焊后热处理对6061铝合金焊接接头微观组织与力学性能的影响
发布时间:2014-10-23 05:59
作者:互联网
来源:
57
6061
铝合金是一种可
热处理强化的
铝镁硅系锻铝,广泛应用于
汽车、
船舶、
铁道车辆结构件,但其
焊接接头存在比较严重的软化问题,
强度明显降低。因此,本文对6061铝
合金焊接接头软化产生的原因进行分析,提出采用
固溶+人工
时效热处理提高焊接接头的强度,获得了优质的6061铝合
金焊接接头。实验用母材为6061-T4(固溶+自然时效)铝
合金板材,尺寸为200mm×100mm×8mm;
焊丝选用ER5356,直径为2.0mm。母材
机械加工60°V形坡口,清理焊缝及附近污染物,然后用
丙酮擦洗,再用清水冲净;用
不锈钢丝或刮刀等工具清理氧化膜。采用MIG焊,焊接参数见表1。采用直流反接,环境温度24℃,
喷嘴距焊接试件12~22mm,试件不预热。层间清理用不锈
钢丝打磨,层间温度不低于200℃。焊后,焊缝无咬边、表面
气孔、
裂纹、烧穿、焊瘤、弧坑等
缺陷,经无损检测为I级,合格。焊接试件的热处理方案是:525℃×25min固溶处理+160℃×18h时效,空冷。表1 MIG焊接参数
焊层数 | 焊接电流 /A | 焊接电压 /V | 焊接速度 /(m·h-1) | 焊接直径 /mm | 气体流量 /(L·min-1) |
2 | 220~280 | 21~24 | 20~25 | 2 | 12~18 |
焊接热循环导致6061铝合金焊接接头热影响区不同程度的软化,根据焊接温度的分布,热影响区可分为
淬火区和过时效区。过时效区是在热影响区内离焊缝较远的部位,热循环作用的温度超过了原有的时效处理温度,但又未达到固溶温度,则强化相Mg2Si从母相分离出来,并聚集长大,导致合金强度及
硬度明显降低,即发生“过时效”软化。淬火区是在热影响区内离焊缝较近的部位,热循环作用的温度相对较高,Mg、Si原子溶入基体
金属中形成
固溶体,发生了固溶强化,与过时效软化区
相比,淬火区的强度及硬度相对要高一些。焊态下6061铝合金焊接接头存在的主要问题是热影响区的软化,软化区的宽度及位置与
工艺参数有关。焊接电流越高,或线能量越大,软化区宽度越宽,软化区距焊缝中心的位置越远。焊后525℃×25min固溶处理+160℃×18h时效处理可使6061铝合金焊接接头各区域的强度及硬度得到不同程度提高,特别是焊接接头热影响区的软化现象基本消除,焊接接头力学性能良好。(榕霖)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。