本文關(guān)鍵詞：211Z鋁合金焊接及焊后熱處理工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：211Z鋁合金是我國新開發(fā)的一種Al-Cu-Mn系鑄造鋁合金，因其力學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)勢，已在航空、航天、艦船等領(lǐng)域得到應(yīng)用。為了進(jìn)一步拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，針對211Z鋁合金的焊接性能進(jìn)行了研究。本文通過改變焊接方法，，焊接參數(shù)和焊絲種類，獲得了不同狀態(tài)的211Z鋁合金焊接接頭。在對211Z鋁合金焊接接頭成形特性及缺陷進(jìn)行觀察的基礎(chǔ)上，利用金相顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡技術(shù)，對211Z鋁合金接頭組織進(jìn)行了表征；通過硬度試驗(yàn)和室溫拉伸試驗(yàn)對接頭性能進(jìn)行了測試，分析和探討了不同焊接工藝對接頭組織和性能的影響機(jī)制；通過熱處理對焊接接頭性能影響規(guī)律的研究，優(yōu)化焊后熱處理工藝，為211Z鋁合金的焊接技術(shù)應(yīng)用提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。 對焊接板材的成形特性及缺陷進(jìn)行了宏觀和顯微觀察，分析表明，TIG和MIG焊接都可以保證211Z鋁合金板材的連接，宏觀無明顯裂紋和氣孔。 對不同狀態(tài)的211Z鋁合金TIG焊接接頭組織分析表明，時(shí)效態(tài)板材接頭的薄弱區(qū)是焊縫和熱影響區(qū)，熱影響區(qū)晶粒尺寸明顯較母材晶粒增大，且在接頭硬度曲線上有明顯的軟化區(qū)；鑄態(tài)板材接頭組織第二相析出較明顯，從而接頭得到強(qiáng)化，拉伸時(shí)斷裂位置位于母材區(qū)。 焊接方法對比研究表明，TIG焊接的接頭強(qiáng)度更穩(wěn)定，且高于相同條件下MIG焊接接頭的強(qiáng)度；TIG焊接比MIG焊接的接頭延伸率明顯提高。組織分析表明，選用鑄態(tài)母材、鋁鎂焊絲進(jìn)行TIG焊接和MIG焊接時(shí)，TIG接頭焊縫區(qū)晶粒均為等軸晶，MIG接頭焊縫區(qū)以枝晶為主。 本研究中選用了四種焊絲，對比分析結(jié)果表明，鋁鎂焊絲的接頭力學(xué)性能更好，且焊縫區(qū)均為等軸晶，晶粒細(xì)��；鋁銅焊絲接頭焊縫區(qū)晶粒尺寸細(xì)小，晶粒形態(tài)為胞狀枝晶；兩種鋁硅焊絲形成的焊縫區(qū)以柱狀枝晶為主，且隨著焊絲中Si含量和焊接熱輸入的增加，柱狀枝晶的比例增加。 選用鑄態(tài)211Z合金和鋁鎂焊絲，通過對MIG焊接參數(shù)的選擇控制單位長度熱輸入量。研究表明，熱輸入越大，促進(jìn)強(qiáng)化相析出，從而接頭拉伸性能越好；熱輸入越大，焊縫區(qū)晶粒尺寸越大，二次枝晶間距增加。 211Z鋁合金鋁銅和鋁硅焊絲接頭經(jīng)固溶時(shí)效后，抗拉強(qiáng)度分別為412MPa和372MPa，屈服強(qiáng)度分別為358MPa和239MPa，總延伸率分別為3.5％和5.5％。
【關(guān)鍵詞】：211Z鋁合金 TIG MIG 接頭組織 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG457.14;TG166.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 課題背景及研究目的10-11
• 1.2 Al-Cu 系合金的析出相和析出序列11-15
• 1.2.1 Al-Cu 系合金的析出相11-13
• 1.2.2 Al-Cu 系合金時(shí)效的析出序列13-15
• 1.3 鋁合金焊接15-22
• 1.3.1 接頭組織和性能的影響因素15-17
• 1.3.2 焊接接頭組織17-19
• 1.3.3 焊接接頭性能19-21
• 1.3.4 熱處理對接頭組織的影響21-22
• 1.4 主要研究內(nèi)容22-24
• 第2章 試驗(yàn)材料及方法24-31
• 2.1 試驗(yàn)材料24
• 2.2 焊接工藝24-28
• 2.2.1 焊接方法24-25
• 2.2.2 焊絲選擇25
• 2.2.3 焊接參數(shù)25-27
• 2.2.4 焊接熱量輸入控制27-28
• 2.3 熱處理工藝28
• 2.3.1 母材熱處理工藝28
• 2.3.2 接頭熱處理工藝28
• 2.4 性能測試方法28-29
• 2.4.1 室溫拉伸性能測試28-29
• 2.4.2 維氏硬度測試29
• 2.5 組織結(jié)構(gòu)分析方法29-31
• 2.5.1 金相顯微鏡(OM)組織觀察29
• 2.5.2 掃描電鏡(SEM)組織觀察29-30
• 2.5.3 透射電鏡(TEM)組織觀察30-31
• 第3章 不同狀態(tài) 211Z 鋁合金的宏觀焊接接頭表征31-40
• 3.1 母材組織表征31-35
• 3.1.1 鑄態(tài)組織31-32
• 3.1.2 鑄造-時(shí)效態(tài)組織32-34
• 3.1.3 擠壓-時(shí)效態(tài)組織34-35
• 3.2 原始材料力學(xué)性能測試35
• 3.3 不同 TIG 焊接工藝下接頭宏觀形貌及缺陷35-37
• 3.4 不同 MIG 焊接工藝下接頭宏觀形貌及缺陷37-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第4章 焊接工藝參數(shù)對 211Z 鋁合金接頭組織和性能的影響40-60
• 4.1 211Z 鋁合金焊后接頭組織表征40-49
• 4.1.1 焊后接頭宏觀區(qū)域劃分40-41
• 4.1.2 不同焊接工藝下接頭的金相組織41-45
• 4.1.3 焊后接頭組織的電子背散射分析45
• 4.1.4 焊后接頭析出相觀察45-48
• 4.1.5 焊后接頭能譜分析48-49
• 4.2 211Z 鋁合金焊后接頭力學(xué)性能測試49-58
• 4.2.1 不同焊接工藝下的接頭硬度分布49-52
• 4.2.2 不同焊接工藝下的接頭拉伸性能測試52-54
• 4.2.3 不同焊接工藝下的接頭斷口分析54-58
• 4.3 分析與討論58-59
• 4.3.1 母材狀態(tài)對接頭組織和性能的影響58
• 4.3.2 焊接方法對接頭組織和性能的影響58
• 4.3.3 焊絲種類對接頭組織和性能的影響58-59
• 4.3.4 焊接熱輸入對接頭組織和性能的影響59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第5章 211Z 鋁合金的焊后熱處理工藝研究60-69
• 5.1 211Z 鋁合金的熱處理工藝研究60-62
• 5.1.1 不同熱處理狀態(tài)下的力學(xué)性能60-61
• 5.1.2 不同熱處理狀態(tài)下的組織61-62
• 5.2 211Z 鋁合金接頭熱處理后的組織62-64
• 5.2.1 接頭熱處理后的金相組織62-63
• 5.2.2 接頭熱處理后的析出相觀察63-64
• 5.3 熱處理前后接頭的拉伸性能對比64-65
• 5.4 熱處理前后 211Z 鋁合金接頭的硬度對比65-68
• 5.4.1 熱處理前后鋁鎂焊絲接頭硬度對比66
• 5.4.2 熱處理前后鋁銅焊絲接頭硬度對比66-67
• 5.4.3 熱處理前后鋁硅焊絲接頭硬度對比67-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-75
• 致謝75

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