本发明专利技术公开了一种用于改善镁合金钨极氩弧焊焊接性能的新型活性剂，属于活性剂焊接技术。本发明专利技术的特征是活性剂由MnCl2和ZnO组成，其重量配比MnCl2：65%～75%，ZnO：25%～35%。先将MnCl2和ZnO活性剂粉末碾磨后按比例进行混合，然后向混合物中加入丙酮使其成为糊状。再用扁平毛刷将糊状活性剂均匀涂敷在试样上表面，涂覆宽度约为40mm，活性剂的平均涂敷量为6mg·cm-2。待丙酮挥发后进行钨极氩弧焊接。通过此种焊接工艺所得到的焊接接头与未涂覆未活性剂的焊接接头相比，拉伸性能提高了22.8%，与涂覆单一活性剂的焊接接头相比，拉伸性能提高了60.7%。解决了镁合金TIG焊中容易出现的熔深浅和A-TIG焊中容易出现的晶粒粗大的难题。
【技术实现步骤摘要】
一种用于改善镁合金钨极氩弧焊焊接性能的新型活性剤。包括以下过程，其特征在于在焊接之前，先将MnCl2和ZnO活性剂粉末碾磨后按比例进行混合，然后向混合物中加入丙酮使其成为糊状。再用扁平毛刷将糊状活性剂均匀涂敷在试样上表面，涂覆宽度约为40 mm，活性剂的平均涂敷量为6 mg · cm—2。待丙酮挥发后进行钨极氩弧焊接。
技术介绍
镁合金以其低比重、好的加工性能、丰富的天然储量而日益受到人们关注。与其它金属材料及工程塑料相比，镁合金具有高的比強度和比刚度、优良的阻尼减震性、电磁屏 蔽性、机械加工性和鋳造性能。镁合金将成为21世纪最重要的商用轻质结构材料。镁合金的广泛应用必然涉及到连接问题，焊接作为ー种重要的连接方法自然也备受关注。TIG焊是用来焊接有色金属、不锈钢、镍基合金、钛合金等材料的常用方法。它的优点是焊接质量高，几乎可用于所有金属的连接。但TIG焊也存在焊接熔深浅、生产效率低的缺点。在上世纪60年代，乌克兰巴顿焊接研究所的专家根据焊缝中微量元素影响焊缝熔深的这ー现象，于焊接前将含有某些微量元素的活性焊剂涂在待焊エ件表面上进行焊接，用以影响焊缝的形状，从而达到有选择地控制焊缝形状的目的，随后的研究成果逐步形成最初的A-TIG焊接エ艺。其中Marya等人研究了氯化物对直流正接A-TIG焊的影响。张兆栋等人研究了氧化物和卤化物对交流A-TIG焊的影响，徐杰等人研究了氧化物和氯化物对交流填丝A-TIG焊熔深和焊缝组织的影响在钢的焊接中应用活性剂可获得比普通TIG焊3倍的熔深。以上研究主要解决的是TIG焊的熔深较浅和焊接效率低等问题，但是镁合金活性焊过程中由于活性剂的覆盖往往对焊接接头组织及性能造成不良影响。例如，由于活性剂导热性差，覆盖在熔池表面，使得熔池的温度梯度减小，熔池冷却速度降低，导致了镁合金熔合区晶粒的严重粗化。这个现象都大大降低了焊接接头的力学性能。因此，在采用A-TIG焊进行镁合金焊接时必须研究解决镁合金熔合区晶粒粗化的措施，以得到具有良好综合性能的焊接接头。从生产应用的角度来看，也可以减轻TIG焊前准备的工作量，降低焊接成本。因此，迫切需要一种既可以增加焊缝熔深和改善焊缝表面成形又可以增强焊接接头性能的用于镁合金TIG焊接的新型活性剤。
技术实现思路
本专利技术目的是提供ー种适用于镁合金TIG焊接的新型活性剤，该活性剂既可以显著提高焊接接头的熔深又可以细化母材晶粒，从而达到提高焊接接头拉伸性能的目的。在进行传统TIG焊接之前，先将被焊エ件表面仔细打磨并用酒精清洗以除去氧化物和油污。将MnCl2和ZnO活性剂粉末按比例混合后进行充分碾磨，然后向混合物中加入丙酮使其成为糊状。再用扁平毛刷将糊状活性剂均匀涂敷在试样上表面，涂覆宽度约为40mm，活性剂的平均涂敷量为6 mg · cm—2。。待丙酮挥发后进行钨极氩弧焊接。经过大量系统的实验研究，我们可以得出以下结论=MnCl2和ZnO活性剂的混合活性剂增加焊缝熔深的效果比単一活性剂更明显，这是“电弧收缩”和“Marangoni对流”综合作用的结果；并且随着Marangoni对流进入熔池的的Mn和Zn元素会与熔池金属发生冶金反应细化焊缝晶粒从而影响镁合金焊接接头的力学性能。本专利技术优点是通过MnCl2和ZnO活性剂的综合作用，既能显著提高焊缝熔深又可以改善镁合金焊接接头的力学性能。拉伸测试结果表明，采用此种活性剂进行镁合金TIG焊时，焊接接头的极限抗拉强度明显增加。附图说明图I是未涂覆活性剂的焊缝成形照片。图2是涂覆単一活性剂后的焊缝成形照片。图3是涂覆复合活性剂后的焊缝成形照片。图4是未涂覆活性剂的焊缝横截面熔深照片。图5是涂覆単一活性剂后的焊缝横截面熔深照片。图6是涂覆复合活性剂后的焊缝横截面熔深照片。图7是没有涂覆活性剂焊缝熔合区显微组织照片。图8是涂覆単一活性剂焊缝熔合区显微组织照片。图9是涂覆复合活性剂焊缝熔合区显微组织照片。图10是涂覆活性剂前后焊接接头的应カ应变曲线。具体实施例方式例I 活性剂重量配比为MnCl2 70%和ZnO :30%。先将MnCl2和ZnO活性剂粉末充分碾磨后按比例进行混合，然后向混合物中加入丙酮使其成为糊状。再用扁平毛刷将糊状活性剂均匀涂敷在试样上表面，涂覆宽度约为40 mm，活性剂的平均涂敷量为6 mg · cm_2。待丙酮挥发后进行焊接。对板厚为6 _的AZ31镁合金板材进行TIG焊接采取的焊接规范为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种用于镁合金钨极氩弧焊接的新型活性剤，本发明的特征是活性剂由MnCl2和ZnO组成，其重量配比为TiO2 :65% 75%和CaF2 :25% 35%。2.本发明的特征是先将活性剂粉末按照权利I所述的比例...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈骏，李诗增，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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