铝合金CMT补焊工艺研究

发布时间：2017-07-14 19:02

  本文关键词：铝合金CMT补焊工艺研究

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【摘要】：6000系、7000系铝合金在焊接时存在气孔、热裂纹及未焊透等问题,在生产过程中有时需要补焊。而补焊时拘束度大,多次重复受热,导致热裂纹倾向增大并加剧接头的软化。与普通的MIG焊相比,直流CMT焊热输入量小,可防止热裂纹产生、减少接头性能下降,提出用直流CMT焊对其进行补焊。本研究为实际生产中用直流CMT返修补焊铝合金提供理论依据,对提高铝合金补焊质量具有重要意义。采用直流CMT焊接工艺分别对4mm厚6000系、7000系铝合金进行了对接试验和1次、2次、3次补焊试验,并对直流CMT焊接方法所获得的补焊接头组织和性能进行研究。6000系铝合金试验结果表明,随着补焊次数的增加,焊接接头拉伸性能有所下降,但都满足标准要求,具有合格的抗拉强度;断口断裂时存在明显颈缩,扫描断口呈韧性断裂;焊接接头软化区硬度有所下降,三次补焊后从59.1HV降到52.1HV;焊接接头焊缝区金相组织无明显差别,熔合区液态金属沿晶界回流现象越来越严重,热影响区软化现象也越来越严重;通过TEM试验观察到软化区由于过时效析出相Mg2Si从纳米级达到微米级。7000系铝合金试验结果表明,随着补焊次数的增加,焊接接头拉伸性能无明显差别,满足标准要求,具有合格的抗拉强度;断口断裂时呈45°切口,扫描断口呈韧性断裂;焊接接头硬度都无明显变化,没有软化区形成;焊接接头各区域金相组织也无明显变化;通过TEM试验观察到焊缝区晶内析出相从纳米级达到微米级。试验结果表明,采用直流CMT焊接工艺对4mm厚6000系、7000系铝合金进行3次补焊是合理可行的。
【关键词】：铝合金 直流CMT 补焊 力学性能 微观组织
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG457.14
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.1.1 铝合金材料的应用领域9
• 1.1.2 铝合金焊接工艺9-10
• 1.2 CMT简介10-12
• 1.3 补焊工艺的研究现状12-17
• 1.3.1 补焊对焊接接头拉伸性能的影响13-14
• 1.3.2 补焊对焊接接头硬度的影响14-15
• 1.3.3 补焊对焊接接头金相的影响15-17
• 1.4 本文的研究内容17-19
• 第2章 试验材料、设备及方法19-27
• 2.1 试验材料19
• 2.2 试验设备19-22
• 2.2.1 焊接试验中使用设备19-20
• 2.2.2 力学性能分析测试设备20-21
• 2.2.3 焊接接头组织和断口形貌分析设备21-22
• 2.3 试验过程及焊接工艺参数22-23
• 2.4 试验方法23-25
• 2.4.1 焊接过程中温度场的测量23-24
• 2.4.2 焊接接头的渗透检测24
• 2.4.3 焊接接头的拉伸试验24
• 2.4.4 焊接接头的显微硬度试验24-25
• 2.4.5 焊接接头的金相试验25
• 2.4.6 拉伸断口的扫描电镜试验25
• 2.4.7 拉伸断口的透射电镜试验25
• 2.5 本章小结25-27
• 第3章 6000系铝合金试验结果及分析27-43
• 3.1 焊接过程中电流电压波形测量结果分析27
• 3.2 焊接过程中温度场测量结果分析27-29
• 3.3 焊接接头渗透检测结果分析29-30
• 3.4 焊接接头拉伸试验结果分析30-32
• 3.5 焊接接头显微硬度试验结果分析32-34
• 3.6 焊接接头金相试验结果分析34-38
• 3.6.1 焊接接头宏观成形试验分析34-35
• 3.6.2 焊接接头微观组织试验分析35-38
• 3.7 拉伸断口扫描电镜结果分析38-39
• 3.8 软化区透射电镜结果分析39-41
• 3.9 本章小结41-43
• 第4章 7000系铝合金试验结果及分析43-59
• 4.1 焊接过程中电流电压波形测量结果分析43
• 4.2 焊接过程中温度场测量结果分析43-45
• 4.3 焊接接头渗透检测结果分析45-46
• 4.4 焊接接头拉伸试验结果分析46-49
• 4.5 焊接接头显微硬度试验结果分析49-50
• 4.6 焊接接头金相试验结果分析50-54
• 4.6.1 焊接接头宏观成形试验分析50
• 4.6.2 焊接接头微观组织试验分析50-54
• 4.7 拉伸断口扫描电镜结果分析54-56
• 4.8 焊缝区透射电镜结果分析56-58
• 4.9 本章小结58-59
• 结论59-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间所发表的论文65-67
• 致谢67-69
• 个人简历69

【参考文献】

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本文编号：542230