5A06鋁合金TIG焊焊接接頭性能研究與高韌性高強度鋁合金焊絲研制.pdf

1、隨著我國車輛行業(yè)生產技術的不斷進步，5A06鋁合金的應用越來越廣泛，車輛采用5A06鋁合金油箱替代鋼制油箱，可以有效減輕車輛自重，提高車輛總體性能，但鋁制焊接油箱在車輛運行過程中由于車輛的震動和燃油的反復沖擊，焊接部位常出現(xiàn)貫穿性疲勞裂紋，導致油箱泄漏。另外，在其他的一些特殊應用場合，鋁合金焊接結構在使用過程中承受著周期性的交變載荷作用，使得疲勞斷裂成為鋁合金焊接結構失效的主要形式之一。因此，改善鋁合金焊接接頭的疲勞性能成為必然。研究開

2、發(fā)高韌性高強度鋁合金焊絲，以滿足產品對焊接接頭高疲勞性能要求，拓寬熔化焊在鋁合金連接上的應用，具有重要的工業(yè)化應用意義，市場前景廣闊。
　　本文研究對比了在高線能量輸入和低線能量輸入兩種焊接工藝參數(shù)下，填充物為ER4043焊絲和5A06同質金屬時，4mm厚度5A06鋁板TIG焊焊接接頭的性能，同時研制了兩種高韌性高強度的鋁合金焊絲。通過金相、疲勞試驗、拉伸試驗、顯微硬度測試、SEM、電化學方法等分析測試手段研究了焊接接頭的拉伸強度

3、、疲勞性能、耐蝕性能、斷裂類型、組織和斷口形貌等。主要成果如下:
　　1.研制兩種新型高韌性高強度鋁合金焊絲，1號焊絲:在5A06成分基礎上，控制Mg含量在6.5wt％，提高Ti含量至0.15wt％，添加0.20wt％Cr，0.15wt％Zr，0.05wt％B。2號焊絲:在5A06成分基礎上，控制Mg含量在5.5wt％，提高Ti含量至0.15wt％，添加0.20wt％Cr，0.15wt％Zr，0.05wt％B，0.20wt％V。<

4、br>　　2.ER4043焊絲焊接接頭拉伸強度平均為257MPa，延伸率為3.7％;5A06同質金屬填充物焊接接頭拉伸強度達到313MPa，延伸率為10.3％;1號焊絲焊接接頭平均拉伸強度可達327MPa，延伸率為12％;2號焊絲焊接接頭的平均拉伸強度達到341MPa，延伸率為14.9％。可見研制的焊絲在焊接接頭拉伸強度方面最大提高了28MPa，延伸率提高了4.6％。
　　3.在疲勞性能方面主要對比2×106次循環(huán)次數(shù)下對應95％

5、存活率的疲勞強度特征值。根據(jù)國際焊接協(xié)會(IIW)推薦的m=3的值保守計算焊接填充物為5A06同質金屬時的焊接接頭最高疲勞強度特征值為34MPa。經(jīng)過焊絲成分優(yōu)化設計后，1號焊絲焊接接頭在2×106次循環(huán)次數(shù)下對應95％存活率的疲勞強度特征值為41MPa，2號焊絲在焊接工藝一條件下的疲勞強度特征值為44MPa，與5A06同質金屬填充物相比，疲勞強度特征值分別提高了7MPa和10MPa。
　　4.5A06同質金屬填充物的焊接接頭焊縫

6、中心顯微硬度僅有82Hv，軟化區(qū)顯微硬度最低值為74Hv。1號焊絲焊接接頭焊縫中心的顯微硬度為86Hv左右，對應的軟化區(qū)最低至為75Hv，而2號焊絲焊接接頭焊縫中心的顯微硬度有93Hv左右，軟化區(qū)最低值為83Hv。對比5A06同質金屬填充物焊接的接頭，設計焊絲的焊接接頭顯微硬度有較明顯的提高。
　　5.在0.5 MNaCl溶液中，ER4043焊絲焊接接頭優(yōu)于5A06焊絲焊接接頭，但點蝕電位較低，其點蝕傾向較大。經(jīng)過成分優(yōu)化后，2號