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合金元素对AZ31镁合金CO2激光焊接质量的影响

镁及镁合金具有比强度、比刚度高,减振性、电磁屏蔽和抗辐射能力强,易切削加工、易回收等优点,在汽车、电器、航天航空等工业领域有着广阔的应用前景。但由于镁合金熔点低、导热率高、热膨胀系数大而且与氧、氮的亲和力强,故对其焊接工激光打码机艺的要求更高。激光焊接是一种高效精密加工方法,它具有焊接速度快、热输入低、焊接变形小等特点,是焊接镁合金的优选方法。AZ31镁合金是目前常用的镁合金材料,应用越来越广泛,因此对其激光焊接工艺研究具有较强的应用价值。采用CO2激光焊工艺焊接AZ31镁合金薄板,并通过在AZ31镁合金试件背面添加合金压带以向其中光纤激光打标机 添加合金元素的焊接方法,可以改变镁合金焊接中存在的塌陷问题,并通过研究焊接接头的组织性能,分析合金元素的作用机理。

母材为Mg-Al-Zn系镁合金AZ31薄板,厚度3mm,为轧后退火态;对焊缝填充元素的合金压带分别为AZ31、AZ31 La、AZ61、AZ61 La、AZ91、AZ91 La,厚度0.5mm。取AZ31薄板垂直轧制方向与平行轧制方向进行焊接。接头型式为不开坡口的平激光打码机板对接不填丝自熔焊,采用氩气保护,焊接设备为GS-TFL-5kW型高功率横流CO2激光器。焊前,对试件进行严格的清理,清除试件表面的油污、水分、氧化膜等;试件两端采用夹具固定在激光器上,要求尽量不错边;同时要夹紧,防止焊后试件发生变形。

合金元素能改善镁合金的焊缝组织,具体体现在不添加合金压带的AZ31镁合金在焊接时由于金属的蒸发损失,形成下塌;而添加合金压带的AZ31镁合金焊接时能够即时填补自熔焊时产生的凹坑,从而保证焊缝具有良好的外观形貌。添加合金元素Al能够使焊缝组织光纤激光打标机 中的析出相增多,同时在Al的含量不超过0.6%时,形成的共晶体使晶粒细化,提高焊缝的力学性能;当Al含量超过0.6%时,析出相主要呈片状沿晶界分布,使力学性能降低。本实验中是添加含有La元素的镁合金板,添加La后产生了偏聚,在焊缝中分布不均匀,使焊缝的力学性能有所下降。

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