1 inngangsorð
Magnesíum málmblöndur eru ekki aðeins léttar, sterkar og lágar í verði, heldur hafa þær einnig góða titringsdeyfingu, steypu, rafleiðni, rafsegulvörn og hitaleiðni og hafa orðið ákjósanleg málmefni fyrir margar iðnaðarvörur. Sem stendur eru magnesíum málmblöndur mikið notaðar í íhlutum með litla burðargetu eins og stjórnklefa, búnaðarfestingar og hjólafla í flugiðnaðinum [1].
Með umbreytingu og uppfærslu á nútíma stórum framleiðslubúnaði hefur eftirspurn eftir léttum magnesíumblendihlutum orðið mjög brýn. Hins vegar eru margir gallar í suðu magnesíumblendis og erfitt er að fá soðnar samskeyti með miklum myndunargæði og mikilli alhliða frammistöðu. Þessi grein greinir orsakir magnesíumblendissuðugalla og leggur til fyrirbyggjandi ráðstafanir sem geta hjálpað til við að auka vinsældir og beitingu magnesíumblendiefna og hefur hagnýta þýðingu fyrir sviði framleiðslubúnaðar.
2 Suðuferli úr magnesíumblendi
Algengar suðuferli fyrir magnesíum málmblöndur eru samrunasuðu og solidfasa suðu. Fusion suðu felur aðallega í sér wolfram argon bogasuðu, málm argon boga suðu, rafeindageislasuðu, leysisuðu og aðrar aðferðir, og fastfasa suðu er aðallega núningshræri suðu. Þar á meðal hefur núningshræringarsuðu orðið ákjósanleg suðuaðferð vegna kosta hennar við minni undirbúningsvinnu fyrir suðu, engin þörf á hlífðargasi og suðuefnum, suðu í öllum stöðum, góðir vélrænni eiginleikar suðu og lítils álags eftir suðu. aflögun. Hins vegar hefur núningshræru suðu þá ókosti að suðu verður að vera stíft fest, suðuhraði er lítill, hrærihausinn slitnar hratt og skráargatið er auðvelt að mynda í lok suðunnar, sem gerir samrunasuðu að algengri suðuaðferð. .
3 Greining á suðugöllum magnesíumblendis
Magnesíum málmblöndur hafa ókosti eins og auðveld uppgufun, auðveld oxun, auðveld nítrun og mikið hitaálag og sýna oft margvíslega suðugalla við suðu. Orsakir og fyrirbyggjandi aðgerðir algengra galla eins og svitahola, hitasprungur og aflögunar eru flokkaðar út.
3.1 Stomata
(1) Orsakir myndunar Svitahola birtast oft í suðu bræðslusuðumótsins. Til dæmis sýnir mynd 1 formgerð svitahola suðusaumsins á venjulegum deyjasteypu AZ91D magnesíumblendi argon wolfram bogsuðusamskeyti. Það eru tvær gerðir af smásæjum svitaholum sem einkennist af vetnisgasi og flækt stórsæjar svitahola sem einkennist af köfnunarefni [2].
Myndun svitahola er aðallega rakin til tveggja ástæðna: önnur er sú að óleysanlegt gas sem myndast við málmvinnsluhvarfið í suðulauginni safnast saman á milli storknuðu dendritkristallanna og er ekki auðvelt að losa það til að mynda svitaholur; hitt er vegna þess að suðulaugin dregur í sig og leysist upp eitthvað Á storknunarstigi minnkar gasleysni fljótt með því að hitastig bráðnu laugarinnar lækkar hratt og auðvelt er að safna gasinu framan á vaxandi dendrites og mynda svitaholur meðfram lauginni. kristal lag.
Við samsuða magnesíumblendis koma svitaholurnar aðallega úr uppleystu vetni en vetnið í bráðnu lauginni kemur aðallega frá raka í kringum grunnmálm, suðuvír eða bogasúluloft. Magnesíum málmblöndur hafa sterka hitaleiðni og storknunarhraði bráðnu laugarinnar er mjög hraður, sem veldur því að vetni sleppur út og myndar svitaholur. Á sama tíma er auðvelt að mynda MgO filmu á yfirborði magnesíumblendis. Því meira Mg innihald leiðir til meira MgO, MgO er lausara en Al2O3 og önnur oxíð og það er auðveldara að taka upp vatn og mynda svitaholur.
Sem stendur er gropið í bráðnu óvirku gasi varið suðu (MIG) suðu hæst. Þetta er vegna þess að MIG-suðu byggir á samfelldri bráðnun suðuvírsins og oxíðfilman í suðuvírnum mun mjög leysa áfast vatn í dropann, sem leiðir til vetnunar á bráðnu lauginni. . Rafgeislasuðu og leysisuðu hafa einnig meiri porosity í suðunni, sem stafar af minni suðuhitainntaki þessara tveggja aðferða, hraðari kælingarhraða bráðnu laugarinnar og vetnið í bráðnu lauginni hefur engan tíma til að flýja.
(2) Fyrirbyggjandi aðgerðir Forsuðumeðferð: sameinaðu vélrænni hreinsun og efnahreinsun til að fjarlægja oxíðfilmuna og olíubletti á yfirborði grunnmálmsins og suðuvírsins eins mikið og mögulegt er; notaðu þurrkunaraðferðir til að fjarlægja raka á yfirborði grunnmálmsins og suðuvír eins mikið og mögulegt er; reyndu að forðast suðu í umhverfi.
Fínstilla suðufæribreytur: Suðubreytur geta haft áhrif á aðstæður gas sem sleppur út og bráðnar í bráðnu lauginni. Þegar flóttaskilyrði eru hagstæðari en bræðsluskilyrði er hægt að draga úr gropinu. Mynd 2 sýnir sambandið á milli LF6 ál-magnesíumblendi tilhneigingu til að gropna og suðubreytur [3]. Stærri suðustraumur og suðuhraði eru til þess fallin að draga úr gljúpu.
Hlífðarandrúmsloftið hefur viðeigandi oxunareiginleika: Frá því sjónarhorni að koma í veg fyrir upplausn vetnis getur það að bæta litlu magni af CO2 eða O2 við óvirka gasið sem notað er til suðuvarna eins og Ar og He hjálpað til við að draga úr porosity.
3.2 Hitasprungur
(1) Orsakir myndunar Algengustu varmasprungurnar eru storknunarsprungur og vökvasprungur. Storknunarsprungur eru sprungur sem orsakast af aðskilnaði vökvafilmunnar sem eftir er á milli suðumálmsins þegar storknunarhitastigið lækkar í nálægt soliduslínunni. Vökvasprungan er sú að millikristallaði fasinn bráðnar í vökvafasann þegar nærri rifsvæðið er ofhitnað og vökvafilman aðskilur og sprungur. Til dæmis sýnir mynd 3 ástand storknunarsprungna í suðu sem samsvarar mismunandi suðuhraða við leysisuðu á ZK60 magnesíumblendi [4].
Meðan á suðuferlinu stendur hvarfast aðalblendiefnið magnesíum auðveldlega við snefilefni eins og ál, kopar, nikkel o.s.frv. til að mynda eutectískt efnasamband með lágt bræðslumark. Meðan á storknun stendur, á brothættu hitastigi, munu þessi óstorknu eutetics dreifast á milli kornanna í formi vökvafilmu, sem dregur verulega úr millikorna bindikraftinum. Magnesíumblendi hefur stóran varmaþenslustuðul, sem veldur mikilli hitaaflögun við suðu, og verður fyrir miklu rýrnunarálagi við storknun. Það er erfitt að standast þetta rýrnunarálag á millikorna vökvafilmuna og það er auðvelt að sprunga og mynda storknunarsprungur. Á sama hátt er hitaleiðni og álagshraði magnesíumblendis tiltölulega stór og suðuhitahringurinn mun fljótt bræða millikorna fasann nálægt saumnum og vélrænir eiginleikar kornmarkanna minnka, sem auðvelt er að sprunga undir. streitu.
(2) Fyrirbyggjandi ráðstafanir Stilltu innihald frumefna í grunnmálmi og suðuvír: takmarkaðu innihald auðskiljanlegra þátta og skaðlegra óhreininda í grunnmálmi og suðuvír, og lágmarkaðu stór-aðskilnað og lágbræðslu seinni fasa sem eiga sér stað í suðu.
Fínstilla suðufæribreytur: með því að velja hæfilegan suðuhraða sýnir mynd 4 sambandið á milli lögunar bræddu laugarinnar og suðuhraðans [3]. Þegar suðu á lágum hraða er bráðnu laugin sporöskjulaga og súlulaga kristallarnir vaxa að miðju suðunnar í síldbeinsmynstri, sem er ekki auðvelt að mynda aðskilin veik yfirborð, og tilhneigingin til hitasprungna er lítil; en þegar soðið er á miklum hraða er bráðnu laugin táralaga og súlulaga kristallarnir svipaðir og hún vex lóðrétt á ás suðunnar, og það er auðvelt að mynda aðskilnað veikt yfirborð á mótsyfirborðinu, og tilhneigingin. hitasprunga er stór. Það er einnig hægt að betrumbæta kornastærðina og minnka millikornastærðina með því að minnka suðuhitainntak á viðeigandi hátt og hægja á álagi á storknun og rýrnun suðunnar með því að draga úr kælihraða, sem allt getur dregið úr tilviki hitasprungur.
Sanngjarnt eftirlit með aðhaldi: Með því að stjórna aðhaldi minnkar álagið á liðinn eins og hægt er. Til dæmis að velja viðeigandi suðuröð. Þegar suðuröðin er óviðeigandi geta síðustu suðunar verið í miklu aðhaldi, erfitt er að skreppa frjálslega saman, magn álagsins eykst verulega og hætta er á sprungum.
3.3 Aflögun
(1) Orsakir myndunar Magnesíum málmblöndur hafa mikla hitaleiðni og stóran varmaþenslustuðul, þannig að kælihraði suðusaumsins er hratt og nærsaumurinn og grunnmálmurinn aflögast auðveldlega af rýrnunarálagi og endanlega lögun og stærðarbreyting. Til dæmis sýnir mynd 5 að ál-magnesíum álfelgur hefur íhvolfur aflögun vegna þess að flaka suðu stútsins er of nálægt ummálssuðu strokksins [5].
(2) Fyrirbyggjandi ráðstafanir Fínstilltu suðuuppbygginguna: raðaðu skynsamlega staðsetningu suðunna, tryggðu að hver suðu hafi nægilegt hitaleiðnirými og forðastu of mikla samþjöppun suðu á svæðinu; veldu viðeigandi lögun og stærð suðuna [6].
Auka stífni og festingu: Þegar soðnar eru magnesíumblendiplötur skaltu nota sérstakar festingar, stuðningsstangir og önnur tæki til að festa magnesíumblendiplöturnar á vinnubekknum. Eftir kælingu í stofuhita eftir suðu er hamaraðferðin notuð til að losa hluta suðuálagsins og síðan er stífa festingin fjarlægð.
Forhitun fyrir suðu: Forhitun fyrir suðu eykur hitastig grunnmálmsins til að tryggja að hitamunur milli suðumálms og nærliggjandi grunnmálms minnki við suðu og dregur þar með úr innra álagi rýrnunar suðu.
Veljið hæfilega suðuröð: Skiptu íhlutnum í nokkrar litlar einingar á viðeigandi hátt, soðið hverja litlu einingu fyrir sig og soðið síðan litlu einingarnar í heild sinni, þannig að ósamhverfar suðu eða suður með mikla rýrnun geti minnkað frjálsari án rýrnunar. hafa áhrif á allt skipulag [7].
Aflögunarstýring: Áætlaðu stærð og stefnu suðuaflögunar og stilltu síðan gervi aflögun í gagnstæðar áttir og jafnstærð meðan á suðusamsetningu stendur, þannig að hægt sé að vega upp á móti aflöguninni sem myndast við suðu með forstilltri aflögunaraflögun.
3.4 Aðrir gallar
(1) Göt Göt birtast oft í suðu á núningshræri soðnum liðum. Til dæmis, mynd 6 sýnir tóma galla í núningshræri suðusaumi AZ31 magnesíumblendi [8]. Þegar suðu magnesíum málmblöndur, þegar suðuhitainntakið er ófullnægjandi, verður plastaflögun málmsins sem sett er af stað ófullnægjandi, vökvi efnisins verður lélegt og inni í suðunni verður ekki alveg lokað og myndar holur; þegar suðuhitainntakið er of stórt, verður hrærihausinn af völdum. Suðuefnið á framhliðinni stækkar og flæðir yfir og fyllingin er ófullnægjandi og myndar holur; þegar súlulaga eða keilulaga hrærihaus án þráðar er notaður er plastaflögun efnisins á suðusvæðinu ófullnægjandi og göt myndast auðveldlega. Hægt er að forðast gatagalla með því að stjórna suðuhraða og snúningshraða hrærihaussins á eðlilegan hátt til að stilla suðuhitainntakið, eða velja viðeigandi rúmfræði hrærihaussins.
mynd
Mynd 6 Holugalli af núningshræru soðnu samskeyti úr AZ31 magnesíumblendi (AS er framhliðin, RS er afturhliðin)[8]
(2) Gegnbrennsla Gegnbrennsla á sér oft stað í suðusaumnum á samrunasuðusamskeyti. Vegna hás bræðslumarks magnesíumoxíðs og lágs bræðslumarks magnesíumblendis er erfitt að bræða þau tvö saman þegar þau eru tengd saman. Þegar magnesíumblendiplatan er soðin er erfitt að fylgjast með suðubræðslunni. Þegar hitainntakið eykst í ósanngjarnt svið breytist liturinn á bráðnu lauginni ekki verulega, en óbræddur málmur fyrir neðan bræddu laugina getur ekki staðist álagið sem hann fær og brennur í gegn á þessum tíma. Gerðu vel við að þrífa yfirborð magnesíumblendisins fyrir suðu og soðið eins fljótt og auðið er eftir hreinsun til að forðast að brennslugalla komi upp. Að auki, með því að fínstilla suðufæribreyturnar til að takmarka skarpskyggni, er einnig hægt að forðast gegnumbrennslu.
4 Dæmigerð tilviksgreining á suðugöllum í magnesíumblendi
6 mm þykka GW63K magnesíumblendi var soðið með leysisuðu og rafeindageislasuðu í sömu röð og stórsæja útlit suðusaumsins er sýnt á mynd 7 og mynd 8 í sömu röð. Tvær tegundir samrunasuðusauma hafa augljósa galla eins og skvett og undirskurð, sem stafar af lágu bræðslumarki magnesíumblendis, stórum varmaþenslustuðli og miklum suðuhitainntaki. Síðari aðferðir er hægt að nota til að draga úr suðuhitainntaki. Fínstilling á ferli.
mynd
Mynd 7. Stórspeglun á leysisoðnum sauma úr GW63K magnesíumblendi
mynd
Mynd 8. Stórspeglun á rafeindageisla soðnum sauma úr GW63K magnesíumblendi
