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Formability,microstructure evolution and mechanical properties of wire arc additively manufactured AZ80M magnesium alloy using gas tungsten arc welding

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Journal of Magnesium and Alloys 2021年第1期9卷 192-201页

作者： Yangyang Guo Gaofeng Quan Yinglong Jiang Lingbao Ren Lingling Fan houhong pan Key Laboratory of Advanced Technologies of Materials Ministry of EducationSchool of Materials Science and EngineeringSouthwest Jiaotong UniversitySichuanChengdu 610031PR China Center for Advancing Materials Performance from the Nanoscale State Key Laboratory for Mechanical Behavior of MaterialsXi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049PR China

Wire arc additive manufacturing(WAAM)technology has been used to fabricate the multi-layer single-pass deposited wall of AZ80M magnesium(Mg)alloy by gas tungsten arc *** formability,thermal cycles,microstructural evolution and mechanical properties of the WAAM AZ80M Mg alloy were *** results show that there was significant difference in the temperature variation and the geometries between the original several layers and the subsequent deposited *** to the arc energy input,the interpass temperature rised rapidly and then stabilized at 150℃.As a result,the width of the deposited wall increased and then kept *** were obvious differences in the microstructure of the WAAM AZ80M Mg alloy among the top zone,intermediate zone and bottom zone of deposited *** the arc deposition process,theβphase of the WAAM AZ80M Mg alloy redissolved due to the cyclic heat accumulation,and then precipitated in the grain *** cyclic heat accumulation also led to weakening of dendrite *** the substrate to the top zone,the hardness of the deposited wall decreased gradually,and the intermediate zone which was the main body of deposited wall had relatively uniform *** tensile properties of the WAAM AZ80M Mg alloy were different between the vertical direction and the horizontal *** the maximum ultimate tensile strength of the WAAM AZ80M Mg alloy was 308 MPa which was close to that of the as-extruded AZ80M Mg alloy.

关键词： Wire arc additive manufacturing Magnesium alloy Thermal cycles Microstructure Mechanical properties

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Effect of heat treatment on the microstructure and mechanical properties of AZ80M magnesium alloy fabricated by wire arc additive manufacturing

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Journal of Magnesium and Alloys 2022年第7期10卷 1930-1940页

作者： Yangyang Guo Gaofeng Quan Mert Celikin Lingbao Ren Yuhang Zhan Lingling Fan houhong pan Key Laboratory of Advanced Technologies of Materials Ministry of EducationSchool of Materials Science and EngineeringSouthwest Jiaotong UniversityChengduSichuan 610031PR China School of Mechanical and Materials Engineering University College DublinBelfieldDublin 4Ireland Center for Advancing Materials Performance from the Nanoscale State Key Laboratory for Mechanical Behavior of MaterialsXi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049PR China

To maximize the benefits of wire arc additive manufacturing(WAAM)processes,the effect of post-deposition heat treatment on the microstructure and mechanical properties of WAAM AZ80M magnesium(Mg)alloy was *** different heat treatment procedures(T4,T5 and T6)were *** to the results,after T4 heat treatment,the microsegregation of alloying elements was improved with the eutectic structure *** after T5 heat treatment inherited the net-like distribution of secondary phases similar to the as-deposited sample,where the eutectic structure covering the interdendritic regions and theβ-phase precipitated around the eutectic *** T6 heat treatment,the tinyβ-phases re-precipitated from the matrix and distributed in inner and outer of the *** hardness distribution of the samples went through T4 and T6 heat treatment was more uniform in comparison to that of T5 heat treated *** tensile test showed that the T6 heat treatment improved the strength and ductility,and the anisotropy between horizontal and vertical can be ***,T4 treated samples exhibited highest ductility.

关键词： Wire arc additive manufacturing AZ80M magnesium alloy Heat treatment Microstructure Mechanical properties

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Microstructure and mechanical properties of the joint of 6061 aluminum alloy by plasma-MIG hybrid welding

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China Welding 2017年第2期26卷 58-64页

作者： Wang Yujing Wei Bo Guo Yangyang Liu Zheng pan houhong School of Materials Science and Engineering Southwest Jiaotong University

Plasma-MIG {metal inert gas arc welding） hybrid welding of aluminum alloy with 6 mm thickness using ER5356 welding wire was carried out. The microstructures and mechanical properties of the welded joint were investigated by optical microscopy, X-ray diffraction （XRD） , energy dispersive spectroscopy （EDS） , tensile test, hardness test and scanning electron microscope （ SEM） were used to judge the type of tensile fracture. The results showed that the tensile strength of welded joint was 142 MPa which was 53. 6% o f the strength o f the base metal. The welding seam zone was characterized by dendritic structure. In the fusion zone, the columnar grains existed at one side of the welding seam. The fibrous organization was found in the base metal, and also in the heat affected zone （HAZ） where the recrystallization occurred. The HAZ was the weakest position of the welded joint due to the coarsening of Mg2Si phase. The type of tensile fracture was ductile fracture.

关键词： plasma-MIG,hybrid welding aluminum alloy microstructure mechanical property

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ZrO2陶瓷与Ni-Bi合金扩散焊研究

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热加工工艺 2011年第1期40卷 157-159页

作者：潘厚宏王克军伊藤勳西南交通大学材料科学与工程学院四川成都610031 群马大学工学部群马桐生376-8515

在大气环境中,用扩散焊接方法进行了ZrO2陶瓷与Ni-Bi合金的连接。Ni-Bi合金为Ni-x%Bi(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0),ZrO2陶瓷型号为Z201N。焊接工艺为:在2～8MPa压力、973～1173 K温度下,保持3.6～10.8ks。分别在室温和高温下,通过剪切试验检测了接头的连接强度。当剪切温度不超过873K时,在1173K的焊接温度和8MPa的焊接压力下保持7.2ks获得的ZrO2/Ni-2Bi接头的连接强度保持在22MPa。

关键词：扩散焊接 ZrO2陶瓷 Ni-Bi合金剪切强度

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ZrB_2陶瓷与Al-Sn-Mg合金扩散焊研究

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热加工工艺 2011年第5期40卷 184-186页

作者：潘厚宏饭岛惠吾刘拥军伊藤勲西南交通大学材料科学与工程学院四川成都610031 群马大学工学部

在大气环境下,采用扩散焊接方法进行了ZrB2陶瓷与Al-Sn-Mg合金的连接。Al-Sn-Mg合金为Al-x%Sn-y%Mg(x=0,0.5,1.0,2.0;y=0,0.5,1.0,2.0),ZrB2陶瓷为纯ZrB2型。焊接工艺是在1、2和4 MPa的压力,873K的温度下保持3.6、7.2和14.4ks。采用扫描电镜、电子探针及剪切试验等测试方法研究了其接头的组织及力学性能。结果表明,ZrB2陶瓷能够与Al-Sn-Mg合金实现扩散连接。"Al-Sn"合金可作为ZrB2陶瓷扩散焊中间层材料使用,最合适的合金为Al-0.5Sn-0.5Mg。ZrB2/Al-0.5Sn-0.5Mg在873K温度下进行扩散焊,焊接压力在2～4MPa,保温时间在7.2～14.4ks时获得的接头强度都在42～44MPa之间,但该接合强度只能保持到373K,不适合在高温环境下使用。

关键词：扩散焊接 ZrB2陶瓷 Al-Sn-Mg合金剪切强度

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基于PLC与触摸屏的阀门密封面等离子弧粉末堆焊控制系统设计

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机床与液压 2012年第8期40卷 120-122,126页

作者：潘厚宏邓元江阳海波王克军西南交通大学材料科学与工程学院四川成都610031 江西萍钢实业股份有限公司安源轧钢厂江西萍乡337000

介绍阀门密封面等离子弧粉末自动堆焊控制系统的组成及控制过程。该控制系统基于三菱的FX3U系列可编程控制器(PLC)和光洋的触摸屏设计而成。采用三菱的J2S系列伺服放大器和伺服电机组成绝对位置系统,用以控制焊炬摆动和焊炬沿转台的径... 详细信息

介绍阀门密封面等离子弧粉末自动堆焊控制系统的组成及控制过程。该控制系统基于三菱的FX3U系列可编程控制器(PLC)和光洋的触摸屏设计而成。采用三菱的J2S系列伺服放大器和伺服电机组成绝对位置系统,用以控制焊炬摆动和焊炬沿转台的径向移动。转台则由变频器控制。通过触摸屏输入相关参数,控制系统即可对堆焊道数和摆动宽度进行优化以满足堆焊尺寸要求,并自动移动焊炬到起始位置,完成堆焊从开始到结束的全过程。该控制系统操作简单,控制精度高,可靠性高。

关键词：阀门 PLC 等离子弧粉末堆焊

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工艺参数对铝合金旁轴式等离子-MIG复合焊焊缝熔深的影响

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热加工工艺 2014年第13期43卷 162-163,166页

作者：魏波潘厚宏孙彦文霍海龙王贵国西南交通大学材料科学与工程学院.四川成都610031 唐山轨道客车有限责任公司河北唐山063035

以6 mm厚的5083铝合金为研究对象,采用等离子直流正接,MIG直流反接的旁轴式等离子-MIG复合焊工艺,研究了焊接速度、MIG电流、等离子电流、焊炬高度等工艺参数对焊缝熔深的影响。结果表明:各焊接参数对焊缝熔深都有影响。熔深随着焊接速... 详细信息

以6 mm厚的5083铝合金为研究对象,采用等离子直流正接,MIG直流反接的旁轴式等离子-MIG复合焊工艺,研究了焊接速度、MIG电流、等离子电流、焊炬高度等工艺参数对焊缝熔深的影响。结果表明:各焊接参数对焊缝熔深都有影响。熔深随着焊接速度的增加而减小,随着MIG电流和等离子电流的增加而增加,随着焊炬高度的增加而先增加后减小。

关键词：等离子-MIG复合焊焊缝熔深工艺参数铝合金

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AZ31B镁合金型材TIG-MIG复合焊接头的组织与力学性能

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热加工工艺 2020年第23期49卷 16-18,22页

作者：刘宝栓蒋莹龙李龙郭阳阳潘厚宏西南交通大学材料科学与工程学院四川成都610031

采用TIG-MIG复合焊对AZ31B镁合金挤压型材进行高速和低速焊接试验,利用光学显微镜、维氏硬度计和拉伸试验机对焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:两组规范的焊接接头均成形良好,无裂纹、气孔等缺陷。接头焊缝区均为等... 详细信息

采用TIG-MIG复合焊对AZ31B镁合金挤压型材进行高速和低速焊接试验,利用光学显微镜、维氏硬度计和拉伸试验机对焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:两组规范的焊接接头均成形良好,无裂纹、气孔等缺陷。接头焊缝区均为等轴晶组织,主要由α-Mg相和β-Mg17Al12析出相组成,两组规范焊接热输入量的差异使得高焊速接头的焊缝区和热影响区晶粒尺寸明显小于低焊速接头的焊缝区和热影响区晶粒尺寸。两组规范的接头的抗拉强度均达到母材的80%以上,其中高焊速接头的抗拉强度达到了母材的95%。

关键词：镁合金 TIG-MIG复合焊金相组织力学性能

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Zn作中间层的ZK60/5083二次真空扩散焊接头显微组织与力学性能

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热加工工艺 2018年第17期47卷 55-58页

作者：郭雨菲王宾宾郭阳阳潘厚宏中国船舶重工集团公司第七二五研究所河南洛阳471023 西南交通大学材料科学与工程学院四川成都610031

采用二次真空扩散焊的方法,以纯Zn箔作为中间层,实现了ZK60镁合金和5083铝合金的连接。采用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）对焊接接头界面显微组织、元素分布和断口特征进行观测和表征,并测试了接头的显微硬... 详细信息

采用二次真空扩散焊的方法,以纯Zn箔作为中间层,实现了ZK60镁合金和5083铝合金的连接。采用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）对焊接接头界面显微组织、元素分布和断口特征进行观测和表征,并测试了接头的显微硬度和剪切强度。结果表明,接头界面区由镁锌共晶相MgZn2层、残余锌层、铝基固溶体与锌基固溶体的混合物层和铝基固溶体层组成。由于Mg-Zn金属间化合物的生成及Zn原子扩散进入Al基体中产生强化作用使得焊接接头界面区的显微硬度明显高于两侧,呈现“双峰”趋势,接头的平均剪切强度为22.6 MPa,断裂发生在MgZn2层与残余锌层界面处。

关键词： Zn中间层扩散焊镁合金铝合金显微组织

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工艺参数对电弧增材制造镁合金组织和性能的影响

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热加工工艺 2022年第19期51卷 26-29页

作者：占宇航郭阳阳李章张蒋莹龙潘厚宏权高峰西南交通大学材料科学与工程学院四川成都610031

研究了镁合金电弧增材制造的工艺参数(焊接电流、焊接速度、送丝速度、层间温度)对电弧沉积件抗拉强度的影响规律,对典型工艺参数下沉积体的组织与性能进行了分析。结果表明:在本文参数范围内,电弧增材制备镁合金件的强度会随着焊接电... 详细信息

研究了镁合金电弧增材制造的工艺参数(焊接电流、焊接速度、送丝速度、层间温度)对电弧沉积件抗拉强度的影响规律,对典型工艺参数下沉积体的组织与性能进行了分析。结果表明:在本文参数范围内,电弧增材制备镁合金件的强度会随着焊接电流和焊接速度的提高均先增大后减小,焊接电流过大,组织中形成粗大晶粒,而焊接速度过快会在组织内形成大量气孔;送丝速度对抗拉强度的影响呈正相关,送丝速度的提高有助于缓解熔池过热,细化组织;层间温度对强度的影响并不明显。沉积件不同区域的组织存在明显差异,底部以粗大的柱状晶为主,中部组织为等轴晶组织,而顶部圆弧区为枝晶组织,组织的差异造成了硬度分布的不均匀。

关键词：电弧增材制造镁合金抗拉强度显微组织

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