AZ31鎂合金釬料設(shè)計(jì)及釬焊工藝研究.pdf

1、焊接是連接鎂合金或連接鎂合金與異種材料的重要方法，釬焊作為三大焊接方法之一，可以在鎂合金的連接上發(fā)揮巨大的優(yōu)勢(shì)。但是鎂合金釬料及釬焊方法的研究比較緩慢，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足于工程的實(shí)際應(yīng)用。超聲波釬焊作為一種綠色，高效的鎂合金釬焊方法，主要利用超聲波的空化作用，去除鎂合金表面氧化膜，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)釬劑快速連接。
　　本文對(duì)Sn-30Zn（wt％）、48％Mg-43％Zn-9％Al（wt％）及47.4％Mg-52％Zn-0.6％Sn（wt％）三

2、種釬料性能及超聲波釬焊工藝進(jìn)行了研究。在研究中利用差熱分析、顯微組織觀察、XRD、SEM及EDS等手段，對(duì)釬料性能和釬焊工藝（包括超聲波作用時(shí)間、保溫時(shí)間及冷卻速度工藝）進(jìn)行研究及優(yōu)化，建立相應(yīng)的超聲波釬焊模型。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1、Sn-30Zn釬料通過(guò)超聲波輔助作用可以實(shí)現(xiàn)在大氣中鋪展。Sn-30Zn釬料在350℃進(jìn)行超聲波釬焊，根據(jù)各工藝的釬縫組織特點(diǎn)，建立Sn-30Zn釬料超聲波釬焊模型。釬縫與母材界面處存在脆性

3、的Mg2Sn層，是Sn-30Zn超聲波釬焊接頭失效的主要原因。而超聲波作用時(shí)間和保溫時(shí)間增加均會(huì)增加Mg2Sn層寬度，導(dǎo)致接頭強(qiáng)度降低。
　　2、自主設(shè)計(jì)并制備了兩種鎂合金低溫鎂基釬料，即48％Mg-43％Zn-9％Al(wt％)釬料和47.4％Mg-52％Zn-0.6％Sn（wt％）釬料，其熔點(diǎn)分別為340.3℃和339.8℃，均適合鎂合金的低溫軟釬焊。
　　3、Mg-Zn-Al釬料枝晶體為Mg32(Al，Zn)49相，枝

4、晶間隙為層片狀的α-Mg+MgZn共晶相。對(duì)Mg-Zn-Al釬料在400℃進(jìn)行超聲波釬焊，釬縫中心主要由彌散分布的塊狀Mg32(Al，Zn)49相和層片狀的α-Mg+Mg7Zn3共晶組織組成。根據(jù)其組織特點(diǎn)，建立起超聲波作用對(duì)α-Mg的溶解模型。Mg-Zn-Al釬料的接頭為脆性接頭，剪切時(shí)在釬縫中心發(fā)生斷裂。
　　4、Mg-Zn-Sn釬料均勻化處理后主要由塊狀的MgZn相和層片狀的α-Mg+MgZn共析組織組成。Mg-Zn-Sn釬

5、料在QJ201釬劑作用下鋪展對(duì)母材的溶蝕嚴(yán)重，而超聲波作用下溶蝕深度明顯減小。對(duì)Mg-Zn-Sn釬料進(jìn)行超聲波釬焊，在相同的釬焊工藝下，超聲波作用10s時(shí)釬焊剪切接頭強(qiáng)度最高。Mg-Zn-Sn釬料焊縫冷卻速度小時(shí)，釬縫中心晶粒粗大;而加快冷卻速度可得到非常致密的層片狀共晶組織，接頭強(qiáng)度明顯提高。Mg-Zn-Sn釬料接頭保溫時(shí)間增加，會(huì)發(fā)生晶間滲透現(xiàn)象，對(duì)接頭不利。Mg-Zn-Sn釬料最佳釬焊工藝為超聲波作用10s，保溫0min，對(duì)接頭進(jìn)