Sc、Zr、Er对5xxx铝合金焊丝焊接性能的影响

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本文针对5xxx系铝合金焊丝在焊接后存在着焊接接头软化的问题,通过向焊丝中添加微量的稀有金属元素,对比微合金化后的焊丝与传统焊丝施焊后的焊接接头的组织性能和力学性能,确定添加微量的Sc、Zr、Er后的焊丝是否有利于提高铝合金焊接接头强度。本文自制的焊丝是在传统的5183和5356铝合金焊丝中添加微量的Sc、Zr、Er元素,采用铜模铸造-挤压-拉拔-表面处理的方法制备铝合金焊丝,选用手工交流钨极氩弧焊的焊接方法焊接5182和7A52铝合金板材,对比不同焊丝焊后焊接接头区域的组织性能与力学性能。对比传统焊丝与微合金化后的焊丝焊后焊接接头微观组织,结果发现,向5183和5356铝合金中添加微量的Sc、Zr、Er元素,合金挤压态组织得到显著细化,微合金化后的焊丝施焊后的焊接接头焊缝区的等轴晶组织细小且分布均匀,熔合区的柱状晶生长区域变窄,接头组织过渡平缓,方向性减弱。经XRD检测发现,微合金化后的焊丝焊接接头有Al3Sc、Al3Er、Al3Ti. AlMg等强化相析出。检测几种焊丝焊接接头的力学性能,结果表明,使用几种焊丝的焊接接头硬度分布趋势相似,使用Sc、Zr、Er微合金化的焊接接头的硬度、抗拉强度和抗弯强度均高于传统5183和5356焊丝施焊后的焊接接头。在7A52板材力学性能检验中,添加0.3%Sc的2#焊丝的抗拉强度最高,抗拉强度达到母材的72.5%;添加0.3%Sc元素的焊接接接头具有最大的抗正弯能力,添加0.1%Sc+0.2%Er的焊接接头具有最大的抗背弯能力。在5182板材力学性能检验中,拉伸试样全部在母材处断裂,焊接性能良好。
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