镁基非晶钎料真空钎焊AZ31B镁合金

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镁合金由于具有储量丰富、密度小、比强度高和价格低等特点,被认为是替代传统钢铁材料和钛合金的最具有发展前景的节能减排材料。而由于镁合金较活泼,采用传统的钨极氩弧焊、搅拌摩擦焊和电子束焊等焊接方法焊接时,由于保护不当极易造成镁合金与空气反应,导致夹杂、气孔和裂纹等缺陷。针对以上问题,近几年来发展了利用真空钎焊来焊接镁合金的方法。然而,目前钎焊使用的钎料由于钎焊温度较高会造成钎焊之后母材性能恶化。针对这一问题,本文利用镁基非晶钎料(Mg65Cu25Gd10)钎焊AZ31B镁合金并对其钎焊效果进行研究。具体内容如下:(1)材料研究对象的选择。因本文研究的主要目的是降低钎焊温度并保持焊缝组织均匀,所以本文所选择的钎料为非晶态钎料Mg65Cu25Gd10,此钎料具有如下特点:成分均匀、熔点低(427℃)、主要以镁为基,具有良好的润湿等特点。(2)本文所采取的钎焊工艺。通过DSC分析可知,本实验所涉及的非晶态钎料的熔点为427℃,根据此温度本实验所采取的焊接工艺为:430℃、440℃和450℃分别保温30min和40min进行真空钎焊。(3)钎缝组织及力学性能分析。本文利用光学显微镜、扫描电镜、XRD和维氏硬度仪分别研究了钎焊焊缝的显微组织、元素扩散效果、化合物的相组成和焊缝与母材硬度,通过此研究综合分析了本实验所选择的非晶态钎料Mg65Cu25Gd10钎焊AZ31B镁合金的性能。通过以上研究,本文发现利用非晶钎料Mg65Cu25Gd10在450℃,保温40min钎焊AZ31B镁合金,焊缝表现出良好的冶金结合。同时,焊缝中的金属间化合物较低温时有所减少、焊缝与基体保持相同的硬度水平,最重要的是钎焊之后母材保持最初的性能。
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