【文章內容簡介】 頭的力學性能和顯微組織進行了研究。研究表明， 2519 鋁合金的焊接性能比較好，因為熱循環(huán)的作用，焊接接頭的力學性能相對于基材發(fā)生了比較大的變化。 2519 鋁合金焊接接頭的力學性能低于基材的性能，恰恰鋁合金最薄弱環(huán)節(jié)是焊縫處，然后是焊接熱影響區(qū)內的軟化區(qū)，而形成軟化區(qū)的主要原因是強化相粒子發(fā)生過時效而粗化。 2519 鋁合金是 AlCu 系熱處理可強 化合金，是 20 世紀 80 年代開發(fā)的一種新型裝甲鋁合金，雖然說 2519 鋁合金有著良好的綜合性能，但在焊接過程當中受到焊接熱輸入的影響，組織結構發(fā)生了變化，焊縫及焊接熱影響區(qū)里面的合金性能發(fā)生了變化，嚴重的影響了裝甲車體焊接構件總體強度和使用壽命。 圖 2519 鋁合金焊接接頭顯微組織 沈陽工學院畢業(yè)論文 3 2519 高強鋁合金是一種新型裝甲材料，具有比較高的比強度和比剛度以及良好的加工和力學性能，其優(yōu)點是其在抗彈性能不低于原 7039 裝甲鋁合金前提下，在海水及鹽霧環(huán)境下的抗應力腐蝕性能明顯提高，到目前為止是制造輕型裝甲戰(zhàn)車 的比較理想的材料。 2519 鋁合金熱變形組織演化 使用 Gleeble1500 熱模擬實驗機研究 2519 鋁合金高溫變形組織演化行為。分析合金在不同壓縮條件下的組織形貌特征時，利用光學顯微鏡 (OM)及透射電子顯微鏡 (TEM)。實驗表明， 2519 鋁合金在變形溫度為 300~450℃ 、應變速率為~1 s1 的條件下，僅發(fā)生動態(tài)回復；而在變形溫度為 350~450℃ ，變形速率達到 10 s1 的條件下變形時，發(fā)生動態(tài)再結晶，動態(tài)再結晶機制為幾何動態(tài)再結晶和連續(xù)動態(tài)再結晶。 Gleeble1500 熱模 擬機進行高溫等溫的壓縮實驗，研究了 2519 鋁合金在變形溫度為 300～ 450℃ 、應變速率為 ～ 10s1 條件下的流變變形行為。實驗結果表明，變形溫度和應變速率對合金流變應力的大小有明顯影響，流變應力與溫度成反比，隨溫度升高而降低，與變速率成正比，隨應變速率的提高而增大。在應變速率 ε10s1 前提下，流變應力開始隨應變增加而增大，達到峰值后趨于平穩(wěn)，表現(xiàn)出動態(tài)回復的特征；而在 ε=10s1， t≥350℃ 的變形條件下，鋁合金發(fā)生了局部的動態(tài)再結晶?？捎冒?Arrhenius 項的 Zener2Hollomon 參數(shù)描述 2519鋁合金高溫塑性變形時的流變行為。 2519 鋁合金的均勻化熱處理 采用掃描電鏡 (SEM)、差熱掃描分析 (DSC)、 X 射線衍射 (XRD)和能譜分析(EDS)等。研究了 2519 鋁合金鑄態(tài)及不同工藝均勻化處理后的顯微組織結構和合金元素分布狀況。研究結果表明 :合金鑄態(tài)組織的成分偏析比較嚴重 ,合金元素Fe、 Cu 多偏聚于晶界處 ,形成 Al2Cu 和 Al7Cu2Fe 兩個共晶相；最佳均勻化溫度是 530℃ ,時間是 h。在這種情況下 ,共晶相 Al2Cu 溶解充分 ,溶入晶內基體中的 Cu 元素濃度最高 ；在 530℃ 下進行均勻化處理 ,合金也表現(xiàn)出最佳的力學性能。 沈陽工學院畢業(yè)論文 4 圖 均勻化動力學曲線 課題研究的內容和意義 課題研究的內容 （ 1）研究 2519 鋁合金的特點分類及 GMAW 的焊接方法。 （ 2）制定 2519 鋁合金材料的焊接工藝，選定焊接參數(shù)，按照所選定的參數(shù)得到 GMAW 焊焊接的接頭試樣。 （ 3）打磨拋光試樣，腐蝕，用光學顯微鏡觀察焊接接頭的基體、熔合區(qū)、熱影響區(qū)及其它不同部位的組織分布、晶粒大小以及組織形態(tài)，分析這些試驗結果可能對材料造成的影響。 課題研究的意義 2519 高強鋁合金是一種新型裝甲材料，具有比較高的比強度和比剛度以及良好的加工和力學性能，其優(yōu)點是其在抗彈性能明顯提高，在海水及鹽霧環(huán)境下的抗應力腐蝕性能 明顯提高，到目前為止是制造輕型裝甲戰(zhàn)車的比較理想的材料。對國防事業(yè)支持。 沈陽工學院畢業(yè)論文 5 第 2 章 實驗材料、設備及方法 實驗材料 母材 實驗材料是 AlCu， AlMn， AlZr 和 AlTi 中間合金。工業(yè)純 Mg、 Al 配制合金，板厚 20mm。 表 2519 鋁合金化學成分 (%) 元素種類 Cu Mn Zr Ti Mg Zn Fe Si Al 含量 余量 焊接材料 本實驗焊接材料采用直徑為 的進口 4047 焊絲進行焊接 表 焊絲化學成分 (%) 元素種類 Cu Mn Zr Ti Mg Zn Fe Si Al 含量 \ \ 余量 實驗設備 焊接設備 此次實驗用到雙絲 GMAW 焊接方法對 2519 高強度鋁合金進行焊接，焊接時，系統(tǒng)由兩個相互通信協(xié)調的焊接電源，送絲機構，一只雙通道焊槍組成來完成作業(yè)。 沈陽工學院畢業(yè)論文 6 圖 雙絲 GMAW 高效焊接系統(tǒng)的焊槍 雙絲 GMAW 焊接原理 雙絲 GMAW 焊接原理如圖 所示，兩根焊絲通過一個特定設計的焊槍按照一定的角度送入同一個熔池當中，兩根焊絲由它們各自的脈沖電壓、電源供電，送 絲速度、脈沖頻率、脈沖時間、基值電流等參數(shù)都可獨立調節(jié)，電弧控制非常靈活。雙絲 GMAW 焊由兩根焊絲同一時刻熔化、處于同一個熔池當中，二者互相加熱，最大限度的減少了熱量的損耗，從而提高了生產效率和熔敷速度。 電弧在熔化的電極和工件之間燃燒，電弧和焊接熔池通過供氣系統(tǒng)提供穩(wěn)定的 CO2 氣體保護罩來防止空氣進入。 圖 雙絲 GMAW 焊接原理圖 雙絲 GMAW 焊接時前、后絲對焊縫成形有著非常明顯并且完全不相同的影響，如圖 所示，焊接時前絲與焊件垂直且使用較低的電壓和較大的電流，形成較大的熔深（ S）；后絲與前絲形成一定的夾角，保持相對較小的電流和略高沈陽工學院畢業(yè)論文 7 一點的電弧電壓，從而達到提高焊縫熔寬（ C）的目的。因此焊接時應根據(jù)兩根焊絲的不同的作用從而選擇合適的參數(shù)。 圖 前后絲對雙絲 GMAW 焊縫成形的影響 拉伸性能檢測設備 焊接接頭的拉伸強度試驗是檢測焊接接頭機械力學性能的一個重要試驗。此次試樣進行力學性能測試時將使用 CCS44100 的電子拉伸機進行試驗，點焊接頭拉伸剪切測試樣。同一焊接參數(shù)下得拉伸測試數(shù)據(jù)取三個拉伸試樣測試結果得算術平均值。 CCS44100 的電子拉伸機參數(shù)：型號： CCS44100 力量范圍500N1000KN；誤差極限：示值得 ％以內；實驗速度調節(jié)范圍： 5100mm/min 圖 CCS44100 的電子拉伸機 維氏硬度測試設備 材料的硬度是彈性形變的一個重要指標，是機械力學性能的一個比較重要檢測步驟。根據(jù)測量時采用的不同形狀的金剛石壓頭，硬度可以分為維氏顯示硬度沈陽工學院畢業(yè)