ti、zr微合金化焊丝对2a12铝合金焊缝组织及性能的影响

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1、学校代码：10406分类号：TG422.3学号：120080503036南昌航空大学硕士学位论文（学位研究生）Ti、Zr微合金化焊丝对2A12铝合金焊缝组织及性能的影响硕士研究生：陈和导师：杨成刚副教授申请学位级别：硕士学科、专业：材料加工工程所在单位：航空制造工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：南昌航空大学EffectofTi,Zrmicroalloyingweldingwiresonthemicrostructureandpropertiesof2A12aluminumalloyweldsADissertationSubmittedfo

2、rtheDegreeofMasterOnMaterialProcessingEngineeringbyChenHeUndertheSupervisionofProf.YangChenggang(SchoolofAeronauticalManufacturingEngineering)NanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune,2015摘要2A12铝合金具有良好的综合力学性能，广泛地应用于航空航天、雷达天线、交通运输等工业中。然而2A12铝合金熔焊时不仅易产生热裂纹，而且焊缝强度低、塑性差。晶粒细化是提高

3、焊接接头强度和塑性，改善接头综合力学性能重要的方法之一。目前普遍的方法是添加孕育剂来细化焊缝的组织。本文首先通过向铝铜合金中分别单独及复合添加Ti、Zr元素，对合金显微组织及性能进行了分析。然后以此为参考设计了4种铝铜合金焊丝，采用优化的TIG焊接工艺参数，对2A12铝合金进行焊接。研究不同Ti、Zr含量的焊丝对2A12铝合金焊缝组织及性能的影响。主要取得了以下研究成果：铝铜合金中未添加Ti、Zr元素时，合金组织为粗大的树枝晶；当合金中单独添加0.3%Ti或0.3%Zr时，合金组织有所细化，为细小的等轴晶，晶粒尺寸相比于未添加Ti、Zr的合金显著减小

4、。当复合添加0.1%Ti和0.1%Zr元素时，对组织的细化效果要好于单独添加Ti或Zr元素。当Ti、Zr含量分别为0.3%、0.3%时，进一步细化晶粒，但此时组织中有粗大的析出相且部分发生偏聚，导致合金的抗拉强度有所降低。采用TIG焊对2A12铝合金进行焊接，随着焊接电流的增加，焊缝熔宽及熔深逐渐增加；随着焊缝速度的增加，焊缝熔宽及熔深逐渐减小。当焊接电流为81A、焊接速度为2.27mm/s时，能获得一个良好的焊缝成形。随着焊丝中Ti、Zr含量的增加，焊缝组织逐渐细化，可见Ti、Zr对2A12铝合金焊缝组织复合细化作用是相容的。当焊丝中Ti、Zr含量

5、较少时，Ti、Zr在焊缝中形成Al3Ti，Al3Zr作为焊缝的非均匀形核核心促进组织细化；当焊丝中Ti、Zr含量进一步增加，在焊缝中除形成Al3Ti和Al3Zr外还形成了Al3(Ti,Zr)相粒子充当焊缝的形核核心促进组织细化。当焊丝中Ti为0.248%，Zr为0.244%时，焊缝组织最为细小，对焊缝细化效果最好，接头强度和塑性最高。关键词：2A12铝合金，非均匀形核，组织细化IAbstract2A12aluminumalloysarewidelyusedintheaerospace,radarantenna,transportationandoth

6、erindustrialapplicationswithgoodcomprehensivemechanicalproperties.Butthehotcrackcanbeproducedandthestrength,plasticityofjointwillbelowerwith2A12aluminumalloyswelding.Grainrefinementisoneofthemosteffectivemeanstoincreasetheweldedjointstrength,plasticityandachievecomprehensivemec

7、hanicalproperties.Atpresentthecommonmethodistoaddinoculantstorefinethemicrostructureofweldmetal.Firstly,thisarticleistoinvestigatethemicrostructureandmechanicalpropertiesbyseparatelyandcompoundaddingtraceTi,ZrelementsintoAl-Cualloys.Toweld2A12aluminumalloywith4kindsofaluminumco

8、pperalloyweldingwire,whicharedesignedaccordingtotheabo