本文關(guān)鍵詞：ZL114A鑄造鋁合金MIG焊接工藝及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：ZL114A是一種高強(qiáng)韌性的鑄造鋁合金,被航空航天、交通運(yùn)輸和機(jī)械制造等領(lǐng)域廣泛地使用。但ZL114A在鑄造過程中,難免會(huì)出現(xiàn)一些局部缺陷,需要對(duì)其施行補(bǔ)焊工藝以提高成品率。為了探索出適用于ZL114A鑄件的補(bǔ)焊工藝,本試驗(yàn)對(duì)該鋁合金的焊接性能進(jìn)行了分析研究。試驗(yàn)采用MIG焊接方法對(duì)不同狀態(tài)的ZL114A鋁合金板材進(jìn)行焊接,通過改變焊絲種類、焊接參數(shù)和焊接線能量等工藝參數(shù),獲得不同參數(shù)下鋁合金的焊接接頭。焊接過程中對(duì)焊絲的熔滴過渡形式,焊縫的成形狀態(tài)及產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行觀察、檢測(cè),在此基礎(chǔ)上對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化,利用金相顯微鏡、力學(xué)試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備對(duì)接頭組織和性能進(jìn)行測(cè)試和表征。分析不同焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形,接頭組織和性能的影響機(jī)制。最后,采用合適的熱處理工藝調(diào)控鋁鎂焊絲和鋁硅焊絲的焊后接頭,以改善組織,提高性能。對(duì)鑄造態(tài)ZL114A合金板材的焊縫成形特性和宏觀缺陷進(jìn)行觀察和檢測(cè),試驗(yàn)表明,各種焊接參數(shù)對(duì)焊接過程中熔滴的過渡形式,接頭的成形及缺陷的產(chǎn)生具有非常重要的影響,采用合適的焊接工藝參數(shù)可以得到成形良好,無明顯缺陷的焊接接頭。分別對(duì)鑄造態(tài)和鑄造-時(shí)效態(tài)母材MIG焊接接頭的組織和性能進(jìn)行分析,結(jié)果表明,鑄造態(tài)板材接頭焊縫區(qū)由于冷卻速度快,晶粒來不及長(zhǎng)大,尺寸較小,而母材為粗大的鑄造組織,缺陷較多,拉伸時(shí)在母材區(qū)斷裂;鑄造-時(shí)效態(tài)母材焊接接頭的熱影響區(qū)分為淬火區(qū)和軟化區(qū),軟化區(qū)由于焊接熱輸入的影響晶粒尺寸增大,強(qiáng)化相聚集、粗化,硬度降低。對(duì)試驗(yàn)中選用的三種焊絲焊接接頭的組織和性能進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)采用鋁硅焊絲焊接后得到的焊縫區(qū)晶粒為柱狀枝晶,且存在縮松等缺陷;鋁鎂焊絲焊縫區(qū)的晶粒為細(xì)小的等軸晶,無缺陷,力學(xué)性能較好;純鋁焊絲形成的焊縫區(qū)的晶粒尺寸較大,且晶界不明顯,力學(xué)性能與純鋁相近。鑄造-時(shí)效態(tài)母材選用鋁硅焊絲在不同焊接線能量下進(jìn)行焊接,對(duì)焊后的接頭進(jìn)行研究表明,焊接時(shí)線能量越大,焊縫區(qū)的晶粒尺寸越大,熱影響區(qū)析出的強(qiáng)化相越偏聚粗化,力學(xué)性能越低。對(duì)鋁硅和鋁鎂焊絲的接頭分別進(jìn)行焊后熱處理,鋁硅焊絲接頭的力學(xué)性能明顯提高,抗拉強(qiáng)度可達(dá)到母材的93%;鋁鎂焊絲接頭由于無法采用合適的熱處理工藝,接頭組織和性能沒有明顯改善和提高。
【關(guān)鍵詞】：ZL114A鋁合金 MIG焊 焊縫成形 組織 性能
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG457.14
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-24
• 1.1 課題背景及研究目的11-12
• 1.2 鋁合金概述12-17
• 1.2.1 鋁合金的特點(diǎn)及分類12-14
• 1.2.2 Al-Si合金的特點(diǎn)14-16
• 1.2.3 ZL114A鑄造鋁合金16-17
• 1.3 Al-Si合金的焊接研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 Al-Si合金的焊接性17-18
• 1.3.2 Al-Si合金的焊接方法18-20
• 1.4 鑄造鋁合金MIG焊接難點(diǎn)及研究現(xiàn)狀20-23
• 1.4.1 鑄造鋁合金MIG焊接的技術(shù)難點(diǎn)20-21
• 1.4.2 鑄造鋁合金MIG焊接研究現(xiàn)狀21-23
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容23-24
• 2 試驗(yàn)材料及方法24-34
• 2.1 試驗(yàn)方案24-25
• 2.2 試驗(yàn)材料25
• 2.3 焊接工藝25-28
• 2.3.1 焊絲選擇25-26
• 2.3.2 焊接參數(shù)選擇26-28
• 2.3.3 焊接熱量輸入表征28
• 2.4 熱處理工藝28-30
• 2.4.1 母材熱處理工藝29
• 2.4.2 焊接接頭熱處理工藝29-30
• 2.5 性能測(cè)試方法30-32
• 2.5.1 室溫拉伸性能測(cè)試30-31
• 2.5.2 室溫沖擊韌性測(cè)試31-32
• 2.5.3 維氏硬度測(cè)試32
• 2.6 金相組織觀察32-34
• 3 焊接工藝參數(shù)對(duì)接頭宏觀形貌及缺陷的影響34-44
• 3.1 MIG焊接鋁合金的熔滴過渡形式及接頭宏觀形貌表征34-35
• 3.1.1 熔滴過渡形式表征34-35
• 3.1.2 接頭宏觀形貌及缺陷表征35
• 3.2 焊接電流對(duì)ZL114A鋁合金焊縫成形的影響35-37
• 3.3 電弧電壓對(duì)ZL114A鋁合金焊縫成形的影響37-38
• 3.4 焊接速度對(duì)ZL114A鋁合金焊縫成形的影響38-40
• 3.5 保護(hù)氣體流量對(duì)ZL114A鋁合金焊縫成形的影響40-42
• 3.6 本章小結(jié)42-44
• 4 焊接工藝參數(shù)對(duì)接頭組織和性能的影響44-59
• 4.1 ZL114A母材組織表征和力學(xué)性能測(cè)試44-45
• 4.1.1 母材組織44-45
• 4.1.2 母材力學(xué)性能45
• 4.2 ZL114A鋁合金焊后接頭組織表征45-51
• 4.2.1 焊后接頭宏觀區(qū)域劃分46-47
• 4.2.2 不同焊接工藝下接頭的微觀組織分析47-51
• 4.3 ZL114A鋁合金焊后接頭力學(xué)性能測(cè)試51-57
• 4.3.1 不同焊接工藝下的接頭硬度分布51-53
• 4.3.2 不同焊接工藝下的接頭拉伸性能測(cè)試53-55
• 4.3.3 不同焊接工藝下的接頭沖擊韌性測(cè)試55-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 5 ZL114A鋁合金的焊后熱處理工藝59-67
• 5.1 ZL114A鋁合金接頭熱處理后的金相組織59-61
• 5.1.1 接頭熱處理后焊縫區(qū)的金相組織59-60
• 5.1.2 接頭熱處理后熔合區(qū)的金相組織60-61
• 5.2 熱處理前后接頭的拉伸性能對(duì)比61-62
• 5.2.1 鑄態(tài)母材接頭熱處理前后的拉伸性能對(duì)比61
• 5.2.2 鑄造-時(shí)效態(tài)母材接頭熱處理前后的拉伸性能對(duì)比61-62
• 5.3 熱處理前后接頭的硬度對(duì)比62-64
• 5.3.1 熱處理前后鋁硅焊絲接頭硬度對(duì)比63-64
• 5.3.2 熱處理前后鋁鎂焊絲接頭硬度對(duì)比64
• 5.4 熱處理前后接頭的沖擊韌性對(duì)比64-65
• 5.5 本章小結(jié)65-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士期間取得學(xué)術(shù)成果73-74
• 致謝74-75

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：486527