焊接材料及工藝對鋁合金焊接性能的影響.pdf

1、鋁合金具密度小、比強度和比剛度高、彈性好、抗沖擊性能良好、耐腐蝕、耐磨、高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱、易進行表面處理、良好的加工成型性以及高回收再生性等優(yōu)點，其在車輛、船舶、建筑、橋梁、化工機械、低溫工程和宇航工業(yè)等各種結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用在不斷擴大，被譽為工程領(lǐng)域內(nèi)的“機會金屬”、“希望金屬”。而由于鋁合金的特性，鋁合金的焊接一直是工業(yè)生產(chǎn)的難點。鋁合金焊接過程中容易產(chǎn)生氣孔、夾雜和焊接裂紋等缺陷，焊縫性能與表面質(zhì)量往往難以達到設(shè)計要求。因此，研究鋁合金

2、焊接問題成為推動該工程材料廣泛使用最為迫切的課題。 本論文針對船舶制造中常用的5083鋁合金目前尚缺乏理想的國產(chǎn)化配套焊接材料的問題，采用了三種不同的焊接填充材料進行手工TIG平板對焊試驗，以期研究總結(jié)出不同焊接材料條件下焊縫金屬組織于性能之間的關(guān)系，從而為研制和開發(fā)國產(chǎn)化配套焊接材料提供理論指導(dǎo)。三種填充金屬分別為進口ER5183焊絲、5083鋁合金邊角料和仿ER5183配方自制焊絲，仿ER5183自制焊絲是為實現(xiàn)國產(chǎn)化而自制

3、的5083鋁合金配套焊絲。通過對比試驗后發(fā)現(xiàn)，焊接材料和工藝不同，所得到的焊接接頭性能也不同。采用進口ER5183焊絲所焊焊接接頭的性能最好，其次為采用5083合金邊角料，最差的為采用仿ER5183配方自制焊絲。造成后者焊接性能大幅度下降的原因是自制焊絲在制備過程中產(chǎn)生了大量內(nèi)部組織缺陷以及焊前表面清理不夠充分，致使焊接時容易產(chǎn)生大量夾雜和少量氣孔及焊縫結(jié)晶裂紋。焊縫金屬拉伸試驗結(jié)果表明，在拉伸應(yīng)力的作用下，焊縫金屬內(nèi)的夾雜誘發(fā)了大量微

4、裂紋，是造成其焊接接頭的力學(xué)性能顯著下降的主要原因。而用5083合金邊角料作為焊接材料焊接時，造成焊接接頭力學(xué)性能變化的原因主要是由于在焊接接頭中存在宏觀偏析、顯微偏析以及合金元素的燒損未得到補充。 本文對影響鋁合金焊接接頭性能的各種因素特別是對焊接氣孔和焊接裂紋的形成機理進行了較為深入的分析，同時也探討了提高鋁合金焊接接頭性能的一些方法和措施。試驗結(jié)果顯示，只要采用合適的焊接工藝參數(shù)，通過合適的氣路保護和焊前清洗措施，鋁合金焊