变形铝合金焊接组织和性能研究【字数：11376】
虽然6061铝合金的强度不高，但它是一种具有良好塑性及耐腐蚀性的材料，焊接性能良好，在机械生产及生活中比较常见。本文通过激光焊研究添加Zn粉,Ni粉,Sn粉以及焊膏对于铝合金焊接接头组织形貌，焊接接头力学性能以及腐蚀性能的影响，研究得出当焊接功率为5.5kw,焊接速度为1.2m/min,焊接频率为5.7hz，添加sn粉末，焊缝成型良好，表面组织分布均匀且无明显裂纹和气孔，此时焊缝的拉伸强度达到最大70Mpa，焊缝处组织主要为α-Al和少量的β（Mg2Si）相，焊缝结构主要是等轴晶和少量柱状晶，而添加其他元素的焊缝组织裂纹与气孔较多，焊缝成形较差，拉伸强度也比较低。通过腐蚀性能的测试，结果可以看出母材相比于焊缝腐蚀更加严重，添加Sn粉末焊接得到的焊接接头耐腐蚀能力更加优异。
目录
1绪论 1
1.1 6061铝合金的研究背景 2
1.2 6061铝合金的研究现状及发展趋势 3
1.2.1搅拌摩擦焊 3
1.2.2双丝MIG焊 3
1.2.3钨极氩弧焊 3
1.2.4钎焊 4
1.2.5激光焊 4
2实验材料及方法 8
2.1实验材料 8
2.2 实验过程及方法 8
3焊接接头成型及组织分析 10
3.1实验参数 10
3.2焊接接头宏观组织观察 11
3.3焊接接头微观组织观察 14
4焊接接头性能测试 19
4.1焊接接头力学性能测试 19
4.2焊接接头腐蚀性能测试 21
4.2.1盐水浸泡实验 21
4.2.2电化学腐蚀试验 24
5结论 26
参考文献 27
致谢词 29
第一章 绪论
6061铝合金是AlMgSi系列的铸造铝合金，是一种可热处理，中等强度的铝合金，在高温作用下仍具有良好的塑性。6061铝合金虽然强度不高，但是其耐腐蚀性能优异，不具有晶间腐蚀倾向，且焊接性能良好。由于其良好的成形性和经济适用性，它已被广泛应用于需要轻质结构的高速列车，汽车和飞机 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
[1]。然而，铝合金焊接往往存在一些问题，如焊接接头软化，焊缝强度不高；铝合金表面暴露在空气中容易产生氧化膜，对一些功率较大的焊接工艺要求很高；在焊接过程中极可能出现热裂纹和氢气孔，并且发生塌陷；铝材本身的线膨胀系数也相对较大，焊接容易变形，焊缝表面粗糙；铝的导热系数大，相同焊接速度前提下，热输出是焊接钢材的24倍。而激光焊的应用，对解决这些问题，能够起到显著作用。
激光焊是使用激光器发出高能量密度激光束，然后将其照射在待焊金属表面，的一种先进焊接方法，通过两者之间的相互作用使材料熔化、气化，液态熔池升温冷却结晶，从而形成焊接接头。和电弧焊，搅拌摩擦焊，钎焊等传统焊接不同，激光焊相对其他焊接有很多优势，除了可以焊接铁，铜等常见金属材料以外，还可以对难焊金属甚至非金属材料比如陶瓷等进行焊接；激光焊的焊接接头组织=主要是是晶粒较小的树枝状晶，焊接接头具有良好的力学性能；激光焊焊接有着高功率高速度的优点；焊接接头热影响区小，焊接应力和变形小；有净化效应，抗裂性和抗气孔性较好；激光的传播特性较好，传播过程中能量衰减少，适合难焊位置焊接；生产效率高，极易实现自动化生产。基于激光焊接的众多优点，将其应用于6061铝合金板的焊接工艺中，能够在很大程度上解决传统铝合金板焊接的难点问题，但由于铝合金板这种有色金属的反射率较高，导致焊接难度较高。通过改变焊接参数研究焊接搭接接头的组织和性能，这对提升6061铝合金板激光焊的整体工艺水平，具有重要意义。
1.1 6061铝合金的研究背景
科技水平不断发展的同时人民群众的生活需求也在日益增长，平时生产的技术要求也在不断地提高，现代机械设备也要随着时代的进步变得更加先进。在这种前提下，铝合金的发展势不可免。
铝合金是机械生产中最常用的金属之一，而铸造用铝合金主要分为七类。其中1×××系列铝合金属于纯铝，纯度在99.00%以上。纯铝的生产过程比较单一，是目前工业生产最基础也是最便宜的一个系列。2×××系列铝合金含铜元素较多，因此硬度较高，铜元素的含量大约是4%左右。在生产中用的比较少。3×××系列铝合金又称为防锈铝板。其中含有的蒙元素较多，而锰元素的钝化作用比较好所以是防锈功能比较好的一系列铝板我，一般应用在空调，冰箱等潮湿环境中，是工业生产中比较常用的铝合金。4×××系列的铝板属于含硅量较高（约为4.56.0%）的系列。优点是耐热、耐磨，耐腐蚀性。5×××系列铝板也属于工业生产中比较常见的一种铝合金，约含有34％的镁元素，结合了镁元素的铝合金密度低，抗拉强度高，延伸率高，重量相对于其他铝合金比较轻。因此在航空航天行业里是一种常见的生产原材料。6×××系列铝板材又被称作铝镁合金，既有4×××系列合金的耐热耐磨又有5×××系列的高强度，低密度等优点。因此在机械制造中是最常见的一种金属，常常用在空调，飞机，汽车等行业。。7×××系列铝合金主要含有锌，它是一种超硬铝合金，常用于制造飞机。而6061铝合金是集合了诸多优点的高质量高品质的铝合金产品，可加工性能优越、优异的焊接性、良好的耐腐蚀性、高韧性及低变形、易于抛光、氧化效果极佳等优点决定了6061在生产中的地位极高。构成6061铝合金的元素主要是铝镁硅，当然其他微量元素也有着重要作用，如果添加微量的铜和锌，铝合金的耐腐蚀性不仅不会降低其强度也会大大提升;在电子产品中，添加少量的铜，可以抵消铁钛对于导电性的不良影响;加入锆或钛则可以使晶粒更加细化，从而控制再结晶组织;通过添加铅与铋可以提高铝合金的可切削性能。而镁元素则会和铝反应生成Mg2Al从而使合金有人工时效硬化功能。综上所述，6061铝合金是一种有着中等强度、良好的耐腐蚀性、优良的焊接性和良好的氧化效果的金属材料。
6061铝合金在人们的生活生产中占据了很大的地位，主要有以下几点，一是铝合金板带，应用于建筑，航空，客运等行业，二是在航空航天中，6061铝合金有着极为关键的作用，主要用于制作飞机壁板、飞机大梁、飞机蒙皮、机身、外置螺旋桨、飞机旋翼、起落架和壁板，以及宇宙飞船壁板、火箭锻环等。 三是交通运输方面，主要是家用汽车、铁路客车、运输货车、城市地铁等车体结构件材料。 四是易拉罐用材，也是平时生活中最常见的一种铝材，尤其是食品饮料行业应用最多。五是印刷行业，主要用用于印刷行业的自动化制版。 六是建筑材料，铝合金有着比较好的抗腐蚀性，因此在日常生活中的门窗等都要用到。七是电子电器，主要是冰箱，空调散热器的应用。
目录
1绪论 1
1.1 6061铝合金的研究背景 2
1.2 6061铝合金的研究现状及发展趋势 3
1.2.1搅拌摩擦焊 3
1.2.2双丝MIG焊 3
1.2.3钨极氩弧焊 3
1.2.4钎焊 4
1.2.5激光焊 4
2实验材料及方法 8
2.1实验材料 8
2.2 实验过程及方法 8
3焊接接头成型及组织分析 10
3.1实验参数 10
3.2焊接接头宏观组织观察 11
3.3焊接接头微观组织观察 14
4焊接接头性能测试 19
4.1焊接接头力学性能测试 19
4.2焊接接头腐蚀性能测试 21
4.2.1盐水浸泡实验 21
4.2.2电化学腐蚀试验 24
5结论 26
参考文献 27
致谢词 29
第一章 绪论
6061铝合金是AlMgSi系列的铸造铝合金，是一种可热处理，中等强度的铝合金，在高温作用下仍具有良好的塑性。6061铝合金虽然强度不高，但是其耐腐蚀性能优异，不具有晶间腐蚀倾向，且焊接性能良好。由于其良好的成形性和经济适用性，它已被广泛应用于需要轻质结构的高速列车，汽车和飞机 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
[1]。然而，铝合金焊接往往存在一些问题，如焊接接头软化，焊缝强度不高；铝合金表面暴露在空气中容易产生氧化膜，对一些功率较大的焊接工艺要求很高；在焊接过程中极可能出现热裂纹和氢气孔，并且发生塌陷；铝材本身的线膨胀系数也相对较大，焊接容易变形，焊缝表面粗糙；铝的导热系数大，相同焊接速度前提下，热输出是焊接钢材的24倍。而激光焊的应用，对解决这些问题，能够起到显著作用。
激光焊是使用激光器发出高能量密度激光束，然后将其照射在待焊金属表面，的一种先进焊接方法，通过两者之间的相互作用使材料熔化、气化，液态熔池升温冷却结晶，从而形成焊接接头。和电弧焊，搅拌摩擦焊，钎焊等传统焊接不同，激光焊相对其他焊接有很多优势，除了可以焊接铁，铜等常见金属材料以外，还可以对难焊金属甚至非金属材料比如陶瓷等进行焊接；激光焊的焊接接头组织=主要是是晶粒较小的树枝状晶，焊接接头具有良好的力学性能；激光焊焊接有着高功率高速度的优点；焊接接头热影响区小，焊接应力和变形小；有净化效应，抗裂性和抗气孔性较好；激光的传播特性较好，传播过程中能量衰减少，适合难焊位置焊接；生产效率高，极易实现自动化生产。基于激光焊接的众多优点，将其应用于6061铝合金板的焊接工艺中，能够在很大程度上解决传统铝合金板焊接的难点问题，但由于铝合金板这种有色金属的反射率较高，导致焊接难度较高。通过改变焊接参数研究焊接搭接接头的组织和性能，这对提升6061铝合金板激光焊的整体工艺水平，具有重要意义。
1.1 6061铝合金的研究背景
科技水平不断发展的同时人民群众的生活需求也在日益增长，平时生产的技术要求也在不断地提高，现代机械设备也要随着时代的进步变得更加先进。在这种前提下，铝合金的发展势不可免。
铝合金是机械生产中最常用的金属之一，而铸造用铝合金主要分为七类。其中1×××系列铝合金属于纯铝，纯度在99.00%以上。纯铝的生产过程比较单一，是目前工业生产最基础也是最便宜的一个系列。2×××系列铝合金含铜元素较多，因此硬度较高，铜元素的含量大约是4%左右。在生产中用的比较少。3×××系列铝合金又称为防锈铝板。其中含有的蒙元素较多，而锰元素的钝化作用比较好所以是防锈功能比较好的一系列铝板我，一般应用在空调，冰箱等潮湿环境中，是工业生产中比较常用的铝合金。4×××系列的铝板属于含硅量较高（约为4.56.0%）的系列。优点是耐热、耐磨，耐腐蚀性。5×××系列铝板也属于工业生产中比较常见的一种铝合金，约含有34％的镁元素，结合了镁元素的铝合金密度低，抗拉强度高，延伸率高，重量相对于其他铝合金比较轻。因此在航空航天行业里是一种常见的生产原材料。6×××系列铝板材又被称作铝镁合金，既有4×××系列合金的耐热耐磨又有5×××系列的高强度，低密度等优点。因此在机械制造中是最常见的一种金属，常常用在空调，飞机，汽车等行业。。7×××系列铝合金主要含有锌，它是一种超硬铝合金，常用于制造飞机。而6061铝合金是集合了诸多优点的高质量高品质的铝合金产品，可加工性能优越、优异的焊接性、良好的耐腐蚀性、高韧性及低变形、易于抛光、氧化效果极佳等优点决定了6061在生产中的地位极高。构成6061铝合金的元素主要是铝镁硅，当然其他微量元素也有着重要作用，如果添加微量的铜和锌，铝合金的耐腐蚀性不仅不会降低其强度也会大大提升;在电子产品中，添加少量的铜，可以抵消铁钛对于导电性的不良影响;加入锆或钛则可以使晶粒更加细化，从而控制再结晶组织;通过添加铅与铋可以提高铝合金的可切削性能。而镁元素则会和铝反应生成Mg2Al从而使合金有人工时效硬化功能。综上所述，6061铝合金是一种有着中等强度、良好的耐腐蚀性、优良的焊接性和良好的氧化效果的金属材料。
6061铝合金在人们的生活生产中占据了很大的地位，主要有以下几点，一是铝合金板带，应用于建筑，航空，客运等行业，二是在航空航天中，6061铝合金有着极为关键的作用，主要用于制作飞机壁板、飞机大梁、飞机蒙皮、机身、外置螺旋桨、飞机旋翼、起落架和壁板，以及宇宙飞船壁板、火箭锻环等。 三是交通运输方面，主要是家用汽车、铁路客车、运输货车、城市地铁等车体结构件材料。 四是易拉罐用材，也是平时生活中最常见的一种铝材，尤其是食品饮料行业应用最多。五是印刷行业，主要用用于印刷行业的自动化制版。 六是建筑材料，铝合金有着比较好的抗腐蚀性，因此在日常生活中的门窗等都要用到。七是电子电器，主要是冰箱，空调散热器的应用。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/gfzcl/96.html
