《表3 正交试验设计方案及其结果》

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《AZ31镁合金真空电子束焊工艺参数正交试验研究》

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按照常规试验方法，需34=81次的试验才能得到最优参数，而采用的正交试验设计方法，在所选水平范围之内，进行9组代表性强的试验[6]，可找出最佳的焊接接头质量的工艺参数，正交设计方案及其结果如表3所示。拉伸试验显示，9组镁合金试样焊接接头的抗拉、屈服强度基本可达母材强度的70%～90%，屈服比在60%～73%之间波动，然而伸长率变化规律不显著。常温下镁合金母材的塑性较差，伸长率为10%左右，9个试样中焊接接头伸长率与母材的数值相近。1号试样性能优良，6号试样性能相对较差。根据热输入公式E=UIb/V计算得，1号热输入值略低于6号，然而随着聚焦电流的增加，电子束聚焦斑点位置上移，焦距由聚焦（1号）变为散焦状态（6号）。电子束焊的焊缝成型是多因素耦合的结果，由电子束流、电压、焊接速度控制着主要的焊接热输入，确保焊缝可熔透，而聚焦电流作用在于影响聚焦斑点的位置，当斑点聚焦在表面时，可获得较大深宽比，当斑点位置上移，变为散焦距焊接时，会适当增加焊缝的熔宽[7]。聚焦位置的变化引起焊缝所获实际热输入的不同，最终造成力学性能有所差异。因此，在热输入值较接近的情形下，对于5 mm厚AZ31镁合金真空凝固电子束焊采用表面聚焦（1.59mA），接头的力学性能较为优良。