7×××系鋁合金是可熱處理強(qiáng)化合金,現(xiàn)廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶和汽車結(jié)構(gòu)件,但傳統(tǒng)的商業(yè)焊絲焊接的焊接接頭較難同時(shí)保證高強(qiáng)度和優(yōu)良抗腐蝕性能,且T6等熱處理工藝在工程應(yīng)用上較難實(shí)現(xiàn)。組分是控制材料組織和結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要因素,稀土元素鈧是細(xì)化鋁合金鑄造組織最有效的元素,在添加微量鈧的同時(shí)復(fù)合添加微量鋯,不僅能夠降低鈧的有效添加量,節(jié)約成本,還能夠進(jìn)一步提高鋁合金的其它性能。在鋁合金焊絲中添加微量的其它元素,旨在改善焊接接頭組織,提高焊接接頭力學(xué)性能和抗腐蝕性,為具有高綜合性的鋁合金焊接性能改善而提供新的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和理論指導(dǎo)。本文采用了添加微量Sc、Zr、Er等元素的鋁合金軋制獲得的焊絲進(jìn)行TIG焊焊接7075-T651鋁合金薄板,采用X射線衍射（XRD）、場發(fā)射掃描電鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）材料測試分析技術(shù),利用金相顯微鏡、萬能電子拉伸機(jī)和維氏硬度計(jì)等材料性能測試儀器,系統(tǒng)地研究了添加不同微量元素和不同時(shí)效制度對7075-T651鋁合金焊接接頭的組織與性能的影響。研究結(jié)果表明:（1）添加不同含量Zn元素的Al-Mg焊絲焊接的焊接接頭中晶粒主要為等軸晶,相對Al-Mg焊絲焊接接頭... 

【文章來源】：桂林理工大學(xué)廣西壯族自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

(a)(b):Al-2Sc中間合金金相；(c):Al-2Sc中間合金能譜分析

桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文142.3試驗(yàn)方法2.3.1材料制備本實(shí)驗(yàn)材料制備的裝置示意圖如圖2.3所示，其主要的部分組成為：(1)加熱設(shè)備：型號LY1400井式電阻爐；(2)控制設(shè)備：溫度控制箱、熱電偶、數(shù)顯式直流恒速攪拌器；(3)攪拌設(shè)備：Ti6Al4V機(jī)械攪拌漿。微合金化鋁合金材料的制備：本實(shí)驗(yàn)采用氧化鋁坩堝，為了避免合金熔化過程中發(fā)生氧化，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中使用高純氬氣來保護(hù)。第一步將用電子天平稱量好的純鋁放在坩堝中升溫至700℃（溫度稍高于純鋁的熔點(diǎn)），待純鋁完全熔化后加入已經(jīng)計(jì)算好質(zhì)量比例的并在馬弗爐中預(yù)熱的塊狀純鎂、無砷鋅粒、Al-2Sc中間合金、Al-10Er中間合金和Al-10Zr中間合金；同時(shí)進(jìn)行充分的機(jī)械攪拌，以480r/min的攪拌速度均勻攪拌30~40min后，然后放入六氯乙烷進(jìn)行除氣、隨后升溫至750℃并扒渣、靜置保溫大約5min后澆鑄到已預(yù)熱好的鋼模中（澆鑄冒口帶有陶瓷過濾網(wǎng)）。實(shí)驗(yàn)通過對純鎂、無砷鋅粒、Al-2Sc中間合金、Al-10Er中間合金和Al-10Zr中間合金不同含量的控制和組合制備出Al-5Mg、Al-5Mg-1Zn、Al-5Mg-1Zn-0.3Sc-0.15Zr、Al-5Mg-1Zn-0.2Sc-0.2Er-0.15Zr、Al-5Mg-1Zn-0.3Er-0.15Zr-0.1Sc、Al-5Mg-1Zn-0.4Er-0.15Zr、Al-5Mg-1Zn-0.4Er-0.15Zr-0.1Sc合金。圖2.3材料制備裝置示意圖Fig.2.3Thediagramofstircastingequipment

桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文152.3.2焊絲制備上一步得到的鑄錠材料需要進(jìn)行均勻化熱處理，這是因?yàn)槲⒑辖鸹X合金材料鑄錠在凝固時(shí)一般為非平衡凝固，鑄錠組織會產(chǎn)生大量的元素偏析，而某些元素的偏析會使得材料內(nèi)產(chǎn)生更大的應(yīng)力，不僅會影響該材料的塑性還會使得材料后續(xù)加工性能大幅度降低，比如軋制過程中容易開裂。所以我們在軋制之前，需要把微合金化鋁合金材料鑄錠放在如圖2.4(c)所示的科晶牌KSL-1200X馬弗爐中進(jìn)行均勻化熱處理，其參數(shù)為450℃×24h。焊絲制備的主要設(shè)備是在自行設(shè)計(jì)的軋絲機(jī)上進(jìn)行。軋絲機(jī)如圖2.4(b)所示，有上下兩個(gè)軋輥，每個(gè)軋輥都有不同直徑的半圓槽，直徑依次由15mm減小到3mm，共15個(gè)道次，為了避免材料在軋制過程中發(fā)生的開裂現(xiàn)象，每軋制4~6道次后都要進(jìn)行去應(yīng)力退火熱處理，用來消除由于軋制過程引起的加工硬化，這樣來便于后續(xù)較小直徑道次的軋制加工�？偟膩碚f，焊絲制備的大體步驟為：(1)通過攪拌鑄造設(shè)備制備出直徑為10mm的鋁合金圓棒鑄錠，如圖2.4(a)；(2)將鋁合金圓棒鑄錠放在馬弗爐中進(jìn)行均勻化熱處理，消除元素偏析便于后續(xù)的加工；(3)通過多次軋制和不同道次軋制，得到的直徑為3mm細(xì)絲，然后用砂輪機(jī)和砂紙打磨干凈毛刺；（4）將細(xì)絲矯直，并放置在管式爐中加熱來去除軋制過程中殘留的拉絲油；(5)焊絲的表面先用砂紙打磨去掉氧化層，并用丙酮或者酒精去除表面的油脂，得到成品焊絲，如圖2.4(d)，然后密封保存。圖2.4(a)鋁合金圓棒鑄錠;(b)自制軋機(jī)；(c)馬弗爐；(d)成品鋁合金焊絲Fig.2.4(a)Aluminiumalloyingots;(b)Wirerodrollingmill;(c)Muffleroaster;(d)Aluminiumalloyweldingwires

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
[1]Mg、Zr、Er和Ag對5xxx鋁合金焊絲焊接性能的影響[D]. 張闖.東北大學(xué) 2013
[2]Al-Zn-Mg-Cu合金再結(jié)晶的控制及亞晶界對MgZn2粒子析出的影響[D]. 張?jiān)蒲?中南大學(xué) 2013
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本文編號：3262913