深冷处理
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25℃ -35℃ -95℃ -155℃ -190℃
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图2.4 （c）-190℃深冷处理工艺曲线
第3章 试验结果及分析
• 3.1拉伸试验
3.1.1拉伸试样的制备
• 用M-295306线切割在焊接件上加工出拉伸试样见图3.1。
3.1.2拉伸曲线图
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图2.4 （b）-175℃深冷处理工艺曲线
• 同理，继温度达到-155℃时，保温30min；保温后继续降温5min，当 温度达到既定温度-190℃时，3组试样分别保温4、8和10小时后，随 深冷处理箱缓慢升至室温；深冷处理工艺曲线如图（c）。
第一章 绪论
• • • • • • • 铝及铝合金的基本特性 、分类、应用 铝合金的焊接性 焊后接头软化问题分析及解决措施 深冷处理的概念和作用 国内外深冷处理研究状况 深冷处理对铝合金性能的影响 铝合金深冷处理机理
第二章 实验方法及设备
• 2.1试验材料
本实验所采用的材料为5A06铝合金
2.2实验方法的确定
将准备好的四组试件，分别放在微机控制电子式万能实验机上进行拉伸 测试。拉断后试样如图3.2所示。
3.1.3拉伸性能测试结果
• 5A06铝合金MIG焊接接头不同深冷处理工艺的拉 伸性能Baidu Nhomakorabea3.1、3.2、3.3、3.4所示。
3.1.4 结果分析
• 将第一组中未处理的试件与后三组中经过深冷处 理后的试件进行比较：如第一、二、三组中试件 101、201、302的抗拉强度值分别为335.50MPa、 346.36MPa、348.31MPa，而未处理的100试样抗 拉强度值仅为333.35MPa，从而可知深冷处理后的 焊接接头，其抗拉强度差不多提高了5%，说明深 冷处理后，焊接接头的力学性能得到提高；比较 后三组中第一个试件的抗拉强度和延伸率值可以 发现，其值大致增加了4%和11%，从而得出：在 相同的保温时间条件下，深冷处理温度越低，强 化程度越高，显微组织越致密，即力学性能越好 。
• 2.3.3焊接试验方法
• 为保证在焊接中结果的一致性，试件焊缝在焊后要经过X射线无损探 伤（RT）检测. • 采用线切割制备焊接接头拉伸试样，焊接接头拉伸试样如图2.1所示
• 2.3.4深冷处理方案
• 将制备好的焊接接头拉伸试样分为四组，第一组为一个未做深冷处理的试板 100，第二、三、四组中的试板分别经过-155℃、-175℃和-190℃深冷处理， 且每一组有三个试样，每个试样又是分别经过4h、8h和10h深冷处理之后得到 的。最后通过试验与未处理试样100及相互之间进行对比，得出相关结论。
• 2.2.1 MIG焊 • MIG焊采用焊丝作电路，在惰性气体（氩气和氦 气）保护下，电弧在焊丝与焊件之间燃烧。 • 2.2.2 MIG焊的应用 • MIG焊适用于焊接低碳钢、低合金钢、耐热钢、 不锈钢、非铁金属及其合金。低熔点或沸点金属 材料如铅、锡、锌等，不宜采用熔化极惰性气体 保护焊 。
2.3焊接试验准备
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图2.4 （a）-155℃深冷处理工艺曲线
• 同理，继温度达到-155℃时，保温30min；保温后继续降温5min，当 温度达到既定温度-175℃时，3组试样分别保温4、8和10小时后，随 深冷处理箱缓慢升至室温；深冷处理工艺曲线如图（b）。
2.4深冷处理试验
• 2.4.1试验设备
• 深冷处理试验设备应用的是中国科学院理化技术研究所研制的深冷控 制箱，型号为SLX-30。
• 2.4.2深冷处理工艺曲线
• 将加工好的拉伸试样分别放入深冷处理箱中进行深冷处理，从室温25 ℃， 以 6 ℃/min 的降温速率， 降温10min， 温度达到－35 ℃， 在－35 ℃保温30 min； 保温后继续降温10 min， 温度达到－95 ℃， 在－95 ℃保温30min； 保温后继 续降温10 min， 当温度达到既定温度－155 ℃时，在既定温度下3组试样分别 保温4小时、8小时和10小时后，随深冷处理箱缓慢升至室温；深冷处理工艺 曲线如图（a）
3.2焊接接头布氏硬度的测试
• 焊接接头经过深冷处理后，显微硬度值远 高于未处理的硬度值，且保温条件相同时 ，深冷温度越大，所测的硬度值越大。这 是因为经过深冷处理后，接头组织变得均 匀细小，同时析出更多的第二相，正是这 些第二相提高了接头的硬度。
3.3金相组织分析
• 在相同深冷处理时间下，随着处理温度的 降低，组织明显细密，第二相分布更加均 匀，弥散，晶粒达到良好细化。晶粒最细 小的是在-190℃深冷处理10小时后的组织。 说明铝合金焊接接头通过深冷处理后也表 现出晶粒细化现象，而且第二相析出的弥 散程度也最高。
第四章 结 论
• （1）通过深冷处理后的接头，可使焊缝区晶粒变得细小，力学性能 提高，且第二相析出增多，呈弥散分布在铝合金基体中，而这些金属 间化合物的硬度较高,所以接头强度有所增大。 • （2）未深冷处理试件的抗拉强度值和延伸率分别为333.35MPa和 7.04%，而在-155℃深冷处理、保温8h下，其值分别变为350.40MPa和 17.95%，与未深冷处理试件相比较，抗拉强度增大了5%，延伸率变为 原来的两倍多；并随温度降低到-190℃时， 与未处理相比虽抗拉强度 值也增加了5%，但延伸率是原来的三倍多，所以强化程度程度更大。 这样接头强度增大，力学性能提高，增加了试件被拉断时所需的力， 从而有效提高了工件的寿命。 （3）采用不同的深冷处理工艺参数，其强化程度会有所不同。通过 实验可知，在相同的保温条件下，深冷处理温度越低，强化效果越好 。
• •
致 谢
• 感谢高珊老师，在课题的指导、实验的进 行和论文的撰写等方面都给予了我们细心 的安排和讲解，最后诚挚地感谢参加论文 评审和答辩的各位专家、老师，衷心希望 在今后的生活中工作顺利，万事如意！
• 2.3.1试验材料
• 试验用材料为退火状态的5A06的铝合金板材，焊接试板 300mm×100mm×7mm数量为2块。根据母材的化学成分，焊丝选用 了ER5356,焊丝直径为1.6mm，母材与焊丝的化学成分如下表2.1所示 。
2.3.2焊接工艺参数
采用 MIG 焊沿试板长度方向进行对接平焊， 将300 mm×100 mm×7 mm 的退火态 5A06 铝合金试板接口处加工成 60°的 V 形坡口， 钝边为 1．2 mm， 无对接间隙。
深冷处理温度对5A06铝合金 MIG焊接接头性能的影响
指导教师：高珊
学生：王宁 班级：成型081408 时间：2012-6-13
课题背景
低于-100℃以下的冷处理称为深冷处理，它是 最新的强韧化处理工艺之一。深冷处理作为改 善材料力学性能，具有很重要的意义。对于焊 接件来说，最薄弱的还是在焊接接头上，因此 如何能提高焊接件焊接接头的性能成为制约结 构整体强度的一个瓶颈。 本文主要以实验的方法，在不同温度下对焊缝 进行深冷处理，对其之后的材料性能进行分析， 以论证深冷处理对MIG焊接接头性能的影响。
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图2.4 （c）-190℃深冷处理工艺曲线
第3章 试验结果及分析
• 3.1拉伸试验
3.1.1拉伸试样的制备
• 用M-295306线切割在焊接件上加工出拉伸试样见图3.1。
3.1.2拉伸曲线图
25℃
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图2.4 （b）-175℃深冷处理工艺曲线
• 同理，继温度达到-155℃时，保温30min；保温后继续降温5min，当 温度达到既定温度-190℃时，3组试样分别保温4、8和10小时后，随 深冷处理箱缓慢升至室温；深冷处理工艺曲线如图（c）。
第一章 绪论
• • • • • • • 铝及铝合金的基本特性 、分类、应用 铝合金的焊接性 焊后接头软化问题分析及解决措施 深冷处理的概念和作用 国内外深冷处理研究状况 深冷处理对铝合金性能的影响 铝合金深冷处理机理
第二章 实验方法及设备
• 2.1试验材料
本实验所采用的材料为5A06铝合金
2.2实验方法的确定
将准备好的四组试件，分别放在微机控制电子式万能实验机上进行拉伸 测试。拉断后试样如图3.2所示。
3.1.3拉伸性能测试结果
• 5A06铝合金MIG焊接接头不同深冷处理工艺的拉 伸性能Baidu Nhomakorabea3.1、3.2、3.3、3.4所示。
3.1.4 结果分析
• 将第一组中未处理的试件与后三组中经过深冷处 理后的试件进行比较：如第一、二、三组中试件 101、201、302的抗拉强度值分别为335.50MPa、 346.36MPa、348.31MPa，而未处理的100试样抗 拉强度值仅为333.35MPa，从而可知深冷处理后的 焊接接头，其抗拉强度差不多提高了5%，说明深 冷处理后，焊接接头的力学性能得到提高；比较 后三组中第一个试件的抗拉强度和延伸率值可以 发现，其值大致增加了4%和11%，从而得出：在 相同的保温时间条件下，深冷处理温度越低，强 化程度越高，显微组织越致密，即力学性能越好 。
• 2.3.3焊接试验方法
• 为保证在焊接中结果的一致性，试件焊缝在焊后要经过X射线无损探 伤（RT）检测. • 采用线切割制备焊接接头拉伸试样，焊接接头拉伸试样如图2.1所示
• 2.3.4深冷处理方案
• 将制备好的焊接接头拉伸试样分为四组，第一组为一个未做深冷处理的试板 100，第二、三、四组中的试板分别经过-155℃、-175℃和-190℃深冷处理， 且每一组有三个试样，每个试样又是分别经过4h、8h和10h深冷处理之后得到 的。最后通过试验与未处理试样100及相互之间进行对比，得出相关结论。
• 2.2.1 MIG焊 • MIG焊采用焊丝作电路，在惰性气体（氩气和氦 气）保护下，电弧在焊丝与焊件之间燃烧。 • 2.2.2 MIG焊的应用 • MIG焊适用于焊接低碳钢、低合金钢、耐热钢、 不锈钢、非铁金属及其合金。低熔点或沸点金属 材料如铅、锡、锌等，不宜采用熔化极惰性气体 保护焊 。
2.3焊接试验准备
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图2.4 （a）-155℃深冷处理工艺曲线
• 同理，继温度达到-155℃时，保温30min；保温后继续降温5min，当 温度达到既定温度-175℃时，3组试样分别保温4、8和10小时后，随 深冷处理箱缓慢升至室温；深冷处理工艺曲线如图（b）。
2.4深冷处理试验
• 2.4.1试验设备
• 深冷处理试验设备应用的是中国科学院理化技术研究所研制的深冷控 制箱，型号为SLX-30。
• 2.4.2深冷处理工艺曲线
• 将加工好的拉伸试样分别放入深冷处理箱中进行深冷处理，从室温25 ℃， 以 6 ℃/min 的降温速率， 降温10min， 温度达到－35 ℃， 在－35 ℃保温30 min； 保温后继续降温10 min， 温度达到－95 ℃， 在－95 ℃保温30min； 保温后继 续降温10 min， 当温度达到既定温度－155 ℃时，在既定温度下3组试样分别 保温4小时、8小时和10小时后，随深冷处理箱缓慢升至室温；深冷处理工艺 曲线如图（a）
3.2焊接接头布氏硬度的测试
• 焊接接头经过深冷处理后，显微硬度值远 高于未处理的硬度值，且保温条件相同时 ，深冷温度越大，所测的硬度值越大。这 是因为经过深冷处理后，接头组织变得均 匀细小，同时析出更多的第二相，正是这 些第二相提高了接头的硬度。
3.3金相组织分析
• 在相同深冷处理时间下，随着处理温度的 降低，组织明显细密，第二相分布更加均 匀，弥散，晶粒达到良好细化。晶粒最细 小的是在-190℃深冷处理10小时后的组织。 说明铝合金焊接接头通过深冷处理后也表 现出晶粒细化现象，而且第二相析出的弥 散程度也最高。
第四章 结 论
• （1）通过深冷处理后的接头，可使焊缝区晶粒变得细小，力学性能 提高，且第二相析出增多，呈弥散分布在铝合金基体中，而这些金属 间化合物的硬度较高,所以接头强度有所增大。 • （2）未深冷处理试件的抗拉强度值和延伸率分别为333.35MPa和 7.04%，而在-155℃深冷处理、保温8h下，其值分别变为350.40MPa和 17.95%，与未深冷处理试件相比较，抗拉强度增大了5%，延伸率变为 原来的两倍多；并随温度降低到-190℃时， 与未处理相比虽抗拉强度 值也增加了5%，但延伸率是原来的三倍多，所以强化程度程度更大。 这样接头强度增大，力学性能提高，增加了试件被拉断时所需的力， 从而有效提高了工件的寿命。 （3）采用不同的深冷处理工艺参数，其强化程度会有所不同。通过 实验可知，在相同的保温条件下，深冷处理温度越低，强化效果越好 。
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致 谢
• 感谢高珊老师，在课题的指导、实验的进 行和论文的撰写等方面都给予了我们细心 的安排和讲解，最后诚挚地感谢参加论文 评审和答辩的各位专家、老师，衷心希望 在今后的生活中工作顺利，万事如意！
• 2.3.1试验材料
• 试验用材料为退火状态的5A06的铝合金板材，焊接试板 300mm×100mm×7mm数量为2块。根据母材的化学成分，焊丝选用 了ER5356,焊丝直径为1.6mm，母材与焊丝的化学成分如下表2.1所示 。
2.3.2焊接工艺参数
采用 MIG 焊沿试板长度方向进行对接平焊， 将300 mm×100 mm×7 mm 的退火态 5A06 铝合金试板接口处加工成 60°的 V 形坡口， 钝边为 1．2 mm， 无对接间隙。
深冷处理温度对5A06铝合金 MIG焊接接头性能的影响
指导教师：高珊
学生：王宁 班级：成型081408 时间：2012-6-13
课题背景
低于-100℃以下的冷处理称为深冷处理，它是 最新的强韧化处理工艺之一。深冷处理作为改 善材料力学性能，具有很重要的意义。对于焊 接件来说，最薄弱的还是在焊接接头上，因此 如何能提高焊接件焊接接头的性能成为制约结 构整体强度的一个瓶颈。 本文主要以实验的方法，在不同温度下对焊缝 进行深冷处理，对其之后的材料性能进行分析， 以论证深冷处理对MIG焊接接头性能的影响。