航空工業(yè)的減重要求吸引了越來越多的研究者探究如何在某些結(jié)構(gòu)和機械件上利用鎂合金替代鋁合金。作為一種結(jié)構(gòu)材料,鎂合金具有重量輕、剛性好、具有一定的耐蝕性和尺寸穩(wěn)定性、高的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能、無磁性、阻尼性和屏蔽性好等特點。主要用于飛機艙門、蒙皮、壁板、長桁、支座、壁板等宇航結(jié)構(gòu)件的制造。鎂合金應(yīng)用的持續(xù)增長對焊接技術(shù)提出了更高的要求,鎢極氬弧焊、激光焊、攪拌摩擦焊以及激光誘導(dǎo)下的自沖鉚接方法等是鎂合金連接方法中的重要探討。相對于鎂合金眾多的焊接方法,鎢極氬弧焊作為一種傳統(tǒng)的方法具有簡單、實用等特點,仍然得到廣泛的應(yīng)用。本文利用鎢極氬弧焊方法,在無填充材料和不開坡口條件下對3.4mm厚度的AZ91D鎂合金進行焊接,對其焊接接頭的微觀組織和顯微硬度分布進行了分析。
實驗用AZ91D鎂合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為：9.1Al,1.0Zn,0.45Mn,Si≤0.1,Cu≤0.3,Ni≤0.002,0.005Fe，余量為Mg。使用型號為MASTER TIG AC/DC 2500的焊機,在不加任何填充材料、不開坡口的條件下對3.4mm厚度的AZ91D鎂合金進行單面TIG焊接；鎢棒槍尖直徑0.5~2mm,槍尖伸長度3~8mm；優(yōu)化后的焊接工藝為：焊接電流152A,弧焊電壓13.4V,焊接速度6.5mm/s；氬氣保護,流量為20L/min。
利用鎢極氬弧焊接,在不加填充材料和不開坡口的條件下,可以獲得AZ91D鎂合金焊接接頭。焊縫組織主要由黑色基體相α-Mg、白色塊體(α+Mg17Al12)共晶體和灰色塊體組成,在檢測的各種元素中,元素Zn、Al在白色塊體中聚集較多,而Mn則存在于周圍的微區(qū)基體中,元素擴散實現(xiàn)了接頭的冶金結(jié)合。焊縫顯微硬度大于母材硬度,焊縫區(qū)的平均硬度達到64.5HV0.2,母材的硬度為56.3HV0.2。