稀土Er改性6063鋁合金焊接接頭組織及性能的研究.pdf

1、鋁合金具有密度小、比強(qiáng)度高、塑性良好、耐蝕性優(yōu)良、焊接性佳、淬火敏感系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn),而成為汽車輕量化的首選材料,而能否解決鋁合金的焊接存在的問題,對減輕汽車車身自重、提高安全性、節(jié)能減排等具有理論意義與實(shí)踐價(jià)值,因此,能否開發(fā)科學(xué)合理、安全高效的鋁合金焊接工藝是推動(dòng)鋁合金在汽車輕量化材料上進(jìn)一步應(yīng)用的關(guān)鍵因素。
　　在我國稀土資源蘊(yùn)藏量十分豐富,其開發(fā)潛力大、應(yīng)用前景非常廣.稀土在鋁合金方面的應(yīng)用是鋁合金研究前沿課題之一,越來越受到

2、國內(nèi)外專家、學(xué)者的廣泛關(guān)注。氬弧焊作為一種高品質(zhì)、高性能的熔焊工藝,具有焊接過程穩(wěn)定,焊縫變形小、生產(chǎn)效率高等優(yōu)勢,被認(rèn)為是焊接鋁合金的最有效的簡便方法。因此,為了滿足汽車輕量化的迫切需求,為了推動(dòng)稀土鋁合金在汽車輕量化材料的應(yīng)用與發(fā)展,為了提高鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的綜合性能,有必要就稀土改性鋁合金氬弧焊焊接工藝進(jìn)行研究探討。
　　圍繞上述問題,本文對厚度為2mm的稀土Er改性6063鋁合金氬弧焊工藝進(jìn)行研究,利用正交試驗(yàn)分析了焊接電

3、流、氣體流量、焊接速度三個(gè)工藝參數(shù)對焊接接頭質(zhì)量及焊縫成形的影響,確定了鋁合金薄板的氬弧焊最佳工藝參數(shù)。選擇金相顯微鏡、拉力試驗(yàn)機(jī)、掃描電鏡、顯微硬度計(jì)等測試儀器對焊接接頭的金相組織、拉伸性能、斷口的形貌、彎曲性能、硬度分布、耐腐蝕性、耐摩擦性以及焊接殘余應(yīng)力等進(jìn)行了研究。
　　通過對稀土Er含量為0.2％的6063鋁合金氬弧焊焊接接頭進(jìn)行正交試驗(yàn),以拉伸強(qiáng)度和延伸率為考核指標(biāo),確定了氬弧焊焊接最佳工藝參數(shù)為:焊接電流為90A、氣

4、體流量為5L/min、焊接速度為250mm/min。
　　通過研究稀土Er和焊后熱處理對6063鋁合金焊接接頭的影響,結(jié)果表明,經(jīng)過焊后熱處理的稀土Er含量為0.4%的6063鋁合金焊接接頭性能最好,其拉伸強(qiáng)度為206.39MPa,屈服強(qiáng)度為180.34MPa,延伸率為9.8%,彎曲強(qiáng)度為264.05MPa。焊接接頭通過焊后熱處理促進(jìn)了強(qiáng)化相Mg2Si的析出聚集長大,較為顯著的提高了焊縫區(qū)得接頭硬度。
　　鋁合金焊接殘余應(yīng)力

5、也是影響鋁合金焊接結(jié)構(gòu)推廣應(yīng)用的重要因素,采用通孔法研究了稀土Er含量為0.0%及0.4%的鋁合金氬弧焊焊接接頭的殘余應(yīng)力分布,對比分析焊后熱處理對縱向殘余應(yīng)力、橫向殘余應(yīng)力的影響,結(jié)果表明:稀土Er含量為0.4%的6063鋁合金比稀土Er含量為0.0%的6063鋁合金焊接各向焊接殘余應(yīng)力要小,說明稀土能通過改變焊接頭母材及焊縫微觀組織以達(dá)到降低焊接殘余應(yīng)力的目的,6063鋁合金焊接接頭焊后熱處理之后的各向焊接殘余應(yīng)力比焊態(tài)的各向焊接殘