專利名稱：一種改善鋁銅焊絲焊接接頭性能的焊后熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計焊后熱處理方法，特別是一種改善鋁銅焊絲焊接接頭性能的焊后熱處
理方法。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)鋁銅合金為可熱處理強(qiáng)化，具有很高的室溫強(qiáng)度及良好的高溫和超低溫性能，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)和汽車的結(jié)構(gòu)件以及輕型戰(zhàn)車的防護(hù)裝甲。高強(qiáng)鋁銅合金焊接強(qiáng)度低，一般為母材的60-80%。采用與基體材料成分相近的焊絲可以獲得較好的焊接性能，如廣泛應(yīng)用于飛機(jī)蒙皮、火箭、艦船、兩棲裝甲突擊車、空投空降車的2519鋁合金大多采用ER2319焊絲焊接。在焊接條件下，加熱和冷卻的速度都很迅速，使合金來不及建立平衡狀態(tài)，在不平衡的凝固條件下，固相和液相之間的擴(kuò)散來不及進(jìn)行，出現(xiàn)共晶體。其次，由于鋁銅合金的導(dǎo)熱系數(shù)大，促使熔池內(nèi)液體的溫度梯度增大，將有利于柱狀晶的生成長大，并排擠焊縫熔池金屬中的其它合金元素進(jìn)入晶間區(qū)域，易于形成三元共晶體組織如T相，其熔點(diǎn)比二元共晶體更低，這些低熔點(diǎn)共晶物以連續(xù)的網(wǎng)狀組織存在于晶界。由于焊縫中存在連續(xù)網(wǎng)狀分布的共晶組織，容易開裂，焊縫金屬的強(qiáng)度和塑性都偏低。目前鋁銅合金焊后熱處理主要有焊后的時效處理、固溶時效處理2種工藝。焊后時效處理使焊縫中沒來得及析出的第二相繼續(xù)析出，焊接接頭強(qiáng)度有一定的提高，但對焊縫和熱影響區(qū)的析出相形貌沒有明顯影響。固溶時效處理的固溶處理使焊縫區(qū)晶界的共晶組織、焊縫和熱影響區(qū)的析出相熔入αΑΙ基體，時效后析出相的數(shù)量增加，焊接接頭的硬度和強(qiáng)度提高明顯，普通固溶時效處理采用單級固溶處理(在500 535°C保溫)+時效處理，圖1為經(jīng)普通固溶時效處理的焊縫區(qū)域金相組織。然而，鋁合金的固溶必須避免出現(xiàn)過渡液相所致的過燒現(xiàn)象。焊接凝固過程因非平衡凝固而呈現(xiàn)連續(xù)網(wǎng)狀分布的共晶組織，焊后單級固溶處理在偽共晶相的條件下，不可能溶入更多的合金原子，影響了固溶以及隨后的時效析出效果。因而，在避免過燒的情況下，如何提高固溶效果以及后續(xù)的時效析出強(qiáng)化效果成為改善鋁銅焊絲焊接接頭性能的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上并針對其不足，提出一種鋁銅焊絲的焊后熱處理工藝，以提高鋁銅合金焊接接頭的強(qiáng)度和塑性。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:鋁銅焊絲焊接件的焊后熱處理工藝，包括固溶處理和時效處理，固溶處理的加熱方式為隨爐慢速升溫，從室溫經(jīng)4 12h升至500 535°C，保溫I 4h ;隨后的時效處理中，時效溫度為160 200°C，時效時間為10 20h。本發(fā)明的鋁銅焊絲焊接件焊后熱處理工藝使焊縫區(qū)晶界的共晶組織、焊縫和熱影響區(qū)的析出相熔入αΑΙ基體，使更多的溶質(zhì)原子溶入基體，進(jìn)一步提高過飽和度，增加了時效析出強(qiáng)化效果；而隨著固溶溫度的升高和時間的延長，可溶性粒子減少，使空洞形核點(diǎn)減少，因而提高了焊接接頭的強(qiáng)度和塑性，特別適用于鋁銅合金板的焊后熱處理。


圖1為采用對比實(shí)施例1工藝處理的焊縫區(qū)域金相組織圖。圖2為采用實(shí)施例1工藝處理的焊縫區(qū)域金相組織圖。圖3為采用對比實(shí)施例1工藝處理的焊縫區(qū)域斷口掃描圖。圖4為采用實(shí)施例1工藝處理的焊縫區(qū)域斷口掃描。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明所述的鋁銅焊絲焊接件的焊后熱處理工藝作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例中使用的鋁銅合金為2519鋁合金，焊絲為1.6mm的ER2319焊絲，板材的尺寸為200 X 150 X 20mm，其中軋制方向的長度150mm，焊接方式為MIG焊，保護(hù)氣體為氬氣。對比實(shí)施例1對20mm厚251 9鋁合金進(jìn)行MIG焊接，采用普通的焊后熱處理工藝:530°C固溶2h+160°C X16h的時效處理，焊接抗拉強(qiáng)度為280MPa，延伸率為4.2%，實(shí)施例1對20mm厚2519鋁合金，進(jìn)行MIG焊接，采用焊后慢速升溫固溶熱處理:從室溫經(jīng)7小時升至固溶溫度535°C再保溫lh+160°C X 16h的時效處理。焊接抗拉強(qiáng)度為295MPa，延伸率為4.8%0實(shí)施例2對20mm厚2519鋁合金，進(jìn)行MIG焊接，采用焊后慢速升溫固溶熱處理:從室溫經(jīng)8小時升至固溶溫度530°C再保溫2h+160°C X 16h的時效處理。焊接抗拉強(qiáng)度為306MPa，延伸率為5.1%。圖1為采用對比實(shí)施例1工藝處理的焊縫區(qū)域金相組織，圖2為采用實(shí)施例1工藝處理的焊縫區(qū)域金相組織圖，相對圖1而言，晶間區(qū)域的未溶物質(zhì)有所減少，晶內(nèi)的析出粒子增加。圖3為采用對比實(shí)施例1工藝處理的焊縫區(qū)域斷口掃描，從圖中可以看出，斷口處有較多未溶脆性相，由于脆性粒子在拉伸過程中容易開裂，成為裂紋源，影響了材料的焊接強(qiáng)度和韌性。圖4為采用實(shí)施例1工藝處理的焊縫區(qū)域的斷口掃描，從圖中可以看出，斷口中脆性相有所減少，斷口韌窩多，由大韌窩和小的連接撕裂峰所組成。
權(quán)利要求
1.一種改善鋁銅焊絲焊接接頭性能的焊后熱處理工藝，包括固溶處理和時效處理，其特征在于:固溶處理的加熱方式為隨爐慢速升溫，從室溫經(jīng)4 12h升至500 535°C，保溫I 4h ;隨后時效處理中，時效`溫度為160 200°C，時效時間為10 20h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改善鋁銅焊絲焊接接頭性能的焊后熱處理方法，包括固溶處理和時效處理，固溶處理的加熱方式為隨爐慢速升溫，從室溫經(jīng)4～12h升至500～535℃，保溫1～4h；隨后時效處理中，時效溫度為160～200℃，時效時間為10～20h。本發(fā)明的鋁銅焊絲焊接件焊后熱處理工藝使焊縫區(qū)晶界的共晶組織、焊縫和熱影響區(qū)的析出相熔入αAl基體，使更多的溶質(zhì)原子溶入基體，進(jìn)一步提高過飽和度，增加了時效析出強(qiáng)化效果；而隨著固溶溫度的升高和時間的延長，可溶性粒子減少，使空洞形核點(diǎn)減少，因而提高了焊接接頭的強(qiáng)度和塑性，特別適用于鋁銅合金板的焊后熱處理。
文檔編號C22F1/057GK103160678SQ20111042612
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者劉文輝, 胡忠舉, 劉德順, 劉龍飛, 黃浩, 楊兵, 周洪剛 申請人:湖南科技大學(xué)