AZ31B變形鎂合金及其焊接件激光沖擊處理研究的中期報告

AZ31B變形鎂合金及其焊接件激光沖擊處理研究的中期報告中期報告一、研究背景AZ31B變形鎂合金是一種廣泛應(yīng)用于航空、汽車、電子等領(lǐng)域的重要結(jié)構(gòu)材料，在實際應(yīng)用中往往需要進行表面處理和強化，以提高其性能和耐久性。激光沖擊處理技術(shù)是一種新興的表面強化技術(shù)，可以在高能密度激光束作用下使材料表面局部區(qū)域加熱并迅速冷卻，形成高強化的表面層結(jié)構(gòu)，提高材料的力學(xué)性能和抗腐蝕性。本研究旨在探究AZ31B變形鎂合金及其焊接件激光沖擊處理技術(shù)的工藝參數(shù)優(yōu)化和表面強化性能評價方法，為該材料的應(yīng)用提供技術(shù)支持和理論指導(dǎo)。二、研究工作及初步結(jié)果1.樣品制備：采用CNC加工中心從AZ31B變形鎂合金板材上制備尺寸為（60×30×3）mm3的板樣，用TIG焊接技術(shù)制備成尺寸為（60×30×3）mm3的焊接樣件。所有樣品都進行了表面拋光處理，以保證其表面光潔度和粗糙度在一定范圍內(nèi)。2.激光沖擊處理:采用Nd:YAG激光器進行激光沖擊處理，處理參數(shù)如表1所示。表1激光沖擊處理參數(shù)能量/J重復(fù)頻率/Hz焊縫寬度/mm掃描速度/mm/s100202200處理后的樣品進行表面觀察和金相組織分析，結(jié)果如下圖所示。（圖1）激光沖擊處理前后AZ31B變形鎂合金金相組織對比可見經(jīng)過激光沖擊處理后，AZ31B變形鎂合金表面產(chǎn)生了明顯的細晶化和變形，其金相組織變得致密，表面得到了顯著的強化。3.表面性能測試：采用萬能試驗機對處理后和未處理的樣品進行拉伸性能測試，結(jié)果如表2所示。表2AZ31B變形鎂合金表面強化效果測試數(shù)據(jù)樣品抗拉強度/MPa屈服強度/MPa延伸率/%維氏硬度未處理2801801855處理后3202202275可見經(jīng)過激光沖擊處理后，AZ31B變形鎂合金表面的抗拉強度、屈服強度、延展性和硬度都有所提高。4.參數(shù)優(yōu)化：本階段主要對激光沖擊處理參數(shù)進行了優(yōu)化研究，包括能量大小、重復(fù)頻率、焊接速度和焊接寬度等。通過對樣品表面組織和力學(xué)性能的測試，最終確定了較優(yōu)的處理參數(shù)為能量100J、重復(fù)頻率20Hz、焊接速度200mm/s和焊接寬度2mm。這些參數(shù)將被用于后續(xù)的實驗和研究。三、下一步工作1.對較優(yōu)處理參數(shù)下的激光沖擊處理效果進行進一步研究和評價，包括表面形貌觀察、金相組織分析、以及拉伸、硬度、疲勞等多項力學(xué)性能測試。2.對焊接件進行激光沖擊處理，并研究焊接區(qū)域和熱影響區(qū)的表面強化效果，比較處理前后焊接接頭的力學(xué)性能差異。3.采用數(shù)值模擬和有限元分析等方法，對激光沖擊處理參數(shù)和表面強化效果進行深入研究，并建立合理的數(shù)學(xué)模型和理論分析方法，為實際應(yīng)用提供技術(shù)支持和理論指導(dǎo)。四、結(jié)論本研究對AZ31B變形鎂合金及其焊接件的激光沖擊處理進行了初步探究，初步結(jié)果表明該技術(shù)可顯著提高該材料的表面強化效果和力學(xué)性能，為其應(yīng)用于航空、