Al-12.7Si-0.7Mg合金交流TIG焊接接头组织与性能的研究

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最近,一种含Mg高Si变形铝合金业已开发成功。与目前广泛应用的6063铝合金相比,这种新型变形Al-Si-Mg合金具有优异的力学性能,极具市场应用前景。本研究以Al-12.7Si-0.7Mg合金热挤压型材为实验材料,采用交流TIG焊接方法实施直缝对焊。对焊接接头分别实施不同工艺的热处理,即不同加热温度的固溶处理(500℃~540℃)和不同保温时间的时效处理(时效时间1h~3h)。利用金相观察、显微硬度测定及拉伸性能测试等方法研究了焊后热处理工艺对焊接接头组织与性能演变的影响。此外,利用电化学测量技术初步研究了焊接接头的耐腐蚀性能。获得的主要研究成果如下:1.采用交流方波,2步高频的焊接方式,直径1.2mm ER4047作为填充焊丝,焊接电流160A,半波平衡73%,交流频率70Hz,送丝速度21Ocm/min,焊接速度20cm/min时焊接接头的力学性能最优,其抗拉强度为183MPa,达到母材的98.39%,屈服强度为102MPa,延伸率为8.84%。2.焊后接头焊缝区(WZ)的显微硬度明显高于熔合区(FZ)和热影响区(HAZ)。热处理后接头的显微硬度明显提升,各区的硬度差别明显减小。3.固溶时效后焊接接头的强度得到大幅度的提升。随着固溶温度升高或时效时间的延长,焊接接头强度升高。4.经520℃固溶处理0.5小时,180℃人工时效3小时,焊接接头具有最优力学性能,其屈服强度为243MPa,抗拉强度为323MPa,分别达到母材T6状态(540℃固溶处理0.5小时,180℃人工时效3小时)下的82.9%和90.2%。与焊后的接头强度相比,屈服强度和抗拉强度分别提高了138.2%和76.5%。5.电化学腐蚀研究表明,虽然焊缝的腐蚀倾向性高于母材,但其腐蚀速度低于母材,且电化学反应不容易进行。因此,TIG焊缝的耐腐蚀性能总体上优于母材。
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