2A12铝合金焊接接头力学性能的分析.

2A12铝合金焊接接头力学性能的分析
焊接接头的力学性能试验主要是测定焊接接头在不同载荷作用下的强度、硬度、塑性和韧性。

焊接接头包括母材、焊缝金属和热影响区三个部分，其特点是存在金相组织和化学成分的不均匀性，从而导致存在力学性能的不均匀性。

3.5.1 拉伸试验
拉伸试验设备及程序按GB228-87《金属拉力试验法》标准规定进行。

试样在微机控制电子万能实验机机上进行拉伸试验，测试焊缝金属的抗拉强度和延伸率；本次实验用机器型号是RG M-310，规格100Kg，准确度级别0.5级。

焊接接头拉伸试验一般都采用横向试件。

如果焊缝金属强度超过母材金属强度，大部分的塑性应变将在母材金属内出现，从而造成在焊缝区域以外的颈缩和破坏，说明焊缝金属强度超过母材，但不能说明焊缝的塑性。

当焊缝金属强度远远低于母材时，塑性应变集中于焊缝内发生，局部的应变将导致比正常标距低的伸长率。

所以横向焊接接头拉伸试验可以作为接头抗拉强度的尺度，但不能评价接头的屈服点与伸长率。

焊缝金属拉伸试验一般采用试样的轴线与焊缝金属轴线平行，整个试样由焊缝金属加工而成。

(1样坯的制取试件的制备应符合GB2649的有关规定。

样坯可从焊接试件上垂直于焊缝轴线截取，机械加工后，焊缝轴线应位于试件平行长度的中心。

样坯截取位置、方法及数量也按GB2649的有关规定。

铝合金焊接接头的力学性能检测常用如图3.12所示的试样，试样尺寸见表3.3。

图3.12 2A12铝合金焊接接头拉伸试样
注：去掉余高
铝合金焊接接头拉伸试样的尺寸长为79mm，宽为7mm,厚度为2mm。

(2试样及其制备每个试样均应打有标记，以识别它在被截试件中的准确位置。

试样应采用机械加工或磨削方法制备，要注意防止表面应变硬化或材料过热。

在受试长度范围内，表面不应有横向刀痕或划痕。

若有关标准或产品技术条件无规定时，则试样表面应用机械方法去除焊缝余高，使与母材原始表面齐平。

(3实验结果及分析将制备好的试样拿到液压实验机上做拉伸试验，分别测出它们的拉伸强度。

通过试件的断裂位置可知3个试件均在热影响区断裂。

测得的抗拉强度平均值见表3.4，三组试件抗拉强度都达到标准强度（405MPa）的30%以上，符合实际焊接的要求。

表3.4 不同焊接电流下焊接试样的抗拉强度值
试样编号焊接电流I/A 抗拉强度/MPa
1 80 200
2 90 175
3 100 150
不同电流下抗拉强度曲线图如图3.13，3.14，3.15所示：
图3.13 电流80A试样抗拉强度
图3.14 电流90A试样抗拉强度
图3.15 电流100A试样抗拉强度
试样1～3都是在热影响区断裂，因为焊接热影响区中有过时效区，该区有明显的过烧现象，强度，硬度明显下降。

从不同焊接电流焊接的试件进行拉伸实验的结果可知，随着焊接电流的增大，其抗拉强度也随之下降，强化效果下降，甚至消失。

结果表明，2A12焊接接头强度与焊接工艺参数关系密切。

接头的软化程度与焊接热输入有密切关系，软化程度随着焊接热输入量的增加而变得严重，接头的强度下降也越严重。

随着焊接电流的增大，焊接热输入量也随之增加，焊接接头的软化也越严重。