5A90鋁鋰合金焊接接頭組織及性能研究.pdf

1、5A90鋁鋰合金是國(guó)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(guó)產(chǎn)1420鋁鋰合金”，無(wú)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(duì)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(duì)2mm厚的5 A90鋁鋰合金進(jìn)行了焊接接頭組織及性能研究，并對(duì)幾種常見焊接缺陷進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明：
　　通過(guò)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45.5 kA，焊接時(shí)間為

2、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(duì)拉剪力的影響皆呈先增大后減少的趨勢(shì)。通過(guò)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9.56 mm以下多為結(jié)合面斷裂，斷口皆為韌-脆性混合斷裂。通過(guò)大量試驗(yàn)數(shù)

3、據(jù)，結(jié)合 SPSS對(duì)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(guò)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(zhǎng)度為5 mm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(duì)抗拉強(qiáng)度和延伸率的影響皆呈先增大后減少的趨勢(shì)。通過(guò)光學(xué)顯微鏡分析，

4、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(duì)焊縫氣孔率的影響和氣孔率對(duì)接頭力學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)氣孔對(duì)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(wú)收縮現(xiàn)象，以脆性斷裂為主，當(dāng)氣孔尺寸小且分布均勻