金屬間化合物布滿兩側(cè)斷口。
　　使用Zn-Al共晶合金作為釬料，鋁母材與鎂母材同釬料的溶蝕情況不同。為了解決這一問(wèn)題，采用了與釬料溶蝕較慢的鋁母材先與釬料作用，待釬料與鋁母材表面鋪展后再與鎂母材進(jìn)行釬焊的工藝。使用此工藝獲得的釬焊接頭，經(jīng)力學(xué)性能測(cè)試得平均剪切強(qiáng)度為31.03MPa。焊縫由三種組織

4、構(gòu)成：α-Mg,脆性金屬間化合物β-Mg17(Al,Zn)12以及α-Mg+β-AlZn共晶組織。接頭斷裂位置在焊縫內(nèi)部靠近鋁母材處，該處為焊縫中β-Mg17(Al,Zn)12分布最多的部位。
　　將純Ag，純Cu以共晶配比，在Ar氣氛保護(hù)下，使用感應(yīng)加熱熔煉制得Cu-Ag共晶合金，再與純 Zn互溶制得 Zn-Ag-Cu釬料。使用Zn-Ag-Cu釬料獲得的釬焊接頭，焊縫內(nèi)物相組成為 Mg-Zn共晶，Zn-Al共晶，顆粒狀 Al（Z