文档介绍：学校代号:10532
学号:S10131058
密级:普通
湖南大学硕士学位论文
细晶粒 AZ 系镁合金板材激光焊接接头
微观组织及热裂行为研究
学位申请人姓名: 陈小玲
导师姓名及职称: 严红革教授
培养单位: 材料科学与工程学院
专业名称: 材料加工工程
论文提交日期: 2013. 5
论文答辩日期: 2013. 5. 27
答辩委员会主席: 张福全
Investigation on the microstructure and hot cracking behaviors of the
laser beam welds of the fine-grain AZ series magnesium alloys sheets
by
CHEN Xiao ling
. (Hunan University) 2010
A thesis submitted in partial satisfaction of the
Requirements for the degree of
Master of Engineering
in
Materials Science
in the
Graduate School
of
Hunan University
Supervisor
Professor Yan Hongge
May, 2013
湖南大学
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作者签名: 日期: 年月日
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作者签名: 日期: 年月日
导师签名: 日期: 年月日
I
细晶粒 AZ 系镁合金板材激光焊接接头微观组织及热裂行为研究
摘要
镁合金是目前最轻的结构用绿色金属材料,具备一系列优点,如密度低、比
强度高、比刚度高、导热性好、电磁屏蔽性优异、对振动及冲击能量的吸收能力
强等,在航空航天、国防军工、交通车辆以及 3C 电子等领域具有极其重要的应
用价值和广阔的应用前景。研究表明,细化晶粒可以显著改善材料的力学性能,
因此超细晶镁合金的研究是目前镁合金研究的重要方向之一,但此类镁合金的焊
接问题的研究却鲜有报道。目前用于镁合金的较为理想的焊接工艺主要有电子束
焊(EBW)和激光焊(LBW)两种。本论文采用 CO2 激光焊接工艺对细晶粒的 AZ61
及 AZ91 镁合金板材进行了自熔焊及填充焊,研究了焊接母材的组织状态对接头
半熔化区(PMZ)液化反应和液化裂纹的影响,以及焊缝稀土 Ce 合金化对焊缝(FZ)
组织及力学性能的影响,提出了抑制 AZ 系镁合金焊接热裂的措施。本论文的研
究结果对镁合金焊接热裂问题的的研究具有重要的参考价值。
一、首先研究了细晶镁合金的 CO2 激光焊接工艺,探索了接头的成型性及接
头组织、性能随焊接热输入的变化规律。结果表明:对于平均晶粒尺寸为 5μm 的
镁合金板材采用最佳焊接热输入(AZ61 镁合金:18J/mm,P=1500W,V=5m/min;
AZ91 镁合金:,P=1400W,V=5m/min)焊接可得到成形良好、焊缝区组
织细小致密、半熔化区液化程度较低、热影响区不明显的接头。
二、通过对比研究四种不同母材组织状态的 AZ61 及 AZ91 镁合金板材焊接
接头的微观组织及力学性能,得出以下结论:(1) 焊接母材的晶粒尺寸越小,接
头半熔化区的液化程度就越轻;(2) 焊接母材组织中的低熔点β-Mg17Al12 相的数
量越少、尺寸越小,接头半熔化区的液化程度越轻;(3) AZ91 镁合金板材在制备
过程中无法避免地会析出大量的低熔点β-Mg17Al12