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高强度铝合金液化裂纹敏感性的定量研究

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-02-12 0:29:09 * 浏览: 1
在此基础上,研究了焊接输入热量对液化裂纹敏感性的影响,并提出了合理的建议,以优化铝合金的焊接工艺。铝合金的液化裂纹的前言是常见的焊接缺陷。由于其存在,它不仅会成为冷裂纹,再热裂纹,疲劳裂纹等的来源,而且还可能直接导致焊接结构在运行过程中破裂。为了避免液化裂纹的发生,必须对母材的液化裂纹的敏感性进行定量研究,并对材料的焊接性进行评估,以提供相应的科学措施,以防止基体中出现液化裂纹。焊接生产。 1可调约束测试方法简介在测试过程中,将测试板的一端以悬臂梁的形式固定在弯曲模块上方,然后使用tig电弧从A点焊接到C点。当圆弧移动到B点时,压头以一定速度单向弯曲测试板,直到测试板和弯曲模块完全连接。在点B弯曲之后,电弧将继续前进,直到点C停止并中断电弧。在焊接过程中,施加到测试板上的应变由弯曲模块的曲率半径控制。根据纯弯曲的变形公式简化了测试板表面上的应变。弯曲模块的曲率半径(mm)可以通过测试来改变。具有曲率半径的弯曲模块在焊接的金属表面上施加任意应变量E。当应变量超过一定值时,焊缝中会出现裂纹(该应变称为临界应变)。随着变量的增加,裂纹的总长度将增加。关于裂纹的数据和应变变量之间存在一定的规律性。因此,将一系列测试(从小到大)应用于应变数据,然后使用工具显微镜检查相关信息。裂纹的总长度和其他参数可用于获得以下有关材料裂纹敏感性的相应定量数据系列。 2测试条件和结果1测试材料为5086.6082.7020。它们的化学组成在表1中示出。测试板的尺寸为80WX10TX330L。在测试之前,应先化学清洗测试板表面上的油污和氧化膜。使用钢丝刷进行机械清洁。 2.2试验内容和条件本研究不涉及焊接材料,因此采用TIG无填充平板堆焊。在比较不同铝合金的裂纹敏感性时,焊接规范确定的原理是在相同的焊接规范下使不同的铝合金测试珠形成良好,且焊珠与测试板表面齐平,研究其影响。热量输入对裂纹敏感性的影响正常情况下,选择两个等级A和B。除了满足上述条件外,选择原则还必须设法扩大两个规格之间的差距。由于测试板的尺寸是固定的,并且产品的形状和尺寸是多种多样的,因此根据热输入值很难找到两者之间的对应关系,但是需要通过测量热量来确定。两者的热循环趋势。表1高强度铝合金的化学成分等级2.3试验结果和分析在这项研究中,使用了纵向可调约束试验。在相同的焊接条件和测试规范下,进行了四种类型的铝合金液化裂纹敏感性测试。图1显示了液化裂纹。全长与应变量之间的关系曲线表明,当添加的应变高出2.5%时,AS7U不会出现液化裂纹,因此可以认为它没有液化裂纹倾向。其次,在其他三种材料中,在任何应变下,5D83的总裂纹长度最短,而裂纹敏感性最小。 7020的总裂纹长度不会随应变增加到60S2,而当应变小于1%时,虽然7020的总裂纹长度略大于6Q82,但从在一般趋势中,6082的裂纹敏感性高于7020。因此,四种铝合金的液化裂纹从大到小的顺序如下:众所周知,液化裂纹的形成与裂纹的发生有关。晶间层的外观与焊接应力的相互作用。液态晶界层的产生一方面包括晶界低熔点物质的熔化,另一方面包括高熔点第二相在不平衡冶金因素中的作用。在液化下,发生所谓的组分液化,并且通常,前者主要由液化裂纹成核作用。观察上述几种试验铝合金的液化裂纹,可以观察到不同程度的晶间液化,但未发现低熔点共晶图案。进一步观察液化裂纹的纵向截面金相样品,可以发现每种材料的液化裂纹种类。它们或多或少地与第二相物质混合。用扫描电子显微镜观察到的液化裂纹中的第二相材料如图2所示。这些铝合金的液化裂纹的成核作用可能是高温下第二相的液化所致。根据电子探针分析第二相成分和变形铝合金的相谱及焊接金相图谱12,分析发现6082液化裂纹中的第二相主要是Mg2Si,7020是5083是Mg2Al3,它们都是高熔点的点物质。在焊接快速加热的条件下,第二相不能分解,并且不能充分进行扩散。温度越高,相界面附近的溶质偏析程度越大,并且溶质浓度更容易达到液化所需的平衡浓度。在共晶反应中,液态金属更可能出现在两相之间,即发生“组分液化”。在一定的收缩重力下,可能会发生液化开裂。这里应该指出的是,“组分液化”过程是由扩散控制的。如果在液化后将温度保持一段时间,则已经出现的液相将随着溶质原子的扩散而消失。可以合理地假设第二相组分的液相熔点越低,在热影响区中高温下的保留时间越长,扩散进程越充分,并且液化越多。部分消失,液化裂纹越多。 Mg2Si,Mg32n3ALMg,Al可能性较小。 (3根据上述分析,共晶温度分别为595°C,489°C和451t:M,可以假定5083的最终组分液化最小,而20年7季度的最高,6082,这可能是6082中出现液化裂纹倾向性强的原因之一。用热模拟装置(相当于6082),7N01(相当于7020)和5083测量的异物热曲线如图3所示。从加热过程中塑性温度为零到冷却过程中塑性完全恢复之间的温度范围内评估了三种铝合金对液化裂纹的敏感性,与实验结果吻合良好。这项研究。 3总裂纹长度与应变之间的关系如图所示。可以看出,7020的热量输入对其液化裂缝的敏感性几乎没有影响。 6082和5083随热量输入而增加,并且总裂纹长度增加。特别是对于6082,在大应变条件下,随着热量输入的增加,总裂纹长度增加,裂纹敏感性增加。如上所述,这三种类型的铝合金液化裂纹的成核可能是晶间相的第二相。组分液化是主要的。当焊接能量较大时,发生部件液化的区域较宽,裂纹倾向较大,并且热量输入较大。 hea中的晶粒较大t影响区,总边界面积越小。随着热量输入的增加,它更有利于晶界在近切区的迁移。由于晶界在近切区的迁移,晶界与溶质富集部分重合,晶界偏析明显,更有利于液化。由于该现象而形成液化裂纹。简而言之,从减少液化裂纹趋势的角度来看,希望使用较小的热量输入,尤其是对于较大的刚性6082结构部件,并且只要不出现其他焊接缺陷,应使用尽可能小的热量。 。输入焊接。当然,对于7020等对热输入不敏感的材料,您可以不考虑它。 3结论四种铝合金对液化裂纹的敏感性从大到小排列。顺序为:增加焊接热输入将增加铝合金液化裂纹的敏感性,但是不同的材料对热输入变化的敏感性程度不同。 6082是最敏感的材料,特别是在大应变条件下,是7020的5083倍。因此,建议在焊接6082和5083材料时,应使用较小的热量输入,尤其是在焊接较大的刚性6082结构时,应避免使用其他缺陷,而应将其尽量减小。能量是适当的。