新型耐磨鋁合金焊絲材料研制.pdf

1、本文針對(duì)Al-Mg-Si系鋁合金在焊接后存在著接頭嚴(yán)重軟化的問題，開發(fā)了一種新型焊絲，通過對(duì)比新型焊絲與傳統(tǒng)焊絲焊接的接頭在焊態(tài)及焊后熱處理之后的組織性能和力學(xué)性能，確定新型焊絲是否有利于提高接頭強(qiáng)度。
　　本文開發(fā)的新型焊絲是在傳統(tǒng)的4043鋁合金焊絲中添加微量的Mg元素，將這種新型焊絲命名為4143鋁合金焊絲。采用立式半連續(xù)鑄造—擠壓—拉拔—表面處理的方法將4043與4143合金生產(chǎn)成焊絲。采用手工交流氬弧焊焊接6061鋁合金

2、，對(duì)比不同焊絲焊態(tài)與熱處理態(tài)的組織性能與力學(xué)性能。
　　結(jié)果表明，向4043鋁合金中添加微量的Mg元素，可以顯著提高合金鑄態(tài)的強(qiáng)度，并且可以通過固溶時(shí)效的方法使合金強(qiáng)化。調(diào)整4143焊絲中的Mg元素的含量，當(dāng)4143焊絲中Mg含量達(dá)到0.25％時(shí)，既能保持焊絲的液態(tài)流動(dòng)性，又能提高接頭的力學(xué)性能。對(duì)比4043與4143焊絲焊后的組織性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使用4143焊絲的焊接接頭熔合區(qū)的柱狀晶生長區(qū)域變窄，方向性減弱。經(jīng)XRD檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，

3、使用4143焊絲的接頭有更多的Mg2Si相析出。檢驗(yàn)兩種焊絲焊后的力學(xué)性能，結(jié)果表明，使用兩種焊絲的接頭硬度分布趨勢(shì)相同，使用4143焊絲接頭焊縫區(qū)的硬度略高于使用4043焊絲的接頭，抗拉強(qiáng)度提高了10％，屈服強(qiáng)度提高了12％，而延伸率保持不變。分別向4043與4143焊絲中添加0.15％Zr、0.3％Sc、0.15％Zr+0.3％Sc，經(jīng)組織分析發(fā)現(xiàn)，焊絲中單獨(dú)添加0.15％Zr的焊縫的柱狀晶生長區(qū)域最窄，接頭組織過渡平緩，經(jīng)力學(xué)性能

4、檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)添加0.15％Zr的接頭具有最好的力學(xué)性能，單獨(dú)添加0.3％Sc的接頭具有最好抗彎塑性。
　　對(duì)焊接接頭進(jìn)行固溶時(shí)效處理，結(jié)果表明，經(jīng)530℃/2h+170C/6h之后，接頭的強(qiáng)度和硬度有一定程度的恢復(fù)與提高，熱影響區(qū)的軟化區(qū)消失，焊縫區(qū)的硬度超過母材。使用4143焊絲的接頭熱處理之后，抗拉強(qiáng)度提高了52％，屈服強(qiáng)度提高了101％;使用4043焊絲的接頭熱處理之后，抗拉強(qiáng)度提高了59％，屈服強(qiáng)度提高112％，使用41