【摘 要】
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镁和铝合金在现代工业中应用越来越广泛,但是其焊接性能差.超声波焊接作为一种固态连接方法在焊接镁铝异质合金方面具有其优越性.研究不同焊接工艺参数组合对AZ31Mg/6061Al异
【机 构】
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南昌大学机电工程学院,江西省机器人与焊接自动化重点实验室,江西南昌330031;九江学院机械与材料工程学院,江西九江332005;九江学院机械与材料工程学院,江西九江,332005
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镁和铝合金在现代工业中应用越来越广泛,但是其焊接性能差.超声波焊接作为一种固态连接方法在焊接镁铝异质合金方面具有其优越性.研究不同焊接工艺参数组合对AZ31Mg/6061Al异质合金超声波焊接界面性能的影响机制.采用正交试验结合回归分析建立回归方程并优化设计AZ31 Mg/6061 Al异质合金超声波焊接参数;利用显微硬度计、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和3D景深显微分析等研究了接头的界面反应行为和结合性能.结果 表明:在最佳参数下(功率WP=1400 W,时间t=700 ms,压力WF=1145.11 N)接头实现有效结合,连接面出现机械互锁并伴有少量不连续的金属间化合物(IMC)层,拉伸时失效形式为具有一定延性的Al侧断裂,拉剪力达1007 N;在高频振动和高应变率作用下加速了界面元素的互扩散速率;当焊接参数为功率WP=1600 W,时间t=900 ms,压力WF=1145.11N时IMC层厚度达23 μm;这种连续的IMC层由Al12 Mg17和Al3 Mg2两种脆性相组成,析出顺序为Al12Mg17,Al3Mg2,其中Al3 Mg2具有更快的长大速度.IMC层是降低Mg/Al异质接头综合机械性能的主要因素.
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