6NO1铝合金焊接接头组织及性能研究
铝合金焊接接头的力学性能评估及优化设计
铝合金焊接接头的力学性能评估及优化设计引言：铝合金作为一种轻质高强度材料，广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑工程等领域。
而焊接是铝合金加工常用的连接方法之一，焊接接头的性能评估和优化设计对于提高铝合金焊接结构的可靠性和寿命至关重要。
本文将从力学性能评估和优化设计两个方面来探讨铝合金焊接接头。
一、力学性能评估铝合金焊接接头的力学性能评估是通过对接头的强度、韧性和疲劳寿命等指标进行测试和分析来完成的。
1. 接头强度测试接头强度是评估接头负荷能力的重要指标。
常用的测试方法有拉伸试验和剪切试验。
拉伸试验通过施加拉伸力来测试接头的极限拉伸强度和屈服强度，剪切试验则测试接头的抗剪强度。
测试结果可以用于评估接头焊缝的质量和设计的可靠性。
2. 接头韧性测试接头的韧性代表了接头在承受外力作用下的抗变形和破坏能力。
常用的测试方法有冲击试验和硬度测试。
冲击试验可以评估接头的抗冲击能力和断裂特性，硬度测试可以反映接头焊缝和热影响区的硬度变化情况。
3. 接头疲劳寿命评估接头在长期加载或循环加载过程中容易产生疲劳破坏。
通过疲劳试验来评估接头的疲劳寿命，可以确定接头在实际使用条件下的可靠性。
疲劳试验需要根据实际应力条件进行模拟，并根据疲劳寿命曲线来评估接头的寿命。
二、优化设计通过对铝合金焊接接头的力学性能评估，可以发现接头的强度、韧性和疲劳寿命存在一定的改进空间。
因此，优化设计是提高接头性能的关键。
1. 材料选择优化设计首先考虑的是选择合适的焊接材料。
不同的合金成分和热处理方式对接头的性能有很大的影响。
通过选择合适的焊接基材和填充材料，可以提高接头的强度和抗疲劳性能。
2. 设计改进设计上的改进可以包括改变接头的几何参数和焊接方式。
通过优化焊缝的形状和尺寸，可以提高接头的载荷传递能力。
选择合适的焊接方式，如气体保护焊、电弧焊或激光焊等，也可以改善接头的焊缝形态和质量。
3. 焊接工艺控制焊接工艺是影响接头质量的关键因素之一。
通过优化焊接参数，如焊接电流、焊接速度和焊接温度等，可以改善焊缝的形成和热影响区的性能。
铝合金钎焊实验报告
铝合金钎焊实验报告铝合金钎焊实验报告引言：钎焊是一种常见的金属连接方法，通过在金属表面加热并填充钎料，使金属间形成牢固的连接。
本实验旨在探究铝合金钎焊的工艺特点和连接强度，以及对钎焊接头的分析和评估。
一、实验材料和方法1. 实验材料：本次实验使用的材料为铝合金板和铝合金钎料。
铝合金板的尺寸为10cm×10cm×0.5cm，钎料为铝硅钎料。
2. 实验方法：首先，将铝合金板清洗干净，并用砂纸打磨表面，以去除氧化层和污垢。
然后，将钎料均匀地分布在铝合金板的接触面上。
接下来，使用氧乙炔焊接设备进行钎焊。
调整焊接火焰的大小和温度，将焊接火焰对准钎料和铝合金板的接触面，进行钎焊操作。
最后，将焊接接头冷却，并进行力学性能测试和金相分析。
二、实验结果1. 连接强度测试：通过拉伸试验，测定钎焊接头的连接强度。
实验结果显示，钎焊接头的断裂强度为XXX，远高于铝合金板的断裂强度。
这表明，钎焊接头具有良好的连接强度，能够满足实际应用需求。
2. 金相分析：对钎焊接头进行金相分析，观察接头的组织结构和相变情况。
实验结果显示，钎焊接头呈现出均匀的晶粒结构，无明显的裂纹和缺陷。
同时，钎料与铝合金板之间形成了明显的界面，钎料与基材之间的结合紧密。
这表明，钎焊过程中钎料与基材发生了良好的扩散和融合，形成了高强度的连接。
三、实验讨论1. 钎焊工艺特点：铝合金钎焊具有温度低、热影响区小、焊接变形小等特点。
由于铝合金的低熔点和高导热性，钎焊过程中需要控制焊接温度，以避免过热和过热区域的形成。
此外，钎料的选择和合理的焊接参数也对钎焊质量有重要影响。
2. 钎焊接头评估：钎焊接头的质量评估主要包括连接强度、界面结合性和金相分析等。
在本次实验中，通过拉伸试验和金相分析，可以得出钎焊接头具有良好的连接强度和界面结合性。
金相分析结果显示，钎料与基材之间形成了均匀的晶粒结构，无明显的缺陷和裂纹。
四、实验结论通过本次铝合金钎焊实验，得出以下结论：1. 铝合金钎焊具有良好的连接强度，能够满足实际应用需求。
6061铝合金MIG焊接头组织性能分析
6061铝合金MIG焊接头组织性能分析6061铝合金是一种常见的铝合金材料，具有优良的机械性能和耐腐蚀性能，常用于航空航天、汽车制造、建筑和电子等领域。
在实际工程中，常常需要对6061铝合金进行MIG焊接来实现零部件的连接和修复。
焊接接头的组织性能对焊缝的性能和使用寿命至关重要，在焊接过程中需要严格控制焊接参数和工艺条件，以获得较好的焊接接头质量。
6061铝合金的MIG焊接接头主要包括母材区、热影响区和焊缝区。
母材区是未受热影响的铝合金基体，其组织主要由等轴晶粒和析出相组成，具有较好的强度和塑性。
热影响区是焊接接头中受到焊接热源影响的区域，其组织通常会发生变化，出现晶粒长大、析出相消耗和固溶元素富集等现象。
焊缝区是焊接过程中熔化的铝合金，其组织取决于焊接参数和工艺条件，主要由铝基固溶体和析出相组成。
6061铝合金的MIG焊接接头组织性能受到很多因素的影响，包括焊接参数、焊接材料、气体保护和焊接工艺等。
在选择焊接参数时，需要考虑焊接电流、焊接电压、焊接速度和气体流量等因素，以保证焊接接头的质量和性能。
焊接材料的选择也很重要，一般选用与母材相似的铝合金焊丝或焊条，以确保焊接接头的相容性和成形性。
气体保护是保证焊接接头质量的关键，常用的保护气体包括纯氩气和氩氧混合气体，能够有效防止氧化和氮化等缺陷的产生。
在实际焊接过程中，需要对焊接接头的组织性能进行详细分析和评价，通过金相显微镜观察接头的金相组织，测量晶粒大小、析出相尺寸和相分布等参数。
通过扫描电镜、X射线衍射分析和硬度测试等手段，进一步研究接头的微观结构和力学性能，评估焊接接头的质量和可靠性。
总的来说，6061铝合金的MIG焊接接头组织性能分析是实现高质量焊接的关键一步，需要对焊接参数、焊接材料、气体保护和焊接工艺等因素进行全面评估，保证焊接接头的组织均匀、强度高、硬度适中，以满足工程要求和使用环境的需求。
通过不断的实验研究和工程实践，不断优化焊接工艺，提高焊接接头的质量和性能，推动6061铝合金材料在各个领域的应用和发展。
铝合金焊接性能及焊接接头性能
铝合金焊接性能及焊接接头性能摘要：在高铁、地铁列车的制造中，铝合金材料是列车车体的主要材料之一，然而由于铝合金材料在焊接性能、焊接接头性能方面仍存在一定的不足，经常会出现气孔、裂纹等缺陷，因此高铁、地铁列车铝合金车体的焊接施工质量仍然很难保证。
本文对铝合金的焊接性能以及焊接接头性能进行了分析。
关键词：铝合金；焊接性能；焊接接头前言铝合金材料具有较强的化学活泼性及导热性，氧化膜密度则相对较低，这些特性使得铝合金在焊接过程中很容易出现问题，而要想对这些焊接问题进行有效处理，保证铝合金焊接质量，则需要明确铝合金焊接性能及其焊接接头性能，并在焊接过程中进行针对性地处理。
1铝合金焊接性能及焊接接头性能分析1.1高温强度低由于金属材料焊接通常都是在高温条件下进行，因此材料熔点对于焊接质量有着直接地影响，铝合金材料的熔点会因合金中纯铝含量不同而存在一定的差异，但通常都在600℃左右，这一熔点与铜等其他材料相对较高，但在进行高温焊接时，其强度与塑性却会迅速降低，这意味着焊接过程中铝合金材料很难支撑住液体金属，而焊缝也会因此而出现塌陷、烧穿等问题。
1.2膨胀系数高铝合金材料的膨胀系数普遍较高，大多都能达到铜、钢的两倍或以上，而收缩性最高则在75%左右，这意味着在焊接过程中，高温的影响很容易使铝材料因热胀冷缩而出现变形，并发生结晶裂纹、液化裂纹等现象。
另外，铝合金的导热性虽然比较高，但在高温影响下其内外部温度仍然会出现差异，温差的变化会使其内外部出现不同的膨胀，并产生较大的内应力，这同样是铝合金焊接容易出现热裂纹的主要原因。
同样，焊接完成后，随着焊接接头处温度的不断降低，如果收缩量较大且冷却速度较快，那么其收缩变速率就会随之提高，并使铝合金焊接接头处出现应力-应变状态，而这同样是焊接处产生裂纹的主要原因之一。
1.3氧化能力强铝材料的氧亲和力非常强，长期暴露在空气中很容易形成氧化铝薄膜，这种薄膜虽然厚度较低，且具有较高的密度与结实度，但熔点却高达2050℃，如果在未经处理的情况下直接进行焊接，铝材料就很难与其他金属材料有效结合起来，焊接接头出也会因氧化铝残渣的存在而出现气孔。
6061铝合金316L不锈钢CMT熔钎焊工艺
表 4 CM T熔钎焊工艺参数
参数 焊接电流//A
电弧电压t//v
送丝速度〃/ (m •min_1) 焊接速度？;w/ (mm •min"1) 热输人 £7( J .min-1)
1
68
9.1
2.7
230
161.60
2
68
9.1
2.7
250
148.75
3
68
9.1
2.7
270
137.51
4
63
8.8
2.5
关 键 词 ： 铝合金/ 不 锈 钢 ；熔 钎 焊 ；金属间化合物；组织与性能 中图分类号： TG457
〇 前言
铝合金质轻且柔软，加 工 性 能 好 ，易 于 再 生 ，广泛 应 用 于 国 民 经 济 与 国 防 建 设 中 [1-2]。而 钢 材 性 能 可 靠 、价格低廉，是制造业中使用最多的材料之一。为了 充 分 发 挥 铝 合 金 和 钢 材 两 种 材 料 各 自 的 优 点 ，可 将 两 种 材 料 进 行 异 种 金 属 焊 接 ，具 有 广 阔 的 应 用 前 景 和 经 济效益[3]。然 而 ，由于铝合金和不锈钢自身性能差别 较 大 ，铁在铝中基本不溶，并且在施焊时不可避免的产 生变形和残余应力，限制了其应用范围。
表 1 3 1 6 L 不 锈 钢 化 学 成 分 （质 量 分 数 ，％)
C
0.032
Si
0.68
Mn
1‘40
P
0.031
S
0. 005 6
Cr
18.08பைடு நூலகம்
Ni
1L 63
Mo
2.29
表 2 6 0 6 1 铝 合 金 化 学 成 分 （质 量 分 数 ，％ )
ER5356铝合金焊丝焊接接头组织及力学性能
ER 5356铝合金焊丝焊接接头组织及力学性能摘要：随着我国轨道交通行业的飞速发展，铝及铝合金凭借密度小、密封性良好、使用过程中噪声小等诸多优势，在高铁列车、汽车等多个领域内倍受青睐。
当这些交通工具在运行过程中，车体由于路况等原因长时间承受振动及冲击载荷等作用。
作为我国现代轨道交通运输设备制造过程中的一项重要技术，焊接生产效率高低及焊接质量的优劣直接影响其产品的制造效率与质量安全。
并且铝合金有良好的铸造性和塑性加工性，良好的导电、导热性、耐蚀性和焊接性，可作为结构材料使用。
其焊接方法和工艺优化一直是工业生产的研究焦点，若我国焊材厂家生产的高品质铝合金焊丝的成分、性能等指标能够满足轨道交通装备铝合金焊接质量要求，就能够替代国外进口品牌并扩大应用。
针对以上情况，按照《系列化中国标准地铁列车研制及实验》拟对国产铝焊丝进行焊丝焊接接头的力学性能与组织进行研究，可以推进铝合金在轨道交通中的研究。
充分了解材料的性能和影响因素，以便于掌握铝合金先进焊接技术；通过铝合金焊接材料的国产化替代研究，为下一步扩大材料国产化、降低制造成本提供技术和质量保障。
关键词：ER 5356铝合金；焊接1 试验材料及试验方法1.1 试验材料试验材料为6005A-T6铝合金和ER 5356铝合金焊丝，抗拉强度Rm=255 MPa, 屈服强度ReL=200 MPa, 伸长率A5介于6%～9%之间。
采用熔化极惰性气体保护焊，保护气体为氩气。
6005A-T6铝合金及ER 5356铝合金焊丝的化学成分见表1和表2。
表1 6005A-T6铝合金的化学成分(质量分数)(%)表2 ER 5356铝合金焊丝的化学成分(质量分数)(%)1.2 试验方法对国产ER 5356铝合金焊丝进行平板对接焊工艺试验，对接焊工艺试件制备按照图1要求制备，焊接试板尺寸为300 mm×150 mm×12 mm, 坡口形式为70° X形坡口，试验材料为厚12 mm的ENAW-6005A-T6铝合金板材。
铝合金焊接接头的力学性能测试
铝合金焊接接头的力学性能测试乔及森 , 周清林 , 朱 亮 , 陈剑虹(兰州理工大学 甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室 , 兰州 730050)摘 要 : 采用穿孔剪切法对材料局部力学性能进行了研究 ,提出了利用穿孔剪切试验 获得材料拉伸力学性能的基本方法 ,并采用穿孔剪切法对车用铝合金材料 Al6063 及其 焊接接头的力学性能进行了测试 ,得出了离焊缝中心线不同距离的抗拉强度 ,屈服强度 和加工硬化指数的关系 。
试验表明 ,穿孔剪切试验可以准确的表征力学性能不均匀焊 接接头的各微区性能参数和本构关系 ,可为铝合金汽车焊接构件的碰撞模拟提供接头 变形及失效数据 。
关键词 : 穿孔剪切法 ; 局部力学性能 ; 焊接接头 乔及森中图分类号 : TG 146文献标识码 : A文章编号 : 0253 - 360X (2006) 11 - 041 - 05所示 ,其中的平头探针是由 Φ115 mm 的钻头改装而0 序 言在汽车制造中 ,为了提高汽车车架的刚度 ,在减 轻汽车重量的同时提高汽车的碰撞性能 ,大量使用 铝合金材料 。
随着全铝车身汽车的使用 ,焊接结构 的性能测试成为一个重要的研究内容 。
铝合金的焊 接接头的力学性能是 由 焊 缝 、热 影 响 区 、母 材 决 定 的 ,而且焊缝和热影响区存在严重的不均匀性 ,所以 国内外都进行了一系列的研究 ,文献 1 对焊接接头 的力学性能提出了微剪韧性的概念 ,为微接头的局 部力学性能的测定提供了很好的依据 ;文献 2 也对 焊接接头的力学性能进行了研究 ,提出了焊缝区与 母材的拟合关系式 ;文献 3 采用试验和有限元回归 的方法 对 材 料 的 力 学 性 能 测 试 方 法 做 了 研 究 , 文 献 4 在前人的基础上对管线钢材料拉伸特征值进 行了研究 ,得出管线钢焊缝的屈服点和最大载荷处 的真应力与真应变的特征值 。
作者采用穿孔剪切的 方法对材料的焊接接头的力学性能进行了测试 ,为 汽车部件的碰撞模拟中焊缝的行为提供有效的材料 表征方法 。
双孔微剪切测定铝合金焊接接头的局部本构特性
ｅ ｔｅ ｅ ｅ ｍ ｉ ａ ｉ ｎ ｗｉｈｉ ｈｅ ｄｉｆ ｒ ｎｔｃ ｎｓ ｉｕ ｎｔ ｓ ｎｅ ｅ ｓ ｒ ｏ ｉ ｐ ｏｖ ｈｅ ｍａ ｅ ｉｌｐｒ ｃ ｓ ｉ ｒ ｉ ｓ ｄ ｔ ｒ ｎ ｔｏ ｔ ｎ ｔ ｆ ｅ ｅ ｏ ｔｔ ｅ ｓ ｉ ｃ ｓ ａ ｙ ｔ ｍ ｒ ｅ ｔ ｔ ｒａ ｏ ｅ ｓｎｇ， ａ ｄ ｔ ｍ ｅ ｉａ ｌ ｖ ｌ ｔ ｈｅ ｃ ｍ ｐ ｅ ｅ ｆ ｒ ｎ ｏ ｎｕ ｒｃ ｌｙ ｅ ａ ｕａ ｅｔ ｏ ｏｎ ｎｔｐ ｒ ｏ ｍａｎ ｅｓ ｈ ａ ｒ ｓ ｉ ｕｌ ｔｏｎ Ｔｈｅ ｐｒ ｓ ｎ ｃ ｕｃ ｓｃ ａ ｈ ｓｍ ａ ｉ ． ｅ ｅ ｔｗｏｒ ｓ ｋ ｉ
ａ ｐｌｅ ｏ ｄ ａ ｄ ｉ ｅ ｔ ｓ ｌ ｃ ｍ ｅ ． Ｗ ｅ ｃ ｎ ｃ ｌ ｈｉ ｅ ｈｏ ｓｄｏ ｐ ｉｄ ｌ ａ ｎ ｎｄ ｎ ｏｒｄｉｐ ａ ｅ ｎｔ ａ ａ ｌｔ ｓ ｍ ｔ ｄ ａ ｕｂｌ ｌ ｓｍ ｉｒ ｈｅ ｒ ｔ ｓ ．Ａ ｃ ｅ ｈｏ ｅ ｃ ｏｓ ａ ｅ ｔ — ｃ ｄ ｎｇ ｔ ｈｅ ｌ ｄ ｄ ｓ ａ ｅ ｅ ｕｒ ｅ ｏｂ ａ ｎ ｄ ｅ ｏｒ ｉ ｏ ｔ ｏａ — ｉｐｌ ｃ ｍ ｎｔｃ ｖ ｔ ｉ ｅ ｘｐｅ ｉ ｅ ａ ｌ ｒ ｍ ｈ ｕｂｌ ｌ ｓ ｍｉ ｒ ｓ ｅ ｒｔ ｓ ， ｒｍ ｎｔ ｌｙ ｆ ｏ ｔ ｅ ｄｏ ｅ ｈｏ ｅ ｃ ｏ ｈ ａ ｅ ｔ
ｃ ｎ ｅｎ ｄｗｉ ｅ ｐ ｒａｈ ｆｒ ｅｅｍｉｉｇ ｌｃ ｌ ｔｒ ｌ ｏ ｓｉ ｔ ｅｐ ｏ ｅｔ ｓｏ ｌｅ ｏｎｓ ｏ ｃ ｒｅ ｔ ａｎ ｗ ａ ｐｏ ｃ ｏ ｔｒ ｎｎ ｏ ａ ｍａｅｉ ｎ ｔ ｕ ｉ ｒｐ ｒｉ ｆ ｈ ｄ ａｃ ｔ ｖ ｅ ｗｅｄ ｄｊｉｔ
AL6061铝合金厚板电子束焊接性能分析
Ｑ Ｉ ＡＯ Ｈ ｏ ｎ ｇ － ｃ ｈ ａ ｏ ， Ｚ ＨＡ Ｏ Ｊ ｉ － ｂ ｉ ｎ
（ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ， Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ １ １ ０ ０ １ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第 ２期 ２ ０ １ ４年 ２月
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎｅ ｒ ｙ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ＆ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ９１
Ａ Ｌ ６ ０ ６ １ 铝合金 厚板 电子柬焊接性 能分析
乔红 超 ， 赵 吉宾
（ 中国科学院 沈阳 自动化研究所 ， 辽宁 沈阳 １ １ ０ ０ １ ６ ）
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｃ ｕ ｕ ｍ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｂ ｅ ａ ｍ ｗ ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆａ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ｕ ｍ ｌｌ ａ ｏ ｙ ｓ ｌ ａ ｂ ， ａ ｎ Ａ Ｌ ６ ０ ６ １ － Ｔ ６ ｌ ａ ｌ ｏ ｙ ｓ ｍｐ ａ ｌ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｔ ＨＤ Ｗ－ ６ ｖ ｃｕ ａ ｕ ｍ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｂ ｅ ａ ｍ ｗ ｅ ｌ ｄ ｅ ｒ ｗ ｅ ｒ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｄ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｃｃ ａ ｅ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ，ｗ ｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｄ ｉ ｓ ｔ ｎｃ ａ ｅ ， ａ ｎ ｄ ｗ ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｏ ｆｄ ｏ ｅ ｐ ｔ ｈ ｔ ｏ ｗ ｉ ｄ ｔ ｈ ｗ ｅ ｒ ｅ ｅ ｘ ａ ｍｉ ｅｄ ｎ ． Ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｎｄ ａ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｗ ｅ ｒ ｅ
铝合金焊接接头的强度分析与优化设计
铝合金焊接接头的强度分析与优化设计随着工业化、城市化进程的加快，各种新材料的应用越来越广泛，铝合金就是其中之一。
铝合金具有较高的强度、较低的密度、良好的导电性和热导率等特点，所以被广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
在铝合金产品的制造过程中，焊接技术尤其重要，因为焊接接头粘接质量的好坏直接影响产品的使用寿命和安全性。
本文将针对铝合金焊接接头的强度分析与优化设计进行研究。
一、铝合金焊接接头的构造及常用焊接方法铝合金焊接接头分为T型接头、角接头、对接接头、搭接接头等几种类型。
焊接方法常用的有手工TIG焊、气体保护MIG/MAG焊、氩弧焊、等离子焊、激光焊等。
手工TIG焊是一种用惰性气体保护下的钨极电弧焊接方法，它适合于焊接薄板。
气体保护MIG/MAG焊是一种以铝丝为电极，在惰性气体保护下进行的高效率电弧焊接方法，适合焊接厚板。
氩弧焊是一种惰性气体保护下的电弧焊接方法，适用于各种厚度的铝合金板材、管材等。
等离子焊是将电弧引向两条电极之间的高能量交流放电，产生等离子态的焊接方法，适用于超厚板材。
激光焊是用激光束直接照射在焊接部位，将能量转化为热能来焊接的方法，它适用于焊接小零件。
二、铝合金焊接接头的强度分析铝合金焊接接头的强度分析是估测接头强度大小的一种方法。
其思路是利用有限元数值分析软件将焊接接头模型建立在计算机上，然后根据材料力学特性、应力应变分布、热影响区域等因素进行模拟计算，最后得到接头的强度及失效机理。
由于铝合金的强度和塑性破坏机理复杂，铝合金焊接接头的强度分析也相对复杂，需要考虑的因素较多，如载荷方向、焊接接头类型、焊接方式、连接构造等。
三、铝合金焊接接头的优化设计铝合金焊接接头在设计过程中，需要考虑保证接头的强度和合理的结构，进一步考虑接头的重量、刚度、耐热、耐腐蚀等性能指标。
在优化设计时，首先要考虑接头类型、连接构造、加工工艺及焊接方式等因素。
其次要控制焊接热输入参数、焊缝几何尺寸、焊接材料等，以达到优化设计的目的。
6061铝合金板激光焊接工艺试验研究
^□19, Veil", NosDOI :10. 13979/j. 1007-7235. 2019. 08.0096061铝合金板激光焊接工艺试验研究王毅(河南工业职业技术学院，河南南阳473000)摘要:釆用功率为1 000 W 的光纤激光器对6061铝合金板进行焊接试验，通过对激光功率、焊接速度及离焦量三因 素、三水平进行正交试验,得到最大的焊缝强度241.8 N/mm ‘，对应的最佳工艺参数为激光功率1 000 W,焊接速度50 mm/s,离焦量1 mm 。
进一步优化激光调制频率避免焊缝中出现气孔，当激光调制频率为1 000 Hz 时，焊缝内部无气孔。
关键词：6061铝合金板;激光焊接;调制;气孔中图分类号:TG456.7 文献标识码：A 文章编号：1007 -7235(2019)08 -0044 -04Experimental study on laser welding technologyof 6061 aluminum alloy plateWANG Yi(Henan Polytechnic Institute , Nanyang 473000, China )Abstract : The welding test of 6061 aluminum alloy plate was carried out by the fiber laserwith power of 1 000 W. The orthogonal test of laser power, welding speed and defocusingamount is carried out on three factors and three levels ・ The maximum weld strength241.8 N/mm 2 is reached when laser power is 1 000 W,welding speed is 50 mm/s and defo ・cusing amount is 1 mm. Further optimizing the laser modulation frequency can avoid pores inthe welding seam. When the laser modulation frequency is 1 000 Hz , there are no pores inthe welding seam ・Key words : 6061 aluminum alloy plate ; laser welding ; modulation ; porosity铝合金由于质量轻、强度高、耐腐蚀性好等优 点，已经在汽车制造、航空航天、五金制品及电子产 品等行业得到广泛应用铝合金材料的焊接一直是难点，由于铝合金的热导率高（是不锈钢材料的4倍），焊接时热量快速向四周流失，无法形成有效的熔池，需要较大功率或者热量集中的热源才能进 行焊接t5-7］o 相对于传统的氮弧焊或者电阻焊接等 方式，激光焊接具有热量密度高，总体的热量的输入少，焊接后变形量小，已经应用于铝合金的 焊接［8-'01o6061铝合金是Al-Mg-Si 合金,激光焊接主要存在以下问题：1）焊接冷却速度快，大量的氢气从熔池中溢出，形成气孔;2）合金中的Mg 等低熔点金属 容易发生烧损,降低合金强化作用，这两种情况都会 导致焊接接头强度降低,影响实际使用⑴］。
6061_铝合金
精 密 成 形 工 程第16卷 第2期 130JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING 2024年2月收稿日期：2023-11-20 Received ：2023-11-20基金项目：国家自然科学基金（51275418）Fund ：The National Natural Science Foundation of China(51275418)引文格式：赵红光, 翁福娟, 张勇. 6061铝合金/DP600钢电阻点焊接头特征及力学性能[J]. 精密成形工程, 2024, 16(2): 130-136. ZHAO Hongguang, WENG Fujuan, ZHANG Yong. Interfacial Characteristics and Mechanical Property of Resistance Spot Welded 6061-T6/DP600 Joint[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2024, 16(2): 130-136.6061铝合金/DP600钢电阻点焊接头特征及力学性能赵红光1，翁福娟2，张勇2（1.中通客车股份有限公司 客车研究院，山东 聊城 252000；2.西北工业大学 材料学院 陕西省摩擦焊接工程技术重点实验室，西安 710072）摘要：目的 提升6061-T6铝合金/DP600双相钢电阻点焊接头的力学性能，以满足该焊接结构在汽车工业中的应用。
方法 对6061-T6铝合金与DP600双相钢分别进行了直接电阻点焊试验及添加Ni 中间层的电阻点焊试验，采用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪分析了接头界面宏微观组织、化学成分、元素分布等，此外还采用接头拉剪试验进行了2种接头的力学性能测试，并对接头的断口形貌及断裂模式进行了分析。
结果 直接点焊接头熔核界面形成了厚度约为2.5 μm 的金属间化合物层，主要金属间化合物为靠近铝合金侧的Fe 2Al 5及靠近高强钢侧的Fe 4Al 13。
铝合金搅拌摩擦焊接接头组织特征
在当今工业领域，铝合金作为一种重要的结构材料，其焊接技术一直备受关注。
其中，搅拌摩擦焊接是一种先进的焊接方法，能够在不融化材料的情况下实现高强度的焊接接头。
本文将深入探讨铝合金搅拌摩擦焊接接头组织特征，以帮助读者全面理解这一焊接方法的特点。
二、铝合金搅拌摩擦焊接接头组织特征的表现1. 微观组织分析铝合金搅拌摩擦焊接接头的微观组织特征是研究的重点之一。
在接头区域，可以观察到晶粒细化、晶粒再结晶等现象。
还会出现强化相分布不均匀、晶粒取向偏移等情况。
这些微观组织的变化直接影响着接头的性能和稳定性。
2. 组织相分析铝合金搅拌摩擦焊接接头中的组织相也是需要重点关注的对象。
通过金相显微镜等手段，可以发现接头中出现了多种组织相，如固溶相、析出相等。
这些组织相的形成对接头的强度、硬度等性能指标具有重要影响。
3. 动态组织特征在搅拌摩擦焊接的过程中，焊接接头的组织特征还会随着时间和温度的变化而发生相应的动态变化。
这些动态组织特征包括晶粒的再排列、组织相的数量和尺寸的变化等，对于接头的稳定性和可靠性产生着重三、铝合金搅拌摩擦焊接接头组织特征的影响因素1. 工艺参数搅拌摩擦焊接的工艺参数是直接影响焊接接头组织特征的重要因素。
包括搅拌头形状、转速、下压力等参数的变化，都会对接头的组织特征产生显著影响。
2. 材料属性铝合金的成分和性能对于搅拌摩擦焊接接头组织特征也具有重要影响。
不同种类的铝合金，其组织特征会有所差异，需要针对不同材料进行研究和分析。
3. 环境条件焊接过程中的环境条件，如温度、气氛等，也会对接头的组织特征产生一定的影响。
特别是在特殊环境下进行焊接时，需要对组织特征进行更加深入的研究。
四、总结与展望通过对铝合金搅拌摩擦焊接接头组织特征的深入探究，我们能够更全面地了解这一焊接方法的特点。
未来，随着材料科学和焊接技术的不断发展，我们可以预见，对接头组织特征的研究将会更加深入，为铝合金搅拌摩擦焊接技术的进一步改进和应用提供更多的理论支持和实个人观点：铝合金搅拌摩擦焊接作为一种新型的焊接方法，其接头组织特征的研究对于提高焊接接头的质量和性能具有重要意义。
铝合金焊接接头的力学性能研究
铝合金焊接接头的力学性能研究摘要：铝合金焊接接头因其特殊的焊接特点而导致其焊接接头易产生气孔及裂纹，不同的焊接方法（常见的MIG/TIG和激光焊接）和焊接工艺也会影响其焊接接头的力学性能。
因此，很多学者对铝合金焊接接头的力学性能进行了大量研究，通过反复实验调控其工艺参数得到了良好的接头力学性能。
关键词：铝合金焊接力学性能铝合金因其质量轻、强度高及优良的加工性能,被广泛应用于航空航天、交通运输和建筑等领域,铸造铝合金具有密度小、强度高、耐腐蚀和易成型等优点,普遍应用于航空、铁路、汽车等工业领域[1]。
一、铝合金焊接特点铝合金在焊接过程中通常有以下特点[2]：1）与氧的亲和力很强。
铝在空气中极易与氧结合，并生成致密的氧化铝薄膜，但是氧化铝薄膜在焊接过程中并没有益处，反而会阻碍金属之间的良好结合，并易造成夹渣。
氧化铝薄膜还会吸附水分，进而导致焊接时在焊缝中形成气孔。
2）线膨胀系数大。
线膨胀系数大易产生焊接变形。
铝及铝合金凝固时体积收缩率达6.5%，因此，在焊接某些铝合金时，在焊缝金属中形成裂纹的倾向性很大，进而由于存在很大的内应力而产生裂纹。
3）导热率和比热大。
在焊接过程中热源产生的大量热能会被迅速传导到金属内部。
焊接铝合金的过程中必须采用能量集中、功率大的热源，才能得到高质量的焊接接头。
4）焊接时易形成气孔。
氢的来源是水分，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分，其中还包括焊丝及母材表面氧化铝薄膜所吸附的水分。
在高温状态下，铝及铝合金的液体熔池极易溶入的大量气体形成气孔，而且由液态凝固时，铝及铝合金的溶解度急剧下降。
因此，在焊接完成后的冷却凝固过程中，气体因来不及排出而保留在焊缝中形成气孔。
5）可能会出现焊合条纹。
焊合条纹是铝合金挤压型材在腐蚀处理或阳极氧化处理后，表面出现或明或暗且平行于挤压方向的白色线纹。
焊合条纹不会降低型材的力学性能，但是会产生较大色差，若是用于外观表面部分，用户难以接受太大的色差。
A6N01S-T5铝合金接头疲劳性能
A6N01S-T5铝合金接头疲劳性能周成候;夏宁;吴金津;李东风;曹兴华;张明月;陈辉【摘要】A6N01 S-T5铝合金在现代化高速列车中应用广泛,制造铝合金高速列车车体时,焊接是最主要的连接方式,据统计,铝合金结构件中90％的断裂是由承受重复性动载的焊接接头的疲劳破坏引起的,研究了A6N01S-T5铝合金焊接接头疲劳性能,结果显示,同种焊接接头带余高试件比平滑接头的疲劳强度低,机加工的方式和精度很大程度上影响试件的疲劳性能.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2015(045)009【总页数】4页(P171-174)【关键词】A6N01 S-T5铝合金;疲劳性能;S-N曲线;焊接接头【作者】周成候;夏宁;吴金津;李东风;曹兴华;张明月;陈辉【作者单位】南车南京浦镇车辆有限公司,江苏南京210031;南车南京浦镇车辆有限公司,江苏南京210031;南车南京浦镇车辆有限公司,江苏南京210031;南车南京浦镇车辆有限公司,江苏南京210031;南车南京浦镇车辆有限公司,江苏南京210031;西南交通大学材料科学与工程学院,四川成都610031;西南交通大学材料科学与工程学院,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】TG457.14铝合金比强度和比刚度高，易于成形，其焊接结构广泛应用于航空、航天、交通运输等工业，成为各类交通工具轻量化、现代化的有效途径[1]。
6N01铝合金以其优越的使用性能广泛应用于高速列车车体中，而焊接是高速列车车体连接的最主要方式。
据统计疲劳破坏是铝合金结构件焊接接头失效的主要方式，而构件的疲劳失效往往是突发的、灾难性的，是引发安全事故的重要原因[2-5]。
因此研究车体铝合金焊接接头的疲劳性能，在研究的基础上提出建议改善接头疲劳性能可以显著提高其使用寿命和安全可靠性，对高速铁路事业的发展具有十分重要的现实意义。
A6N01S-T5铝合金母材材料成分如表1所示。
采用QSN750火花直读光谱仪检测母材材料成分；使用MTS-8100疲劳试验机进行疲劳性能测试；采用JSM-6490LV型扫描电子显微镜（SEM）观察断口形貌，采用Genesis 2000 XMS能谱分析仪（EDS）进行能谱分析。
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》范文
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其轻质、高强、耐腐蚀等特性在航空、汽车、机械制造等领域得到了广泛应用。
6061铝合金作为典型的可热处理强化合金，其应力时效组织与性能的研究对于提高材料的综合性能具有重要的理论和实践意义。
本文将围绕6061铝合金的应力时效组织及其对性能的影响进行详细研究。
二、6061铝合金的基本性质与应用6061铝合金是一种常见的铝镁硅合金，具有良好的塑性、可加工性和耐腐蚀性。
它广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
该合金通过热处理可获得良好的机械性能和物理性能，因此对其应力时效组织与性能的研究具有重要意义。
三、应力时效组织研究1. 实验材料与方法本实验采用6061铝合金为研究对象，通过拉伸、金相显微镜观察、扫描电镜分析等方法，研究其应力时效过程中的组织变化。
2. 实验过程与结果在应力时效过程中，6061铝合金的组织发生了明显的变化。
随着时效时间的延长，合金中的析出相逐渐增多，晶界处出现明显的沉淀相。
这些析出相和沉淀相的形态、大小和分布对合金的性能产生重要影响。
四、应力时效对性能的影响1. 对力学性能的影响应力时效过程中，6061铝合金的力学性能得到显著提高。
随着时效时间的延长，合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率均有所提高。
这主要是由于析出相和沉淀相的增多，使得合金的晶界得到强化，提高了合金的力学性能。
2. 对耐腐蚀性能的影响应力时效过程中，6061铝合金的耐腐蚀性能也得到提高。
这主要归因于析出相和沉淀相的形成，使得合金表面的氧化膜更加致密，提高了合金的耐腐蚀性。
五、结论通过对6061铝合金应力时效组织与性能的研究，我们发现应力时效过程中合金的组织发生了明显变化，析出相和沉淀相的增多使得合金的力学性能和耐腐蚀性能得到提高。
这为进一步提高6061铝合金的综合性能提供了理论依据和实践指导。
在实际应用中，可以通过调整热处理工艺和时效参数，优化合金的应力时效组织，从而提高其综合性能。
6061铝合金焊接接头的组织与性能分析
最低 ,远离焊缝中心 ,硬度逐渐增加 ,但是 ,增加的趋势 不大一致 。电子束焊接接头的热影响区很窄 ,软化区 出现不明显 。A 焊态和 B 焊态的焊接接头在距焊缝中 心约 9 mm 处 ,硬度达到原始基材的硬度 。C 焊态的焊 接接头在距焊缝中心约 13 mm 处 ,硬度达到原始基材 的硬度 。D 焊态的焊接接头在距焊缝中心约 15 mm 处 ,硬度达到原始基材的硬度 。整体来说 ,A 焊态的焊 接接头硬度最高 ,然后依次是 B 焊态 、C 焊态 、D 焊态 。
关键词 : 铝合金 6061 - T6 电子束焊接 组织和性能
A STUDY ON THE MICROSTRUCTURES AND PROPERTIES OF THE WELDED 6061 AL UMINIUM ALLOY JOINT
Inner Mongolia University of Technology Chang Yanjun , Dong Junhui , Zhang Yi
铝合金焊接有几大难点 : ①铝合金焊接接头软化 严重 ,强度系数低 ; ②铝合金表面易产生难熔的氧化 膜 ,这就需要采用大功率密度的焊接工艺 ; ③铝合金焊 接易产生气孔 ; ④铝合金焊接易产生热裂纹 ; ⑤线膨胀 系数大 ,易产生焊接变形 ; ⑥铝合金热导率大 ,相同焊 接速度下 ,热输入要比焊接钢材大 2～4 倍 。目前 ,采
2. 3 显微组织分析 6061 - T6 铝合金焊接接头不同区域金相显微组织
如图 5～图 8 所示 。由图可见 ,6061 - T6 合金焊接接头 由以下几个区域组成 ,即焊缝区 、熔合区 、热影响区和 基材区 ,热影响区不明显 。
电子束焊接时焊接速度很大 ,熔池中心的温度下 降很多 ,使熔池中心成分过冷加大 ,在焊缝中心出现大 量的等轴晶[9] ,大小较为均匀 ;在靠近焊缝中心的区域 出现了树枝柱状晶 ;在熔合线附近靠近焊缝区出现有 沿散热方向生长的胞状晶 ;6061 - T6 铝基材组织为完 全再结晶组织 。
Al-Mg-Sc粉末激光增材修复6061-T6铝合金组织及其性能研究
第 54 卷第 7 期2023 年 7 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.7Jul. 2023Al-Mg-Sc 粉末激光增材修复6061-T6铝合金组织及其性能研究袁晓星1, 2，折洁3，任欣3，祝弘滨3，徐荣1, 2，李瑞迪1, 2(1. 中南大学 粉末冶金国家重点实验室，湖南 长沙，410083；2. 中南大学深圳研究院，广东 深圳，518057；3. 中车工业研究院有限公司，北京，100073)摘要：采用激光增材修复技术对预制槽的6061-T6铝合金进行修复实验，利用光学显微镜、能谱分析仪和扫描电子显微镜等观察Al-Mg-Sc 激光增材修复6061-T6铝合金不同区域的微观组织，利用室温拉伸机和显微硬度计对不同热处理前后试样的力学性能进行研究。
研究结果表明：修复部位无裂纹、界面熔合不良等严重缺陷，存在少量的气孔，孔隙率为0.21%。
修复区中晶粒均为等轴晶，且晶粒内存在较多的Al 3(Sc ，Zr)粒子，起到细化晶粒的作用。
部分熔化区由于靠近基体，温度梯度较大，晶粒形态为垂直界面生长的外延柱状晶。
热影响区中原本细小的β''强化相在修复过程中受到激光热循环作用后生长为粗大的β(Mg 2Si)平衡相，发生过时效“软化”现象，导致其强度和硬度急剧下降，维氏硬度最低为58。
修复试样的抗拉强度为200 MPa ，伸长率为8.0%，分别为基体的68.97%和49.38%；进行人工时效处理后二者变化不大。
当修复试样经过固溶和人工时效处理后，其各项力学性能均有所提高，其中抗拉强度286 MPa ，伸长率为11.8%，分别为基体的98.62%和72.84%。
关键词：激光增材修复；6061-T6；热处理；显微组织；力学性能中图分类号：TG146.2 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2023）07-2594-12Microstructure and mechanical properties of 6061-T6 alloysrepaired by laser additive with Al-Mg-Sc powderYUAN Xiaoxing 1, 2, SHE Jie 3, REN Xin 3, ZHU Hongbin 3, XU Rong 1, 2, LI Ruidi 1, 2(1. State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha 410083, China;收稿日期： 2022 −08 −23； 修回日期： 2022 −10 −29基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(U21B2073)；湖南省自然科学基金资助项目(2020JJ2046)；湖南省重点研发计划项目(2021GK2009)；山东省自然科学基金资助项目(ZR2020ZD04)；深圳市科技计划项目(JCYJ20180508151903646) (Project(U21B2073) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project (2020JJ2046) supported by the Natural Science Foundation of Hunan Province; Project(2021GK2009) supported by the Key Research and Development Program of Hunan Province; Project(ZR2020ZD04) supported by the Natural Science Foundation of Shandong Province; Project(JCYJ20180508151903646) supported by the Science and Technology Program of Shenzhen)通信作者：李瑞迪，博士，教授，博士生导师，从事增材制造研究；E-mail ：***************DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2023.07.007引用格式： 袁晓星, 折洁, 任欣, 等. Al-Mg-Sc 粉末激光增材修复6061-T6铝合金组织及其性能研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(7): 2594−2605.Citation: YUAN Xiaoxing, SHE Jie, REN Xin, et al. Microstructure and mechanical properties of 6061-T6 alloys repaired by laser additive with Al-Mg-Sc powder[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2023, 54(7): 2594−2605.第 7 期袁晓星，等：Al-Mg-Sc粉末激光增材修复6061-T6铝合金组织及其性能研究2. Shenzhen Institute of Central South University, Shenzhen 518057, China;3. CRRC Industrial Research Institute, Beijing 100073, China)Abstract:The laser additive repair technology was used to conduct repair experiments on prefabricated slotted 6061-T6 aluminum alloy. The microstructure of different areas of Al-Mg-Sc laser additive repaired 6061-T6 aluminum alloy was observed by means of optical microscope, energy dispersive spectroscopy and scanning electron microscope. The mechanical properties of the specimens before and after different heat treatments were studied by using room temperature tensile machine and micro hardness tester. The results show that there are no serious defects such as cracks and poor interfacial fusion in the repaired zone(RZ), and a small amount of pore exists with a porosity of 0.21%. The grains in the RZ are all equiaxed, and there are more Al3(Sc, Zr) particles in the grains, which play the role of refining the grains. Partial melting zone(PMZ) has a large temperature gradient near the substrate, and the grain morphology is an epitaxial columnar crystal with vertical interface growth. Theoriginal fine β'' strengthening phase in the heat-affected zone(HAZ) grows up into a coarse β(Mg2Si) equilibrium phase after the laser thermal cycling during the repair process. The over-aging "softening" phenomenon occurs, resulting in a sharp decrease in strength and hardness, with a minimum Vickers hardness of 58. The tensile strength and elongation rate of the repaired specimens are 200 MPa and 8.0%, respectively, which are 68.97% and49.38% of those of the matrix, and they have little change after artificial aging treatment. After solid solution andartificial aging treatment, all mechanical properties of the repaired specimens have been improved, including the tensile strength of 286 MPa and elongation rate of 11.8%, which are 98.62% and 72.84% of those of the matrix, respectively.Key words: laser additive repair; 6061-T6; heat treatment; microstructure; mechanical properties6061铝合金是一种以Mg和Si为主要合金元素、以Mg2Si相为强化相的铝合金，属于可热处理强化的铝合金[1]。
6061铝合金钎焊用钎料的研究
(3) 焊接和钎焊强度测试： 铝合金试板尺寸为 60 mm × 20 mm × 2 mm，采 用 搭 接 方 式 ，于 预 先 升 温 至钎焊温度的箱式电阻炉中实施焊接。 钎剂为 CsF-AlF3，钎焊 温 度 为 570℃，焊 接 加 热 时 间 5 min。 焊后水冷实现固溶处理， 再进行 175 ℃× 8 h 时效处 理。 用 GP-TS2000/100KW 万能拉伸机测试接头 的 剪切强度，拉伸速度为 1 mm/min。
金属铸锻焊技术 Casting·Forging·Welding
2012 年 06 月
6061 铝合金钎焊用钎料的研究
刘正林， 杨凯珍， 王 凯， 刘凤美 （广州有色金属研究院， 广东 广州 510650）
摘 要：研究了 Biblioteka 061 铝合金钎焊用中温钎料 Al-Si-Cu-Ni 钎料的熔化特性、钎焊强度、钎料和接头抗腐蚀性能。 结
2012 年 06 月
表 4 各钎料钎焊接头腐蚀前后的剪切强度 Tab.4 The shearing strength of brazed joints with various
brazing feller metals before and after corrosion
钎料
接头腐蚀前强度 /MPa 接头腐蚀后强度 /MPa
果 表 明 ，Al-Si-Cu-Ni 钎 料 熔 化 温 度 与 Al-Si-Cu 钎 料 HL401 接 近 ， 钎 焊 强 度 、 钎 料 和 接 头 抗 腐 蚀 性 能 均 优 于 HL401；
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沈阳工学院毕业设计（论文）题目：6NO1铝合金焊接接头组织及性能的研究学院：机械与运载学院专业：材料成型及控制工程（焊接方向）学生学号：11104303学生姓名：杨贺兰指导教师：杨玉芳2015年05月15日沈阳工学院毕业论文摘要随着社会以及国民经济的不断发展，高速、安全、节能、环保与舒适是铁路运输业的必然趋势。
高速列车因速度快、环境舒适、安全便捷、噪音小及车体轻量化等等特点成为未来列车发展的主要方向。
其中为实现高效和节能，车体轻量化显得尤为重要。
6N01铝合金是良好的可以用于高速列车的材料。
虽然在国内所制造大型的6N01铝合金挤压型材的母材能够满足一定的使用要求，但是其焊接接头的性能经过焊接后出现了严重的缺陷。
在某种程度上来说对6N01铝合金焊接接头的组织及性能方面的研究具有尤为重要的意义。
本文主要采用熔化极气体保护焊的方法对6N01铝合金进行焊接，焊后通过对其焊接接头组织的观察与研究，从而分析出参数对组织的影响。
通过蔡司显微镜观察不同焊接参数下的焊接接头组织，并且对其进行观察与分析。
结果表明：1.焊缝金属为等轴晶状的铸态组织,焊缝边缘的熔合区形成柱状晶组织。
在热影响区(HAZ)和过时效区的晶粒比淬火区的更为粗大，形成HAZ软化区。
2.随着线能量的增加，接头组织热影响区的晶粒增大。
关键词:6N01铝合金；焊接接头；软化区摘要Title Welding joint organization of6N01AluminumAbstractWith the continuous development of society and national economy,high speed,safety, energy saving,environmental protection and comfort is the inevitable trend in the railway transportation industry.High speed train to launch quick high speed safe and comfortable and the advantages of small vibration and noise becomes trains the mainstream of development direction in the future.In order to realize high speed and energy saving car body lightweight is required.6N01aluminum alloy is a good material can be used for high-speed train. Production in China.6N01parent material can satisfy the requirements of the aluminum alloy extrusion profiles.but after welding performance of welding joint happened serious deterioration.So the6N01welding joint organization has important significance.Based on the metallographic microscope,under different parameters of welding joint organization carries on the observation and analysis.Key Words6N01aluminum；welded splice；softening zone目录第1章绪论 (1)1.16xxx系铝合金的概述 (1)1.1.16XXX系铝合金在轨道车辆上的应用 (1)1.1.2铝合金的分类 (3)1.1.3铝合金的强化 (3)1.26xxx系铝合金的焊接性 (5)1.36xxx系铝合金焊接方法 (6)1.46xxx系铝合金焊接接头的研究 (8)1.5本文研究内容及意义 (9)第2章6N01铝合金的焊接 (10)2.1焊接材料 (10)2.2焊接方法与焊接设备 (10)2.3焊前准备 (11)2.4焊接工艺参数 (11)2.5焊缝成型分析 (12)第3章6N01铝合金焊接接头组织、性能检测及结果分析 (14)3.16N01铝合金焊接接头组织检测的过程 (14)3.1.1实验设备及物品 (14)3.1.2实验步骤 (14)3.1.3焊后处理 (14)3.1.4金相试样制备及观察过程 (15)3.2结果分析 (17)3.2.1金相图的分析 (17)3.2.2金相组织对硬度的影响 (18)3.2.3焊接接头出现的缺陷 (19)第4章结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)第1章绪论由于6XXX系铝合金挤压性、耐腐蚀性好，适用于制造复杂界面的多孔中空型材。
所以近年来高速列车得到了迅猛发展。
欧洲各国的高速列车制造公司、日本及我国南、北方车辆制造公司等大型高速列车制造公司都在用此类的大型铝合金型材作为生产高速列车的主要材料。
因此此类铝合金材料是制造高速列车和城市轨道交通车辆必不可缺的关键性材料。
目前，在高速列车生产与制造方面应用最广泛的焊接方法是熔化极气体保护焊，不过因为这种焊接方法的热输入量较大、焊接速度较低，导致焊缝宽大、热影响区较宽、晶粒粗大、以至于焊接接头性能下降。
在我国6NO1铝合金挤压型材被作为高速列车最新开发的专用材料。
因此，在焊接技术、组织及其性能等方面全面透彻的去研究大型6N01铝合金挤压型材这种材料对于推进我国轨道交通行业制造及其发展具有长期而又持久性的重要意义。
1.16xxx系铝合金的概述1.1.16XXX系铝合金在轨道车辆上的应用随着社会的发展，节能、高速、安全、环保和舒适是铁路运输业的必然趋势。
为实现高速和节能，车体轻量化是必需的攻克的难题。
而铝合金是实现使高速列车轻量化的最好选择。
上世纪五六十年代，铁道车辆通常采用的是A5083合金的外面板、骨架和A7N01制作的台架组焊而成。
由于铁道车辆的大型化、高速化和轻量化、标准化和简化施工及维修等要求，加之现在大型整体壁板和空心复杂薄壁铝合金的研发成功，极大的促进了铝合金在轨道车辆上的广泛应用。
大型挤压铝型材的开发方面，第一个阶段是以A7N01和A5083占主导地位的。
第二个阶段是因为挤压性能极好、强度值中高、耐蚀性和可焊性良好的6xxx系铝合金被开发出来，所以6xxx系的铝合金在高速列车上的用量迅速的增长。
我国引进日本技术生产出的CRH2高速列车，其车体主要使用挤压性好、强度较高同时兼有良好的焊接性的A6N01铝合金，如图1.1。
A6N01铝合金的裂纹敏感性高，运用熔化焊时采用与母材成分形同的填充金属容易产生焊接裂纹，但是采用5xxx系做焊缝的填充金属焊接可减少产生焊接裂纹的倾向，并可得到较高强度的焊接接头。
因此，6N01铝合金比较适合加工成为轨道车辆上对部件的安全性和负荷性要求较高的焊接结构，比如侧构框架、各种梁系、顶盖骨架以及一些其他重要部位接头。
6N01铝合金属于Al-Mg-Si系铝合金，为中强度的挤压成型的铝合金。
根据日本JIS H4100，6N01的成分（质量％）为：Si0.40～0．9，Mg0.40～0.8，Fe0.35，Mn 0.5，Cr0.3，Zn0.25，Mg0.40～0.8，Ti0.1，（Mn＋Cr）0.12～0.50其他的杂质每个0.50，总计0.15，其余为Al。
6N01铝合金具有良好的成型性、焊接性、比强度高，适合制造成车体主体结构用的复杂截面多孔的中空型材（型材断面见图1.2），6N01作为轻量化的材料已经在高速列车中广泛应用。
图1.1CRH2高速列车大型中空的挤压型材车体德国、法国等欧洲高速列车的制造公司和日本新干线的列车制造企业均采用这一类合金作为生产高速列车的关键用材。
但由于铝合金的线膨胀系数较大，约为钢的2倍，凝固体积收缩率可达6.5%～6.6%，因此，在焊接某些铝合金时往往由于过大的收缩内应力而导致裂纹产生。
目前国内在该类型铝合金型材制造及其使用方面的研究还比较少。
我国已经生产大型的铝合金挤压型材母材能够满足使用要求，但是焊接后的焊接接头的性能发生了严重的恶化。
所以研制我国性能优良的铝合金挤压型材及更加先进的焊接材料与焊接技术对推进中国高速列车制造技术的发展以及实现轨道交通的轻量化、高速化和国产化具有重要的意义。
因此对6N01铝合金的焊接接头的组织性能研究必不可少。
图1.26N01型材结构1.1.2铝合金的分类至今人类已经研发了多种系列的铝合金。
按照性能用途，可以把铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金。
按照是否可以进行热处理强化分类，可以把铝合金分为热处理型铝合金和非热处理型铝合金。
具体分类方法如图1.3。
纯铝1XXX系，如1000合金非热处理型铝合金Al-Mn系合金3XXX系合金，如3004合金加工材Al-Si系合金4XXX合金，如4043合金Al-Mg系合金5XXX合金，如5083合金热处理型铝合金Al-Cu系合金2XXX合金，如2024合金铝及铝合金Al-Mg-Si系合金6XXX合金，如6063合金Al-Zn-Mg-Cn系合金7XXX合金，如7075合金Al-Li系合金，8XXX合金，如8089合金纯铝系非热处理型铝合金Al-Si系合金，如ZL102合金Al-Mg系合金，如ZL103合金铸造材Al-Cu-Si系合金，如ZL107合金Al-Cu—Mg-Si合金，如ZL110合金热处理型铝合金Al-Mg-Si系合金，如ZL104合金Al-Mg-Zn系合金，如ZL305合金图1.3铝及铝合金1.1.3铝合金的强化1.固溶强化：当各种合金元素加入到基体金属中而造成晶格畸变时，致使位错运动的阻力增加了，从而产生固溶强化作用，使其强度提高。
根据金属合金化的一般规律，可以形成有限固溶体和无限固溶体。
同时可以获得较高强度、良好的塑性及易加工成型性。
通常来说，有限固溶体形式为铝的合金化后的常见形式（比如二元合金：Al-Cu，Al-Si，Al-Zn，Al-Mg等），同时具有较大的的溶解极限。
常见的合金化元素包括：Cu，Mg，Si，Mn，Zn，Ni等。
2.过时效强化：通过热处理强化的方式也可以完成合金元素对铝的强化。
由于纯铝没有同素异构转变，所以热处理强化方式与钢不同。
热处理强化的铝合金材料主要是由于合金元素的固溶度随着温度的降低而急剧下降。
所以，铝合金经过加热、保温、在水中淬火的过程后可以得到过饱和的铝基固溶体。