本文關(guān)鍵詞：5A90鋁鋰合金焊接接頭組織及性能研究

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【摘要】：5A90鋁鋰合金是國產(chǎn)最輕的商業(yè)鋁合金,具有高比強(qiáng)度、高比剛度和焊接性能好等特點(diǎn),被譽(yù)為“國產(chǎn)1420鋁鋰合金”,無論在民用還是軍工領(lǐng)域都有十分廣闊的應(yīng)用前景,但目前對其焊接工藝的研究工作不多。因此本文分別采用TIG焊和點(diǎn)焊方法,針對2mm厚的5A90鋁鋰合金進(jìn)行了焊接接頭組織及性能研究,并對幾種常見焊接缺陷進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明:通過正交試驗(yàn)找到了鋁鋰合金點(diǎn)焊的合適的工藝參數(shù)范圍,當(dāng)焊接電流45.5kA,焊接時(shí)間為4cyc,電極壓力為8.55 kN,拉剪力最大值可達(dá)7.7 kN。工藝參數(shù)對拉剪力的影響皆呈先增大后減少的趨勢。通過光學(xué)顯微鏡分析,點(diǎn)焊接頭由熔核區(qū)、熱影響區(qū)(HAZ)和母材構(gòu)成,熔核區(qū)主要由胞狀樹枝晶和等軸晶,而等軸晶區(qū)由等軸樹枝晶組織、共晶組織和等軸非枝晶組織組成。母材區(qū)、熱影響區(qū)和熔核區(qū)的顯微硬度依次減小。接頭有兩種斷裂模式:紐扣斷裂和結(jié)合面斷裂,熔核直徑在9.56mm以下多為結(jié)合面斷裂,斷口皆為韌-脆性混合斷裂。通過大量試驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)合SPSS對工藝參數(shù)與熔核直徑進(jìn)行了逐步回歸分析,得到了最優(yōu)回歸方程:Y=6.784+0.021 X1X2+0.067 X32-0.807 X3。通過大量TIG焊實(shí)驗(yàn),找到了合適的工藝參數(shù)范圍,當(dāng)焊接電流為85A、焊接速度為2 mm/s、電弧長度為5mm時(shí),焊縫成形平整美觀,接頭性能最佳:抗拉強(qiáng)度為207.3 MPa,延伸率為10.3%。工藝參數(shù)對抗拉強(qiáng)度和延伸率的影響皆呈先增大后減少的趨勢。通過光學(xué)顯微鏡分析,接頭組織由焊縫中心的等軸樹枝晶組織、柱狀枝晶組織和熱影響區(qū)組成,由于Ti、Zr和活潑金屬Li的作用,在鋁鋰合金接頭熔合線附近產(chǎn)生了等軸細(xì)晶區(qū)(EQZ)。母材區(qū)、等軸細(xì)晶區(qū)、熱影響區(qū)和焊縫的顯微硬度依次減小。分析了TIG焊氣孔的形成行為、原因及抑制措施,研究了TIG焊工藝參數(shù)對焊縫氣孔率的影響和氣孔率對接頭力學(xué)性能的影響,發(fā)現(xiàn)氣孔對接頭斷裂形式有很大影響。當(dāng)氣孔尺寸大且密集分布時(shí),斷口無收縮現(xiàn)象,以脆性斷裂為主,當(dāng)氣孔尺寸小且分布均勻時(shí),斷口出現(xiàn)收縮現(xiàn)象,塑性斷裂為主,兩種斷裂形式皆為韌-脆性混合斷裂。
【關(guān)鍵詞】：鋁鋰合金 點(diǎn)焊 TIG焊 接頭組織 性能
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG407
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 選題的背景及意義9-10
• 1.2 鋁鋰合金國內(nèi)外發(fā)展歷史10-12
• 1.3 鋁鋰合金的國內(nèi)外應(yīng)用情況12-14
• 1.4 鋁鋰合金焊接性分析14-15
• 1.5 鋁鋰合金的主要焊接方法及其應(yīng)用15-18
• 1.6 本文研究的意義和主要內(nèi)容18-20
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)方法20-24
• 2.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備20-21
• 2.2 試驗(yàn)方法21-24
• 2.2.1 力學(xué)性能測試21-22
• 2.2.2 微觀組織觀察22-23
• 2.2.3 氣孔的觀察23-24
• 第3章 鋁鋰合金點(diǎn)焊接頭組織及性能研究24-42
• 3.1 鋁鋰合金電阻點(diǎn)焊最佳工藝參數(shù)的確定24-25
• 3.2 鋁鋰合金點(diǎn)焊工藝參數(shù)對拉剪力的影響25-28
• 3.2.1 焊接時(shí)間對拉剪力的影響25-26
• 3.2.2 焊接電流對拉剪力的影響26-27
• 3.2.3 焊接壓力對拉剪力的影響27-28
• 3.3 建立工藝參數(shù)與熔核直徑的回歸模型28-37
• 3.3.1 多元統(tǒng)計(jì)分析和SPSS的相關(guān)介紹28-30
• 3.3.2 工藝參數(shù)與熔核直徑數(shù)學(xué)模型的優(yōu)化30-37
• 3.4 斷裂形式及斷口形貌37-38
• 3.5 顯微硬度測試38-39
• 3.6 鋁鋰合金點(diǎn)焊缺陷研究39-41
• 3.6.1 飛濺39-40
• 3.6.2 縮孔40
• 3.6.3 壓痕過深40-41
• 3.7 本章小結(jié)41-42
• 第4章 鋁鋰合金TIG焊接頭組織及性能研究42-63
• 4.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備42-43
• 4.1.1 工藝槽的使用42
• 4.1.2 不等間隙寬度對接42-43
• 4.2 工藝參數(shù)對接頭抗拉強(qiáng)度和延伸率的影響43-46
• 4.2.1 電流對抗拉強(qiáng)度和延伸率的影響44-45
• 4.2.2 電弧長度對抗拉強(qiáng)度和延伸率的影響45
• 4.2.3 焊接速度對抗拉強(qiáng)度和延伸率的影響45-46
• 4.3 接頭組織與性能46-51
• 4.3.1 宏觀形貌46-47
• 4.3.2 鋁鋰合金TIG焊接頭組織47-49
• 4.3.3 顯微硬度測試49-51
• 4.4 鋁鋰合金TIG焊工藝參數(shù)對氣孔率影響51-56
• 4.4.1 焊接電流對氣孔率的影響51-53
• 4.4.2 焊接速度對氣孔率的影響53-54
• 4.4.3 電弧長度對氣孔率的影響54-56
• 4.5 鋁鋰合金TIG焊焊縫氣孔率對力學(xué)性能的影響56-59
• 4.5.1 氣孔率對抗拉強(qiáng)度、延伸率的影響56-57
• 4.5.2 氣孔對接頭斷裂的影響57-59
• 4.6 鋁鋰合金TIG焊缺陷研究59-61
• 4.6.1 結(jié)晶裂紋59-60
• 4.6.2 焊接角變形60
• 4.6.3 未焊透60-61
• 4.6.4 焊瘤與燒穿61
• 4.7 本章小結(jié)61-63
• 第5章 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67-68
• 致謝68-69

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李張銀;方友震;吳貴根;;正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)在點(diǎn)焊參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)中的應(yīng)用[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2008年30期

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本文編號(hào)：914892