研究激光焊接镁.doc

研究激光焊接镁- 稀土合金，镁第三届0.2Zn-0.4Zr毫克的镁稀土合金的焊接工艺第三届-0.2Zn-0.4Zr（NZ30K）进行了研究，使用15千瓦的高功率CO2激光，典型焊接接头的微观结构和性能进行了分析和测试。根据焊接接头的硬度测试，没有软化区。熔合区的微观结构由一个镁相和B相（Mg12Nd）。结果表明，镁稀土合金NZ30K，可与高功率激光加入焊接接头具有良好的性能。1。简介今天，镁合金是众所周知的，因为环境友好型，重量轻，节能作为二十一世纪绿色工程材料，并满足可持续发展的要求。因此，镁合金在汽车，电子，航空航天，和其他领域（参考1，2）越来越多地采用。稀土元素和性能独特的电子结构，近年来稀土元素已被广泛用于合金材料。由于优异的性能，许多研究人员一直在对镁稀土合金的重点。已被越来越多的镁罕见的地球合金开发和应用（编号3-5）。已开发一种新的镁稀土合金NZ30K，稀土元素钕（Nd）合金，研究人员调查的微观结构和力学性能以及NZ30K合金的腐蚀行为（参考文献6，7）。它可以作为交通运输体系的组成部分，在汽车零部件，汽车发动机支架（参8）。，但是，它很难获得高质量的焊接接头，由传统的焊接方法。高功率CO2激光可降低镁合金焊接缺陷，因为其独特的优势。有大量的激光焊接的常规镁合金（编号9-11）研究。然而，厚的铝镁合金板和镁稀土合金的激光焊接技术的研究是相当less.In这篇文章中，微观结构和性能厚的镁稀土合金的焊接接缝，使用高功率CO2激光进行了调查。2。实验材料与方法实验材料是热轧镁稀土合金NZ30K，这是由稀土元素钕元素锌（Zn）和锆（Zr）的合金。其化学成分在表1微观结构的贱金属上市（BM）是在图所示。1。可观察到一个没有明显的晶界的热轧带钢组织。测试样本的大小是150 50 9.5毫米。一个最大输出功率为15千瓦的CO2激光源（TRUMPFTLF15000T）。激光束聚焦的直径是0.8毫米。纯氦气侧吹气体被用作标本的背面是纯Argon.Before焊接保护，去除表面氧化膜的标本是一个钢刷，然后用丙酮清洗。激光对焊参数列于表2。典型焊缝的微观结构的JSM -6460扫描电子显微镜观察。使用数字维氏硬度计的拉伸性能测试一个兹维克Z020电子拉伸机，焊接接头的硬度测试。3。结果3.1焊缝的横截面焊接样品的横截面如图所示。2，焊接样品是全面渗透和焊缝无宏观缺陷。3.2焊接接头的微观结构图3描述了焊接接头的微观结构。可见fromFig。3，右边的区域融合区（FZ），由无数细小的等轴晶粒组成。左边的区域是热影响区（HAZ），具有明显的晶界的大颗粒组成的。热影响区面积有轻微的热轧带钢组织。图4显示了FZ的微观结构。由于NZ30K合金中含有Zr元素在凝固行为作为晶粒细化剂，nonspontaneous核的机会将增加，这可能提示了FZ等轴晶的形成。此外，高功率CO2激光束的能量是相当集中，冷却速度快，结晶速率也有助于完善了FZ粮食的大小。3.3元素分布分析要观察焊缝金属的主要元素如Mg，的元素分布，钕使用能量色散X -射线（EDX）法进行了分析。结果如图所示。5和6。钕提交了丰富的水晶boundary.Figures7日和8相分析结果显示，在晶粒内部和晶界的能谱。FZ系列主要由一个基地和B相（Mg12Nd）沿晶界分布式镁相。3.4焊接接头的力学性能3.4.1焊接接头的抗拉强度。抗拉强度的结果列于表3。拉伸试样在BM地区被打破。可以看到几乎相同的基料，焊接接头的抗拉强度从表3that的，这是由于在FZ晶粒细化。3.4.2焊接接头的显微硬度。图9和图10显示了焊接接头的显微硬度。硬度分布显示，整个焊接接头的硬度几乎是相同的。焊接接头有没有明显的软化区。硬度沿焊缝的深度几乎没有变化。4。讨论镁钕相图如图所示。11。当集中在高功率激光表面合金NZ30K，合金的温度变得更高，然后转身在很短的时间内为液体。激光去后，合金的温度成为了下来。当液态合金冷却到650摄氏度时，它开始产生镁凝固。当温度约为548摄氏度，共晶凝固反应的发生。由于大量的一个镁已经冻结，Mg12Nd分发沿晶界图所示。7.BecauseMg12Nd的良好热稳定性，它可以对粮食阻碍经济的增长起到grain.The关于镁合金焊接的主要问题，以进一步完善传统的加工方法是过多的孔隙率，氧化物夹杂，热影响区软化的外观和损失的合金元素（参考文献2）。然而，NZ30K合金的大功率CO2激光焊接的焊缝可以当之无愧与优良的品质，适宜的过程。5。结论从调查结果和结论归纳如下：（I）的9.5毫米厚度的镁罕见的地球合金