ZL114A鋁合金激光-電弧復(fù)合焊接頭組織分布與性能研究.pdf

1、采用激光-電弧復(fù)合熱源單道焊接8mm厚的ZL114A鋁合金板。主要研究了激光-電弧復(fù)合焊接ZL114A鋁合金焊縫宏觀形貌、顯微組織組成及尺寸變化，分析了α-Al樹枝晶尺寸在接頭沿板厚方向和橫向的大小、分布情況和組織梯度變化。并研究了接頭整體、分層切片樣品的抗拉強(qiáng)度和顯微硬度等，討論了樹枝晶尺寸和組織梯度與樣品的力學(xué)性能的關(guān)系。
　　 研究發(fā)現(xiàn)激光-電弧復(fù)合焊接工藝下，不論焊接過程中使用的是4047還是5356焊絲，ZL114A鋁

2、合金焊縫熔凝區(qū)顯微組織主要為樹枝狀的α-Al相和黑色的(Al+Si)共晶相，α-Al樹枝晶尺寸從焊縫上部至根部依次減小，出現(xiàn)縱向組織梯度。4047焊絲單道復(fù)合焊接頭中，α-Al呈明顯的樹枝晶形態(tài)生長，樹枝晶尺寸較長，橫向組織梯度明顯；5356焊絲接頭中，由于Mg含量相對較高，析出了第二相質(zhì)點(diǎn)Mg2Si，有利于形核，細(xì)化了α-Al樹枝晶，橫向組織梯度較小。
　　 對4047及5356兩種Mg含量不同的填絲單道焊接頭進(jìn)行分層切片和縱

3、向抗拉強(qiáng)度測試，結(jié)果表明，接頭分層切片樣品抗拉強(qiáng)度與切片內(nèi)部α-Al樹枝晶尺寸直接相關(guān)，分層切片樣品的抗拉強(qiáng)度隨α-Al樹枝晶尺寸增大而降低。接頭縱向抗拉強(qiáng)度隨著焊縫沿板厚方向組織梯度的增大而降低；組織梯度越小，顯微組織越均勻，接頭的性能越好。當(dāng)α-Al樹枝晶尺寸細(xì)化到40μm時(shí)，切片抗拉強(qiáng)度可達(dá)286MPa，達(dá)到了母材經(jīng)過T6處理后的抗拉強(qiáng)度。接頭拉伸斷口分析表明：斷口呈現(xiàn)出鑄態(tài)斷口特征，斷裂模式為穿晶斷裂，斷口上存在較多的撕裂棱，并