本文關(guān)鍵詞：鈦和鋯復(fù)合作用下2A12鋁合金MIG焊焊縫組織細化機制分析

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【摘要】：2A12屬于Al-Cu-Mg系鋁合金,是硬鋁合金中的典型的一種,具有良好綜合的力學性能。廣泛的使用于建筑結(jié)構(gòu)、航空航天、交通運輸領(lǐng)域里,大量的用來制造飛機上蒙皮、骨架零件、隔框、鉚釘、翼肋、翼梁等承力零件。2A12鋁合金具有化學性質(zhì)活波,導熱性好,膨脹系數(shù)大等特點,在焊接的過程中容易出現(xiàn)焊接變形、表面被氧化,產(chǎn)生焊接熱裂紋,焊接接頭軟化區(qū)寬度大,強度低,延展性和疲勞性能差等一系列問題,焊接結(jié)構(gòu)件使用的過程中容易失效破壞,制了該合金焊接結(jié)構(gòu)件廣泛應(yīng)用。為了克服上述缺陷,科研工作者在焊絲中添加孕育劑細化焊縫晶粒,發(fā)現(xiàn)添加細化劑的焊縫的力學性能和抗裂性能均有顯著的提高。本課題在傳統(tǒng)的ER2319焊絲的基礎(chǔ)上復(fù)合添加不同含量的Ti、Zr元素,研究不同Ti、Zr含量對2A12鋁合金MIG焊焊縫組織和性能的影響規(guī)律以及Ti、Zr復(fù)合細化2A12鋁合金焊縫的機理。首先通過正交試驗分析不同參數(shù)對焊縫成型規(guī)律的影響。利用電子萬能拉伸機,硬度計對不同焊絲焊縫進行力學性能測試,并且利用光學顯微鏡(OM),掃描電子顯微晶(SEM),透射電子顯微鏡(TEM)對焊縫微觀組織以及第二相粒子進行觀察,以及使用X射線衍射儀(XRD),能譜儀(EDS)對焊縫的相組成和焊縫的元素分布進行分析,同時利用示差量熱掃描儀(DSC)測量不同焊絲所焊焊縫的熔點,熱焓以及形核反應(yīng)溫度,取得了以下研究成果:對焊縫熔寬影響的因素按主到次的排列順序是:焊接速度,焊接電流,焊接電壓,焊絲的種類;對焊縫余高的影響因素按主到次的順序是:焊接電流、焊絲、焊接電壓以及焊接速度。焊接電流為50A,焊接電壓為18V,焊接速度為900mm.min-1時焊縫表面成型最好。Ti、Zr元素對2A12鋁合金焊縫的細化作用是相容的。隨著焊絲中Ti、Zr含量增加,所得焊縫的晶粒組織越細小,焊縫中的α(Al)+θ二元共晶組織由連續(xù)的網(wǎng)狀分布變?yōu)轭w粒狀彌散分布,同時共晶組織變得細小。當Ti、Zr含量很低時,細化機制為包晶反應(yīng)機制,即Ti、Zr元素分別先和Al元素反應(yīng)生成初生的Al3Ti粒子和Al3Zr粒子,在鋁熔體結(jié)晶的過程中,初生的Al3Ti粒子和Al3Zr粒子充當α(Al)的異質(zhì)形核核心,發(fā)生包晶反應(yīng),細化焊縫晶粒組織;當Ti,Zr含量很高時,細化機制包括包晶反應(yīng),同時還存在復(fù)合粒子-包晶理論,即Al3Zr粒子依附在Al3Ti粒子外層形成復(fù)合粒子,鋁熔體以復(fù)合的粒子為異質(zhì)形核核心,發(fā)生包晶反應(yīng),細化焊縫晶粒。
【關(guān)鍵詞】：2A12鋁合金 MIG焊 孕育劑 細化機制
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG457.14
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-19
• 1.1 選題的依據(jù)、目的及意義8-9
• 1.2 2A12鋁合金焊接研究現(xiàn)狀9
• 1.3 微合金化鋁合金焊絲的研究現(xiàn)狀9-11
• 1.4 鋁合金細化機理研究現(xiàn)狀11-14
• 1.5 預(yù)實驗14-17
• 1.5.1 試驗方案及材料14
• 1.5.2 試驗結(jié)果分析14-17
• 1.6 研究內(nèi)容17-19
• 第2章 試驗條件和研究方法19-25
• 2.1 試驗材料19
• 2.2 試驗方法19-25
• 2.2.1 試驗技術(shù)路線19
• 2.2.2 試驗設(shè)備19-20
• 2.2.3 試驗方法20-25
• 第3章 2A12鋁合金MIG焊焊接工藝及組織和性能研究25-38
• 3.1 焊接工藝參數(shù)對焊縫成型的影響26-33
• 3.1.1 焊接工藝參數(shù)對熔寬影響26-30
• 3.1.2 焊接參數(shù)對焊縫余高的影響30-33
• 3.2 焊接工藝對焊縫組織的影響33-37
• 3.2.1 焊接工藝參數(shù)對焊縫晶粒尺寸的影響33-35
• 3.2.2 工藝參數(shù)對焊縫力學性能的影響35-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 第4章 不同Ti、Zr含量的焊絲對焊縫組織和性能影響38-53
• 4.1 焊絲的設(shè)計38-42
• 4.2 不同Ti、Zr含量的焊絲所焊焊縫金屬顯微組織42-50
• 4.3 不同Ti、Zr含量對焊縫力學性能的影響50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 Ti、Zr復(fù)合孕育 2A12鋁合金細化機制分析53-60
• 5.1 Ti、Zr復(fù)合孕育鋁銅合金細化效果分析53-54
• 5.2 Ti和Zr元素在鋁合金熔體中的分布情況54-56
• 5.3 Ti和Zr元素在鋁合金中存在的形式56-57
• 5.4 鋁合金的熔點測定57
• 5.5 Ti、Zr復(fù)合孕育細化鋁合金機理討論57-59
• 5.6 本章小結(jié)59-60
• 第6章 結(jié)論60-61
• 參考文獻61-65
• 碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文65-66
• 致謝66-67

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本文編號：948040