Al-12.7Si-0.7Mg铝合金焊丝制备工艺及焊接性能研究

摘要

含镁高硅铝合金是一种强度高、塑性好的新型变形铝硅合金，目前针对这一新型合金配用焊丝及其焊接性能的研究仍然较少，本文采用立式半连续铸造—挤压—拉拔方法成功制备Al-12.7Si-0.7Mg成分铝合金焊丝，并通过显微组织观察、显微硬度测定及拉伸性能测试等方法，研究了焊丝及焊接接头的组织和性能，对现有铝合金焊丝生产工艺的优化及焊接接头热处理工艺的制定具有重要实际意义。
　　实验结果表明:
　　1.采用立式半连续铸造→热挤压→多道次拉拔方法制备了四种规格((Φ)3.1mm、(Φ)2.5mm、(Φ)1.6mm和(Φ)1.2mm)的Al-12.7Si-0.7Mg成分铝合金焊丝，自制焊丝表面质量良好，内部组织与成分均匀。
　　2.Al-12.7Si-0.7Mg焊丝焊接接头抗拉强度为189MPa，延伸率为7.73％，ER4047焊丝焊接接头抗拉强度为187MPa，延伸率为7.84％。两种焊丝焊接接头抗拉强度均达到母材的90％以上，焊接性能优异。
　　3.固溶和时效热处理后，Al-12.7Si-0.7Mg焊丝及ER4047焊丝焊接接头各区显微硬度均显著提高，Al-12.7Si-0.7Mg焊丝焊接接头焊缝区显微硬度高于ER4047焊丝焊接接头。
　　4.经540℃固溶处理1.5小时，180℃人工时效3小时后Al-12.7Si-0.7Mg焊丝焊接接头力学性能达到最优，其中抗拉强度为376MPa，延伸率为7.73％。经520℃固溶处理1.5小时，180℃人工时效3小时后ER4047焊丝焊接接头力学性能达到最优，其中抗拉强度为347MPa，延伸率为4.11％。固溶及时效热处理后Al-12.7Si-0.7Mg焊丝焊接接头力学性能优于ER4047焊丝焊接接头。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 前言

1．2 铝合金焊丝简介

1．2．1 铝合金焊丝发展与现状

1．2．2 铝合金焊丝选用原则

1．3 铝合金焊丝生产工艺简介

1．4 铝合金焊丝的化学成分

1．4．1 Mg元素的作用

1．4．2 微合金元素的作用

1．5 铝及铝合金焊接简介

1．5．1 铝及铝合金焊接方法

1．5．2 惰性气体保护焊

1．5．3 铝及铝合金焊接存在的问题

1．6 铝合金焊后热处理

1．6．1 固溶热处理

1．6．2 时效热处理

1．6．3 固溶及时效热处理的影响因素

1．7 研究意义和内容

1．7．1 研究意义

1．7．2 研究内容

第2章 实验材料、设备及方法

2．1 实验方案

2．2 实验材料

2．3 实验设备

2．3．1 焊丝生产设备

2．3．2 焊接设备

2．3．3 热处理设备

2．4 检测与分析方法

2．4．1 显微组织观察

2．4．2 力学性能测定

2．4．3 SEM与EDS分析

第3章 铝合金焊丝的制备

3．1 成分设计及配料

3．2 合金熔铸及线坯制备

3．3 焊丝拉拔及中间退火

3．3．1 拉拔工艺参数的确定

3．3．2 拉拔工艺的影响因素

3．3．3 中间退火

3．4 焊丝表面处理

3．5 焊丝组织与性能

3．5．1 焊丝显微组织

3．5．2 焊丝力学性能

3．6 本章小结

第4章 焊接试验及焊接接头组织与性能

4．1 焊接试验

4．1．1 焊接材料

4．1．2 焊接工艺

4．2 焊接接头组织与性能

4．2．1 焊接接头显微组织

4．2．2 焊接接头力学性能

4．3 本章小结

第5章 热处理后焊接接头组织与性能

5．1 固溶热处理后焊接接头组织与性能

5．1．1 固溶热处理后焊接接头显微组织

5．1．2 固溶热处理后焊接接头显微硬度

5．1．3 固溶热处理后焊接接头拉伸性能

5．2 固溶及时效热处理后焊接接头组织与性能

5．2．1 固溶及时效热处理后焊接接头显微组织

5．2．2 固溶及时效热处理后焊接接头显微硬度

5．2．3 固溶及时效热处理后焊接接头拉伸性能

5．3 热处理后焊接接头拉伸断口分析

5．4 本章小结

第6章 结论

参考文献

致谢