超声振动作用下镁-钢焊缝组织演变及力学性能研究

摘要

本文旨在通过引入超声振动辅助,实现镁合金和镀锌钢的可靠连接,扩大镁-钢复合构件应用范围。本文在镁合金与镀锌钢的TIG熔钎焊过程中引入超声波振动,并通过金相显微镜、扫描电镜、硬度计和拉伸机等设备对镁-钢接头微观组织和力学性能进行检测,研究超声波功率对镁合金/镀锌钢接头质量的影响。实验结果表明:超声波振动辅助焊接工艺可以有效改善镁/钢接头的焊缝成形,消除接头熔焊区域的气孔等缺陷。研究表明:在焊接过程中引入1 000 W功率进行超声振动后,接头熔焊区的平均晶粒尺寸由初始的51μm下降到23.2μm,晶粒细化效果显著;超声振动辅助焊接工艺改善了接头钎焊区反应层的形态,使钎焊区MgZn反应层厚度更均匀,并可以提高接头熔焊区的显微硬度;当超声波功率为1 000 W时,接头力学性能达到3 735 N,相比未施加超声波振动的接头(3 270 N),力学性能提高了14.2%。超声振动辅助工艺可以有效改善镁/钢焊缝的显微组织,提高接头力学性能,实现镁/钢异种金属的可靠连接。