本文關(guān)鍵詞：5A06鋁合金TIG焊焊接接頭性能研究與高韌性高強度鋁合金焊絲研制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國車輛行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷進步,5A06鋁合金的應(yīng)用越來越廣泛,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行過程中由于車輛的震動和燃油的反復沖擊,焊接部位常出現(xiàn)貫穿性疲勞裂紋,導致油箱泄漏。另外,在其他的一些特殊應(yīng)用場合,鋁合金焊接結(jié)構(gòu)在使用過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。研究開發(fā)高韌性高強度鋁合金焊絲,以滿足產(chǎn)品對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,市場前景廣闊。本文研究對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,4mm厚度5A06鋁板TIG焊焊接接頭的性能,同時研制了兩種高韌性高強度的鋁合金焊絲。通過金相、疲勞試驗、拉伸試驗、顯微硬度測試、SEM、電化學方法等分析測試手段研究了焊接接頭的拉伸強度、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度鋁合金焊絲,1號焊絲：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。2.ER4043焊絲焊接接頭拉伸強度平均為257MPa,延伸率為3.7%；5A06同質(zhì)金屬填充物焊接接頭拉伸強度達到313MPa,延伸率為10.3%；1號焊絲焊接接頭平均拉伸強度可達327MPa,延伸率為12%；2號焊絲焊接接頭的平均拉伸強度達到341MPa,延伸率為14.9%�？梢娧兄频暮附z在焊接接頭拉伸強度方面最大提高了28MPa,延伸率提高了4.6%。3.在疲勞性能方面主要對比2×106次循環(huán)次數(shù)下對應(yīng)95%存活率的疲勞強度特征值。根據(jù)國際焊接協(xié)會(IIW)推薦的m=3的值保守計算焊接填充物為5A06同質(zhì)金屬時的焊接接頭最高疲勞強度特征值為34MPa。經(jīng)過焊絲成分優(yōu)化設(shè)計后,1號焊絲焊接接頭在2×106次循環(huán)次數(shù)下對應(yīng)95%存活率的疲勞強度特征值為41MPa,2號焊絲在焊接工藝一條件下的疲勞強度特征值為44MPa,與5A06同質(zhì)金屬填充物相比,疲勞強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中心顯微硬度僅有82Hv,軟化區(qū)顯微硬度最低值為74Hv。1號焊絲焊接接頭焊縫中心的顯微硬度為86Hv左右,對應(yīng)的軟化區(qū)最低至為75Hv,而2號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。對比5A06同質(zhì)金屬填充物焊接的接頭,設(shè)計焊絲的焊接接頭顯微硬度有較明顯的提高。5.在0.5M NaCl溶液中,ER4043焊絲焊接接頭優(yōu)于5A06焊絲焊接接頭,但點蝕電位較低,其點蝕傾向較大。經(jīng)過成分優(yōu)化后,2號焊絲焊接接頭的極化電阻值大于未優(yōu)化的5A06焊絲焊接接頭,其耐蝕性能有所提高。
【關(guān)鍵詞】：拉伸強度 疲勞強度 5A06焊絲 TIG焊接
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG407;TG422.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 引言11
• 1.2 鋁合金在車輛上的應(yīng)用與發(fā)展11-13
• 1.2.1 車輛輕量化11-12
• 1.2.2 車輛輕量化的實現(xiàn)途徑12
• 1.2.3 車輛輕量化材料的發(fā)展12-13
• 1.4 鋁合金的鎢極氬弧焊13-16
• 1.4.1 鋁合金的焊接特點13-14
• 1.4.2 鋁合金的焊接方法14-16
• 1.4.3 鋁合金的焊接缺陷16
• 1.5 5A06鋁合金介紹16-18
• 1.6 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢18-20
• 1.7 本課題的研究意義與內(nèi)容20-23
• 第二章 實驗材料與實驗方法23-29
• 2.1 技術(shù)路線23-24
• 2.2 實驗材料及制備24-26
• 2.2.1 實驗材料24
• 2.2.2 焊絲合金的熔煉24-25
• 2.2.3 焊接工藝25-26
• 2.3 焊接接頭接頭性能分析26-29
• 2.3.1 疲勞性能測試26
• 2.3.2 抗拉強度測試26-27
• 2.3.3 顯微硬度測試27
• 2.3.4 斷口形貌分析27
• 2.3.5 金相分析27
• 2.3.6 電化學分析27-29
• 第三章 ER4043與5A06同質(zhì)金屬填充材料焊接5A06薄板的接頭組織及性能研究29-51
• 3.1 焊接接頭宏觀形貌與焊縫金相組織29-31
• 3.1.1 焊接接頭的宏觀形貌29-30
• 3.1.2 焊縫金屬的金相顯微組織30-31
• 3.2 焊接接頭的拉伸強度分析31-35
• 3.2.1 拉伸試驗結(jié)果31-32
• 3.2.2 拉伸斷裂斷口形貌32-35
• 3.3 焊接接頭的疲勞強度分析35-45
• 3.3.1 母材的疲勞試驗結(jié)果及分析35-37
• 3.3.2 兩種焊絲的焊接接頭的疲勞試驗結(jié)果及分析37-42
• 3.3.3 焊接接頭疲勞斷裂斷口形貌分析42-45
• 3.4 焊接接頭的顯微硬度分析45-46
• 3.5 焊接接頭的耐蝕性分析46-48
• 3.6 本章小結(jié)48-51
• 第四章 高韌性高強度鋁合金焊絲焊接5A06薄板的接頭組織及性能研究51-69
• 4.1 焊接接頭的金相組織觀察51-53
• 4.1.1 焊接接頭的宏觀形貌51-52
• 4.1.2 焊縫金屬的金相顯徽組織52-53
• 4.2 焊接接頭的拉伸強度分析53-56
• 4.2.1 拉伸試驗結(jié)果53-54
• 4.2.2 拉伸斷裂斷口形貌54-56
• 4.3 焊接接頭的疲勞強度分析56-63
• 4.3.1 兩種焊絲焊接接頭的疲勞試驗結(jié)果及分析56-60
• 4.3.2 焊接接頭疲勞斷裂斷口形貌分析60-63
• 4.4 焊接接頭的顯微硬度63-64
• 4.5 焊接接頭的耐蝕性64-66
• 4.6 本章小結(jié)66-69
• 第五章 總結(jié)與展望69-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75-77
• 個人簡歷77-79
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及取得的其它研究成果79

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本文編號：450264