进口与国产5356和5183焊丝及焊接接头组织与性能的研究

摘要

由于国产焊丝质量原因，目前国内轨道列车配用铝合金焊丝90％以上依靠进口。本研究参照国内外焊丝质量与性能相关标准，通过宏微观组织观察、XRD物相分析、SEM+EDS能谱分析及力学性能测试等方法，从焊丝表面质量、尺寸、显微组织、力学性能、焊丝熔敷金属强度及焊接接头性能等方面全面评价了进口和国产5356及5183焊丝的外在和内在质量与性能的差异，为提高国产铝合金焊丝质量提供基本依据。本研究得到以下结论:
　　1.进口与国产5356和5183焊丝均具有良好表面质量，满足AWS A5.10M:1999(R2007)及JB/T56098-1999对焊丝表面质量的要求;进口5356和5183焊丝尺寸偏差分别为-0.02mm和-0.019mm，国产5356和5183尺寸偏差分别为-0.001mm和-0.002mm，四种焊丝均符合JIS Z3232-2009对焊丝尺寸偏差(1.2+0.02-0.02/mm)的规定;国产5356和5183焊丝的松弛直径及翘距均大于进口5356和5183焊丝的松弛直径及翘距，但均达到GB/T21652-2008对焊丝松弛直径和翘距大小的规定。
　　2.进口与国产5356焊丝显微组织相似，均在α-Al基体上弥散分布着细小的β-Mg5Al8相和较大的β-Mg5Al8相及少量Mg2Si相、FeAl3相和(Fe，Mn)Al6杂质相，不同之处为国产5356焊丝中β-Mg5Al8相分布不均匀且粗大，进口与国产5183焊丝与5356焊丝组织基本相同，只是由于Mn含量的提高，使得焊丝中Mg5Al8相分布更均匀，并形成了少量MnAl6相。
　　3.进口与国产5356焊丝熔敷金属强度分别为255MPa和242.5MPa进口与国产5183焊丝熔敷金属强度分别为287.5MPa和277.5MPa，通过对比，国产焊丝熔敷金属强度低于进口焊丝熔敷金属强度。
　　4.进口与国产5356焊丝焊接接头抗拉强度分别为271MPa和267MPa，分别达到母材抗拉强度的85％和83％;进口与国产5183焊丝焊接接头抗拉强度分别为281.6MPa和278.3MPa，分别达到母材强度的88％和87％，进口与国产焊丝全部满足DINEN288-4的要求（达到母材的70％）。与进口5356、5183焊丝焊接接头相比，国产5356、5183焊丝焊接接头弯曲性能稍低。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 前言

1．2 车体用铝合金材料发展状况

1．2．1 车体用铝合金焊丝发展状况

1．2．2 车体用铝合金材料发展状况

1．3 铝合金焊接概述

1．3．1 铝合金焊接方法简介

1．3．2 铝合金焊接特点及缺陷

1．4 铝合金焊丝选用原则

1．5 铝合金焊丝质量评价

1．6 铝合金焊丝质量影响因素

1．7 5356和5183铝合金焊丝及5083铝合金板材概述

1．7．1 5356铝合金焊丝概述

1．7．2 5183铝合金焊丝概述

1．7．3 5083铝合金板材概述

1．8 铝合金焊丝PLC效应研究

1．8．1 PLC效应简介

1．8．2 PLC效应的表征

1．8．3 铝合金焊丝PLC效应的影响因素

1．9 研究内容及意义

第2章 实验材料、设备及方法

2．1 实验材料

2．2 实验方法及设备

2．2．1 焊丝外在质量检验

2．2．2 焊丝内在质量检验

2．3．3 焊接接头力学性能测试

第3章 进口与国产5356焊丝及焊接接头组织及性能研究

3．1 进口与国产5356焊丝外在质量检测

3．1．1 进口与国产5356焊丝表面划痕，凹坑的检验

3．1．2 进口与国产5356焊丝直径测量实验

3．2 进口与国产5356焊丝内在质量检验

3．2．1 进口与国产5356焊丝松弛直径、翘距测量实验

3．2．2 进口与国产5356焊丝金相组织

3．2．3 进口与国产5356焊丝显微硬度实验

3．2．4 进口与国产5356焊丝力学性能实验

3．2．5 进口与国产5356焊丝熔敷金属强度实验

3．2．6 进口与国产5356焊丝拉伸过程中的PLC效应

3．3 进口与国产5356焊丝焊接接头的组织及性能

3．3．1 进口与国产5356焊丝焊接接头宏观观察实验

3．3．2 进口与国产5356焊丝焊接接头X射线检验实验

3．3．3 进口与国产5356焊丝焊接接头金相组织

3．3．4 进口与国产5356焊丝的焊接接头的显微硬度

3．3．5 进口与国产5356焊丝焊接接头力学性能

3．4 本章小结

第4章 进口与国产5183焊丝及焊接接头组织及性能研究

4．1 进口与国产5183焊丝外在质量检测

4．1．1 进口与国产5183焊丝表面划痕，凹坑的检验

4．1．2 进口与国产5183焊丝直径测量实验

4．2 进口与国产5183焊丝内在质量检测

4．2．1 进口与国产5183焊丝松弛直径、翘距测量实验

4．2．2 进口与国产5183焊丝金相组织

4．2．3 进口与国产5183焊丝显微硬度实验

4．2．4 进口与国产5183焊丝力学性能实验

4．2．5 进口与国产5183焊丝熔敷金属强度实验

4．2．6 进口与国产5183焊丝拉伸过程中的PLC效应

4．3 进口与国产5183焊丝焊接接头的组织及性能

4．3．1 进口与国产5183焊丝焊接接头宏观观察

4．3．2 进口与国产5183焊丝焊接接头X射线检验实验

4．3．3 进口与国产5183焊丝焊接接头金相组织

4．3．4 进口与国产5183焊丝的焊接接头的显微硬度

4．3．5 进口与国产5183焊丝焊接接头力学性能实验

4．4 本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢