6xxx系鋁合金焊接接頭熱影響區(qū)的微觀組織與力學性能.pdf

1、Al-Mg-Si-(Cu)(6xxx系)合金具有高比強度、良好的成型性能和抗腐蝕性能等優(yōu)點，被廣泛地應用于工業(yè)中。尤其是6xxx系鋁合金在成形加工后不易產生回彈，并且具有在噴漆后的烘烤工序中強度和抗凹陷性快速提高的特點，而被廣泛地應用于汽車車身板。焊接是金屬構件之間連接的重要方式，焊接過程是一個快速的加熱和冷卻過程。鋁合金板材的焊接，相當于對板材進行了一種非等溫的時效處理，從而改變板材焊接接頭的微觀組織及其力學性能。因此，本文選擇汽車車

2、身及高速列車上廣泛使用的6xxx系鋁合金，研究焊接熱對鋁合金局部微觀組織和力學性能的影響，以及激光焊接過程對鋁合金板材局部烘烤硬化性能的影響，同時，采用焊后熱處理工藝來改善焊接接頭的力學性能，并對其微觀組織的演變詳細表征。主要的結論如下：
　　(1)焊前 T4處理的焊件，靠近母材一側的熱影響區(qū)硬度在烤漆前出現硬度谷，而在烤漆后變成硬度峰。這是由于在焊接過程中，該處原本有的團簇受焊接熱的影響而轉變成GP區(qū)，但是由于焊接速度相當快，只

3、有一部分的團簇向 GP區(qū)進行轉變，而這些GP區(qū)在烤漆過程中可以作為后續(xù)強化相穩(wěn)定生長的核，使得烤漆處理后出現硬度峰。焊前T4P處理的焊件，激光焊接過程大大降低了靠近焊縫的熱影響區(qū)的烤漆硬化能力，這是由于靠近焊縫的熱影響區(qū)在焊接過程中所經歷的熱循環(huán)溫度較高，使得原本存在于基體中的GP區(qū)發(fā)生了溶解。
　　(2)經過焊后單級熱處理的焊件焊接接頭的力學性能得到一定的提升，但焊縫處由于在焊接過程中形成大量的第二相粒子而消耗了大量的溶質原子，

4、以致于在后續(xù)時效過程中沒有足夠的溶質原子來形成有效的強化相，因此硬度依然是最低的。焊前欠時效處理的焊件，熱影響區(qū)在經過焊后熱處理后能完全恢復，而焊前峰值時效和過時效處理的焊件，熱影響區(qū)不能完全恢復，會出現一個硬度谷，即軟化區(qū)，TEM表征結果表明，該區(qū)域內析出相出現明顯的粗化。
　　(3)通過EBSD表征發(fā)現，在560℃下進行固溶0.5h會使焊縫兩邊熱影響區(qū)出現晶粒異常長大的現象，而且長出的晶粒具有單一的取向，但是單一取向的晶粒中還

5、存在少量的未被吞并的小晶粒存在；而在350℃、450℃和500℃下固溶0.5h，沒有發(fā)現晶粒異常長大的現象發(fā)生。這種晶粒異常長大的現象在560℃固溶處理一定時間后，在非常短的時間內完成，并且不會隨著固溶時間的延長而繼續(xù)發(fā)生異常長大。這種晶粒異常長大的現象與熱影響區(qū)和焊縫的界面有一定的關系。
　　(4)脈沖MIG焊接Al-Mg-Si與Al-Zn-Mg的異質T型焊接接頭Al-Mg-Si一側的熱影響區(qū)中，出現了硬度顯著下降的區(qū)域，即軟化