5A06鋁合金TIG焊焊接接頭性能研究與高韌性高強(qiáng)度鋁合金焊絲研制.pdf

1、隨著我國(guó)車輛行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，5A06鋁合金的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，車輛采用5A06鋁合金油箱替代鋼制油箱，可以有效減輕車輛自重，提高車輛總體性能，但鋁制焊接油箱在車輛運(yùn)行過(guò)程中由于車輛的震動(dòng)和燃油的反復(fù)沖擊，焊接部位常出現(xiàn)貫穿性疲勞裂紋，導(dǎo)致油箱泄漏。另外，在其他的一些特殊應(yīng)用場(chǎng)合，鋁合金焊接結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中承受著周期性的交變載荷作用，使得疲勞斷裂成為鋁合金焊接結(jié)構(gòu)失效的主要形式之一。因此，改善鋁合金焊接接頭的疲勞性能成為必然。研究開

2、發(fā)高韌性高強(qiáng)度鋁合金焊絲，以滿足產(chǎn)品對(duì)焊接接頭高疲勞性能要求，拓寬熔化焊在鋁合金連接上的應(yīng)用，具有重要的工業(yè)化應(yīng)用意義，市場(chǎng)前景廣闊。
　　本文研究對(duì)比了在高線能量輸入和低線能量輸入兩種焊接工藝參數(shù)下，填充物為ER4043焊絲和5A06同質(zhì)金屬時(shí)，4mm厚度5A06鋁板TIG焊焊接接頭的性能，同時(shí)研制了兩種高韌性高強(qiáng)度的鋁合金焊絲。通過(guò)金相、疲勞試驗(yàn)、拉伸試驗(yàn)、顯微硬度測(cè)試、SEM、電化學(xué)方法等分析測(cè)試手段研究了焊接接頭的拉伸強(qiáng)度

3、、疲勞性能、耐蝕性能、斷裂類型、組織和斷口形貌等。主要成果如下:
　　1.研制兩種新型高韌性高強(qiáng)度鋁合金焊絲，1號(hào)焊絲:在5A06成分基礎(chǔ)上，控制Mg含量在6.5wt％，提高Ti含量至0.15wt％，添加0.20wt％Cr，0.15wt％Zr，0.05wt％B。2號(hào)焊絲:在5A06成分基礎(chǔ)上，控制Mg含量在5.5wt％，提高Ti含量至0.15wt％，添加0.20wt％Cr，0.15wt％Zr，0.05wt％B，0.20wt％V。<

4、br>　　2.ER4043焊絲焊接接頭拉伸強(qiáng)度平均為257MPa，延伸率為3.7％;5A06同質(zhì)金屬填充物焊接接頭拉伸強(qiáng)度達(dá)到313MPa，延伸率為10.3％;1號(hào)焊絲焊接接頭平均拉伸強(qiáng)度可達(dá)327MPa，延伸率為12％;2號(hào)焊絲焊接接頭的平均拉伸強(qiáng)度達(dá)到341MPa，延伸率為14.9％?？梢娧兄频暮附z在焊接接頭拉伸強(qiáng)度方面最大提高了28MPa，延伸率提高了4.6％。
　　3.在疲勞性能方面主要對(duì)比2×106次循環(huán)次數(shù)下對(duì)應(yīng)95％

5、存活率的疲勞強(qiáng)度特征值。根據(jù)國(guó)際焊接協(xié)會(huì)(IIW)推薦的m=3的值保守計(jì)算焊接填充物為5A06同質(zhì)金屬時(shí)的焊接接頭最高疲勞強(qiáng)度特征值為34MPa。經(jīng)過(guò)焊絲成分優(yōu)化設(shè)計(jì)后，1號(hào)焊絲焊接接頭在2×106次循環(huán)次數(shù)下對(duì)應(yīng)95％存活率的疲勞強(qiáng)度特征值為41MPa，2號(hào)焊絲在焊接工藝一條件下的疲勞強(qiáng)度特征值為44MPa，與5A06同質(zhì)金屬填充物相比，疲勞強(qiáng)度特征值分別提高了7MPa和10MPa。
　　4.5A06同質(zhì)金屬填充物的焊接接頭焊縫

6、中心顯微硬度僅有82Hv，軟化區(qū)顯微硬度最低值為74Hv。1號(hào)焊絲焊接接頭焊縫中心的顯微硬度為86Hv左右，對(duì)應(yīng)的軟化區(qū)最低至為75Hv，而2號(hào)焊絲焊接接頭焊縫中心的顯微硬度有93Hv左右，軟化區(qū)最低值為83Hv。對(duì)比5A06同質(zhì)金屬填充物焊接的接頭，設(shè)計(jì)焊絲的焊接接頭顯微硬度有較明顯的提高。
　　5.在0.5 MNaCl溶液中，ER4043焊絲焊接接頭優(yōu)于5A06焊絲焊接接頭，但點(diǎn)蝕電位較低，其點(diǎn)蝕傾向較大。經(jīng)過(guò)成分優(yōu)化后，2號(hào)