文档介绍：AZ 系镁合金 TIG 焊接接头微观组织与
力学性能的研究

重庆大学硕士学位论文

学生姓名:许楠
指导教师:沈骏副教授
专业:材料加工工程
学科门类:工学

重庆大学材料科学与工程学院
二 O 一一年五月
Researches on the microstructures and
mechanical properties of tungsten inner gas
welded AZ series magnesium alloy joints

A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Degree of Master of Engineering
By
Xu Nan

Supervised by Associate Professor Shen Jun
Major: Material processing engineering

College of Material Scienceand Engineering of
Chongqing University, Chongqing, China
May, 2011
摘要

摘要

本文以 AZ 系镁合金为研究对象,通过微观组织分析和力学性能测试,系统
地研究了不同热输入、焊前和焊后热处理参数对镁合金钨极氩弧焊接(TIG)接头
微观组织和力学性能的影响,澄清了焊接接头微观组织演变规律及其与力学性能
之间的关系。
随着焊接热输入的增加,AZ61 镁合金 TIG 焊接接头熔合区和热影响区α-Mg
晶粒逐渐增大,金属间化合物β-Mg17(Al,Zn)12 相的体积分数也逐渐增大。热影响
区和底部熔合区的显微硬度由晶粒尺寸主导,而顶部熔合区的显微硬度则由晶粒
尺寸和β-Mg17(Al,Zn)12 相颗粒间距共同决定。当焊接热输入为 39J/mm 时,AZ61
镁合金 TIG 焊接接头具有较好的极限抗拉强度(248MPa),达到了母材强度的 92%。
随着焊前预热温度的增大,AZ61 镁合金 TIG 焊接接头热影响区α-Mg 晶粒逐
渐增大,热影响区的宽度也逐渐变宽。熔池冷却速度随焊前预热温度的增大而降
低,接头熔合区中β-Mg17(Al,Zn)12 相的体积分数逐渐增大,其微观组织由完全离
异共晶组织逐渐转变为部分离异共晶组织,最终转变为规则共晶组织。在预热温
度为 300℃时,熔合区中存在大量的层片状规则共晶组织,该组织具有良好的塑韧
性,且无任何气孔裂纹等焊接缺陷,此时 AZ61 镁合金 TIG 焊接接头的显微硬度
(73Hv)和极限抗拉强度(256MPa)达到最好。
对 AZ61 镁合金 TIG 焊接接头进行焊后热处理发现, 经固溶处理后
β-Mg17(Al,Zn)12 相全部溶入基体相,此时显微硬度和极限抗拉强度最低。当时效温
度为 160℃时,熔合区中的β-Mg17(Al,Zn)12 相呈均匀的片状析出,接头具有最好的
极限抗拉强度。对于 AZ31、AZ61 和 AZ81 镁合金 TIG 焊接接头,AZ81 镁合金母
材中 Al 含量最高,其熔合区的 Al 以金属间化合物的形式完全析出所需的活化能
最高,其完全析出所需的时间最长(时效温度一定)。

关键词:镁合金,钨极氩弧焊,微观组织,力学性能

I
重庆大学硕士学位论文

II
英文摘要

ABSTRACT

In this paper, hot-extruded AZ series magnesium alloys were selected and the
relationships between microstructures and mechanical properties of tungsten inert gas
arc (TIG) welded magnesium alloy joints were systematically studied by adjusting heat
input and hot treatment. Main conclusions may be summarized as follows:
An increase of the heat input resul