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铜铝焊接后的性能和组织变化

点击:次??来源:ca88yzc手机版登录 时间:2017-07-24

在工业上,铜铝合金也叫做的硬铝很近,可以进行热处理时效强化,就具有很练好的高温和低温的心梗,所以,在工业应用中,铜铝合金是一种广泛的金属材料。在铜铝的焊接中,大部分的合金会出现焊接不良,焊接的强度只有原来的材料的三分之二的强度。因此严重的制约了铜铝合金在工业的制造中的广泛应用。
实验材料大家选择了板厚为30mm的2219-T87高强铜铝合金,直径为1.2MM的ER2319焊丝,2219铝合金及ER2319焊丝化学成分。
 
实验结果:2219铝合金是以α(Al)为基体,含有许多第二相。2219焊缝基体组织为 α(Al), α(Al)的晶界和枝晶间分布α(Al)-CuAl2共晶,因此2219铝合金焊缝显微组织为α(Al)+(Al)-CuAl2共晶。
将时效处理后的焊接接头拉伸性能与焊态下的接头拉伸性能进行比较,发现经过人工时效处理,接头强度明显提高,抗拉强度σb由296.4 MPa上升到316.4 MPa,强度系数达到母材的67.6%,塑性有一定的下降,延伸率δ由4.7%降到4.0%。对接头拉伸断口进行观察发现焊接接头断裂部位均为为焊缝,说明焊缝为焊接接头薄弱区。焊缝显微组织为α(Al)+ α(Al)-CuAl2共晶, 其中α(Al)固溶体中含有大量溶质原子,如Cu、Mn等。人工时效处理促使焊缝α(Al)固溶体Cu原子偏聚,在基体中析出大量细小、弥散的强化相θ′,因此提高焊接接头强度,塑性降低。焊接接头HAZ的硬度高于焊缝的硬度,越靠近熔合线,焊缝硬度越低,在熔合线附近焊缝硬度达到最低。而HAZ则恰恰相反,随着离熔合线的距离越远,焊接热循环峰值温度逐渐降低,焊接热循环对HAZ的影响越小,HAZ硬度逐渐上升。焊接接头中焊缝硬度值最低,而拉伸试验表明焊接接头断裂部位为焊缝,焊接接头中焊缝拉伸性能最差,因此焊缝为焊接接头最薄弱区。当熔池开始凝固时,首先析出溶质含量低的α(Al)固溶体,大部分溶质原子,如:Cu、Mn等被排挤到低熔点的液相中。凝固结束时,富溶质的液相在晶界和枝晶间形成了共晶相,因此贫溶质的α(Al)固溶体具有低的硬度,故焊缝区的硬度最低。紧靠熔合线的局部熔化区经历了高的峰值温度,使母材中的析出相完全溶解,并导致晶界局部熔化,形成一些共晶液相,一部分溶质原子集中到液化相中,导致基体溶质过饱和度下降,随后冷却过程中析出强化相减少,结果使局部熔化区中的固溶硬化和析出相硬化效果降低,同时该区晶粒粗大,所以局部熔化区的硬度较低。邻近局部熔化区的热影响区硬度与母材相比,也发生了明显的软化。该区域也经历了充分的加热,发生了平衡相θ的脱溶、析出和聚集长大,即发生了“过时效”,因此HAZ的硬度降低。母材为T87状态,即经过固溶处理,预变形和人工时效,基体中有大量细小、弥散的强化相,如θ′和T相析出。
实验结果:
(1)2219铝合金焊接接头断裂部位为焊缝,而焊接接头中焊缝硬度值最低,因此焊缝为焊接接头最薄弱区。
(2)2219铝合金焊接接头力学性能低于母材的力学性能,焊接接头经过人工时效处理,提高了焊接接头强度,降低了接头塑性。
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