【摘 要】
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6016铝合金是一种综合性能良好的铝合金材料,由于它的性能优势,在汽车轻量化、节能环保等方面具有巨大的发展潜力。然而,焊接接头的“软化”问题限制了其应用。本文选用激光焊接技术对6016铝合金进行焊接,研究接头的微观结构、力学性能及耐腐蚀性能,对比分析两种不同强化手段下(焊后热处理和超声冲击处理)接头组织和性能的变化。对拓展和开发6016铝合金在汽车轻量化中的应用潜力具有意义。首先,使用10 k W
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6016铝合金是一种综合性能良好的铝合金材料,由于它的性能优势,在汽车轻量化、节能环保等方面具有巨大的发展潜力。然而,焊接接头的“软化”问题限制了其应用。本文选用激光焊接技术对6016铝合金进行焊接,研究接头的微观结构、力学性能及耐腐蚀性能,对比分析两种不同强化手段下(焊后热处理和超声冲击处理)接头组织和性能的变化。对拓展和开发6016铝合金在汽车轻量化中的应用潜力具有意义。首先,使用10 k W的YLS-10000激光器对厚度为5 mm异种加工状态的6016铝合金进行对接焊,从中选取质量较好的接头。其次,对不同组别的焊接接头分别进行热处理和超声冲击处理,进行微观结构分析、力学性能分析及腐蚀性能分析,与焊态接头进行对比,探究焊后热处理和超声冲击处理对接头组织及性能的影响规律及强化机理。试验结果显示,焊态接头各区域晶粒尺寸差异很大。焊缝中心为细小且分布均匀的等轴晶;熔合区至焊缝中心间为粗细分层的等轴晶,分层处有大量沉淀相析出;熔合区为垂直于熔合线生长的粗大柱状晶,熔合线附近出现液化裂纹,6016T6母材一侧较多;6016T6母材为细小等轴晶,6016F母材为沿轧制方向的带状组织。热处理后,熔合区液化裂纹减弱,粗细分层结构和成分偏析消失,其中在530℃固溶6小时/180℃下人工时效3小时后的接头效果最为明显。超声冲击后,焊趾处过渡圆滑,应力集中消失,冲击层产生剧烈的塑性变形,晶粒细化,其中冲击初载荷50 N、全覆盖冲击5次后的接头效果最佳。通过力学性能对比,焊态接头力学性能要低于母材,接头出现“软化”;热处理和超声冲击处理后,接头的力学性能均有不同程度的提升,其中在热处理参数为530℃固溶6小时/180℃下人工时效3小时和冲击参数为冲击初载荷50 N、冲击5次处理后的接头力学性能最佳。通过耐腐蚀性能对比,热处理和超声冲击处理后焊缝各区域微观结构均匀性和化学成分均质化程度提高,与焊态接头相比耐腐蚀性能均明显提高。
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