zk60镁合金co2激光焊接产学研的组织与性能研究-材料加工工程专业毕业论文.docx

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Study of microstructure and mechanical properties of C02 laser welded j oint on ZK60 magnesium alloy
XIE Lichu
.(Gansu University of Technenology)1 989 A thesis submitted in partial satisfaction of the Requirements for the degree o f
Master of Engineering
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C02 laser welding in the
Graduate School of
Hunan University
Supervisor Professor CHEN Ding
November,201 0
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作者签名:涕协叻 日期:肿f z,月1日
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作者签名: 日期:房矿f J年,z一月 J日
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硕十学位论文
摘 要
近年来,轻量化的需求使镁合金在航空航天、汽车、电讯领域的应用迅速扩大,而焊接技术是决定镁合金应用发展的关键技术和当前的研究热点。本文主要对2mm厚的ZK60镁合金薄板的C02激光焊进行了工艺试验,采用金相显微镜、 X射线衍射仪、万能拉伸试验机和扫描电子显微镜等分析测试手段研究了焊接接头各区域的显微组织、焊缝的相组成、接头的力学性能、断口形貌特征等, 并根据C02激光焊焊接工艺对ZK60镁合金焊接接头组织和力学性能的影响规律, 从理论上分析和探讨了ZK60镁合金的焊接工艺。
试验结果发现,ZK60镁合金焊接时需要的线能量较大,如果激光器输出功率与焊接速度配合恰当,线能量合适,焊接接头外观成形良好,裂纹、气孔的数量也较少,焊缝区为细小的等轴晶,热影响区较窄,晶粒有所长大。室温组织主
要由0【-Mg和MgZn、MgZn2相组成,MgZn、MgZn2相以颗粒状偏析于晶界,对接头的拉伸性能起到强化的作用。另外,析出相对接头的硬度也有较大的影响。焊缝区的硬度略低于母材而高于热影响区。当焊接功率P=I 200W,焊接速度 V=,析出相数量较多,分布比较均匀,焊缝的硬度较高。在拉伸实验中,%左右,断裂多发生在热影响区,断口的形貌呈现混合断裂的特征。
试验过程发现:ZK60镁合金激光焊接时存在的主要缺陷是气孔和热裂纹, 气孔的产生原因主要是在焊接过程中由于氢在镁中的溶解度急剧下降导致氢的大量析出。ZK60镁合金焊接接头中热裂纹的产生主要与镁合金中存在的低熔点共晶体有关。对母材表面焊前进行彻底清理以及选用合适的焊接工艺参数等措施都能解决上述问题。
关键词:ZK60镁合金;激光焊接;显微组织;析出相;力学性能
II
ZK60镁合金C02激光焊接头的组织与性能研究
Abstract
In recent years,the demand of lightweight has made magnesium alloy increasingly and widely used in the field of aerospace,motor vehicle and welding techno logy of magnesium alloy is the decisive key
to its applied development and the hot spot to this thesis,the processing of C02 laser beam welding(LBW)of magnesium alloy ZK60 plates with 2