激光—电弧复合焊7075-T6铝合金接头软化行为研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xpz_peng
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时效强化型7075-T6铝合金熔化焊后,接头会出现严重的“软化”现象。其中气孔是影响接头服役性能的重要因素之一。但长期以来,由于受技术条件和分析手段的限制,人们只能从断口或X射线探伤获得气孔较为粗略的统计结果,部分研究结论甚至还有矛盾之处。本文不仅通过常规测试手段,如静载拉伸试验、金相观察(OM)、扫描电子显微技术(SEM/EDS)、透射电子显微技术(TEM),而且还首次利用上海高能同步辐射光源(SSRF)等先进的材料研究手段,深入分析了激光-电弧复合焊7075-T6铝合金接头的软化机理,并建立了基础的强度理论模型,从不同角度深入揭示了接头静强度下降的原因。基于同步辐射光源,还首次给出了接头区强化元素的分布图,如Zn和Cu的含量分布图及焊缝中心气孔三维分布图。主要研究结论如下:(1)复合焊焊接接头的抗拉强度大约为母材的53%,软化较为严重,整个接头强度最弱的部位在焊缝中心。(2)由于熔池温度过高导致Zn元素蒸发烧损及在熔池凝固过程中Cu元素发生严重逆偏析,致使热影响区的强化元素要高于焊缝中心。(3)复合焊焊接接头的弹性模量略高于母材,可能是由于化学成分、微观结构、焊缝几何形貌及残余应力分布不均匀导致。(4)复合焊焊接接头中气孔尺寸范围从小于0.01μm到大约107μm,通过Schwartz-Saltykov方法建模评估了气孔对于静强度的破坏性。(5)建立了7075-T6复合焊对接接头强度的数学模型,并以此表达了弹性模量、气孔率及焊接热输入之间的定量关系。该数学模型的计算结果与试验结果有很好的一致性。(6)气孔对接头静强度影响较小,而焊接热输入致微观组织改变和强化元素损失是接头静强度降低的主要原因。
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