7n01高强铝合金混合气体保护高效焊地研究

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1、国内图书分类号：TG454学校代码：10213国际图书分类号：621.791密级：公开工学硕士学位论文7N01高强铝合金混合气体保护高效焊研究硕士研究生：翟明智导师：计红军副教授申请学位：工学硕士学科：材料加工工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2012年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG454U.D.C:621.791DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONHIGH-EFFICIENCYWELDINGOF7N01ALUMINUMALLOYWITHSHIELDINGOFMIXEDGA

2、SESCandidate：ZhaiMingzhiSupervisor：AssociateProfessorJiHongjunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsProcessingEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要高速列车行业是一个国家交

3、通运输能力的关键指标之一。自08年以来我国高速列车行业发展迅猛，但车体的安全性值得深切关注。目前我国高速列车车体制造中焊接方法仍为传统氩气保护脉冲MIG焊，焊接接头综合性能有待提高。如果可以通过改变保护气体的方式来提高接头性能，将对我国高速列车行业有巨大的推动作用，有利于实现交通运输的高速化、安全化和国产化。本文采用一种新型Ar-He-N2三元混合气体进行了高速列车车体制造中关键材料7N01高强铝合金的脉冲MIG焊研究，并与传统氩气保护方法进行了比较，先后开展了堆焊和对接试验；采用金相显微镜、EBSD、SEM、STEM和TEM等材料表征方法对接头显微组织进行了观察；并对接头的维

4、氏显微硬度、抗拉强度与疲劳等力学性能进行了测试。堆焊试验研究结果显示，与纯氩保护相比，三元气体可压缩电弧直径，提高热流密度，He自身较高的经典导热系数与N2解离能当量导热系数对压缩电弧产生主要作用。三元气体的采用减小了焊接飞溅与大滴过渡的发生概率，提高了熔滴过渡稳定性，并提高焊接效率20%。7N01铝合金对热输入比较敏感，热输入过小或过大均造成强度的急剧下降。将三元气体引入对接试验，并在提高焊接速度20%的条件下得到了纯氩保护时相近的熔透程度。对接试验研究结果显示，使用三元气体保护后，由于焊接速度的提高和熔池流动状态的改善，焊缝中心晶粒得到了细化，α-Al(FeMn)相和Al(

5、ZnMg)相晶界偏析程度减弱，MgZn2的亚稳相η’比例增加。保护气体中的N2并没有参与熔池反应。三元混合气体保护提高了接头硬度，减小了HAZ宽度。三元气保护接头的抗拉强度和塑性分别为287.28MPa和7.5%，均高于纯氩保护接头的256.76MPa和6.2%。在不同的应力强度因子幅下，三元气保护接头的疲劳裂纹扩展速率均低于纯氩保护接头。关键词：7N01铝合金；MIG焊接头；保护气体；微观组织；力学性能-I-哈尔滨工业大学硕士学位论文AbstractHigh-speedtrainisoneofthemostimportantindexesoftransportationina

6、country.Since2008,therehasbeenarapidexpansioninhigh-speedtrainenterpriseinChina,butthesecurityofthesefasttrainsshouldbepaidcloseattention.Atpresent,pulsedmetalinert-gasweldingwiththeshieldingoftraditionalargonisstillthemainweldingmethodfortheproductionofhigh-speedtrains.Iftheshieldinggascoul

7、dbechangedinordertoimprovethemechanicalpropertyofjoints,therewouldbeahugeboosttofasttrains,anditwouldbebeneficialtorealizethehigh-speedability,securityandlocalizationofthetransportation.NewAr-He-N2ternarygaseswereappliedinthisstudytobetheshieldingg