论文部分内容阅读
6061铝合金含主要元素为铝镁硅,加入少量Cu、Zn、Mn、Cr等起到提高合金强度和细化合金组织晶粒的作用。6061铝合金极易氧化,在焊接过程中,合金中的Mg元素极易烧损,易产生气孔及微裂纹。因此通过使用不同种类的焊丝、不同工艺参数与工艺措施来研究6061焊接接头焊接性及组织性能。本实验先在90A-140A电流条件下,使用ER5356和ER4043焊丝,用钨极氩弧焊对6061铝合金板材进行焊接,研究了电流及焊丝种类对焊接接头组织及性能的影响,确定最佳电流参数;其次在焊接过程中对焊缝添加超声振动辅助系统,改善焊缝金属的组织,来提高焊接接头力学性能,并利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪、万能试验机和维氏硬度计进行测试与测量。结果表明:（1）6061铝板采用ER4043焊丝焊接接头（简称ER4043焊接接头）力学性能与ER5356焊丝焊接接头（简称ER5356焊接接头）力学性能差距不大,两种焊接接头热影响区软化最为严重,ER5356焊接接头力学性能略优于ER4043焊接接头。电流90A时,ER5356焊接接头流动性差,气孔比ER4043焊接接头中多,ER4043焊接接头易发生偏析;焊接电流为110A时,ER4043焊接接头与ER5356焊接接头综合力学性能最优,此时,ER4043焊接接头抗拉强度为186.41MPa,伸长率为4.28%,焊缝中心硬度为73.5HV,热影响区硬度为67.7HV,ER5356焊接接头抗拉强度为187.72MPa,伸长率为4.17%焊缝中心硬度为76.3HV,热影响区硬度为65.7HV;电流达到140A时热影响区易产生焊接热裂纹。（2）焊接电流为110A时,ER4043焊接接头焊缝内基体为α-Al,析出相为Mg2Si、（Cr,Mn）Al12、Al6Mn和FeCr,ER5356焊接接头焊缝内基体为α-Al,析出相为AlMg、Al0.7Zn0.29、（Cr,Mn）Al12和FeCr。（3）超声波辅助TIG焊接6061铝合金,随着超声震动平台输出功率（简称超声输出功率）的增加,晶粒越来越细小,在超声输出功率800W时晶粒最小,焊缝力学性能最佳,ER4043焊缝中心硬度可达到76.9HV,ER5356焊缝中心硬度可达到83.5HV。（4）超声辅助TIG焊接6061铝合金,在焊接过程中产生空化效应与湍流效应,加速熔池流动,使温度梯度区域均匀,抑制柱状晶生长,促进等轴晶的形成,解决焊缝区软化问题的同时减少气孔缺陷,改变焊缝内元素含量,加速母材向焊缝内元素过入,从而改善6061铝合金焊接性以及焊接接头组织性能。