Al – Mg – Li合金的薄焊接接头中的孔隙率形成

在《开放式杂志》上发表的一篇文章中欧洲杯足球竞彩,,,,研究人员研究了用锆添加剂的Almg-Li合金的焊接接头。

学习:在Al – Mg -Li合金的薄焊接接头中形成孔隙率。图片来源:patruflo/shutterstock.com

通过应用热真空处理(TVT)以及使用不同的焊接技术(例如电子梁焊接(EBW)和金属惰性气体(MIG)焊接)来研究孔形成的特征和规律性。进行了金相分析,并研究了合金和焊接金属的组成。

为什么在Al – Mg – Li合金中研究孔形成?

每1%锂,Al – Mg -Li合金的密度降低了3%,但Young的模量增加了5%。合金具有高弹性模量,低密度,高腐蚀性,高焊接性能,并用于轻量级结构,尤其是飞机行业的合成。

焊接Al-MG-LI合金的主要困难是形成强氧化层和高度吸附的气体,以有助于孔形成。合金中的孔形成主要是由于加热过程中表面层的形成,而在加热过程中,表面层的化合物随氢之类的气体释放而分离。

全俄航空材料研究所(VIAM)建议对材料进行热真空处理,以防止Al-MG-LI合金焊缝形成孔。欧洲杯足球竞彩TVT的应用改变了焊缝的组成,并降低了释放的氢的浓度,进而降低了孔的形成。

两种焊接技术 - Mig Argon电弧焊接和电子束焊接 - 用于焊接Al-MG-LI合金。分析了合金的化学成分,并使用光学立体显微镜和倒光显微镜研究了截面的显微结构。使用XRD分析分析了相组成,并使用材料属性仿真软件软件JMATPRO进行合金平衡结晶过程中的热力学计算。欧洲杯足球竞彩

合金的热力学计算:(a)稳定相的相组成;(b)亚稳态。

合金的热力学计算:(a)稳定相的相组成;(b)亚稳态。图片来源:Olshanskaya,T等人,材料欧洲杯足球竞彩

观察

锆添加剂的添加显示了增强相的形成。没有TVT的合金揭示了稳定的加强阶段和亚稳态阶段。在标准热处理T6之后,Al2林格和al3毫克2是稳定的硬化阶段和Al3李是亚稳态的阶段。根据温度变化,释放的化学元素的含量发生了变化。

TVT进行了随后的热处理,导致表面晶粒体上的化学成分对齐,并固定均匀的固体溶液,该溶液分散了增强相,并且通过金相学研究证实了这些结果。计量结果显示出分散的相位分配以及带有和没有TVT的孔的形成和分布的性质。

标准热处理后的1420合金的微观结构(A,C)和TVT(B,D)之后,X200 :( a,b)未蚀刻表面;(c,d)蚀刻后。

标准热处理后的1420合金的微观结构(A,C)和TVT(B,D)之后,X200 :( a,b)未蚀刻表面;(c,d)蚀刻后。图片来源:Olshanskaya,T等人,材料欧洲杯足球竞彩

XRD数据显示了相位组成数据,并且TVT随后是衰老和淬火对合金的相组成没有影响,这与热力学结果一致。

在MIG焊接过程中,不论TVT而形成毛孔,并且在EBW期间未观察到毛孔。某些阶段等某些阶段的形成6Mn和Al3毫克2在结晶的开始和结束时观察到,这与文献数据相关。当结晶前移动时,气体会在金属的边界层中积聚,并且这种增加超过了标准溶解度。

通过不同初始状态下的1420合金的不同焊接方法制造的焊缝的宏观结构:(a)用Almg-6电线,TVT后的基本材料的氩电弧焊接(MIG);(b)电子梁焊接(EBW),TVT后的基本材料。

通过不同初始状态下的1420合金的不同焊接方法制造的焊缝的宏观结构:(a)用Almg-6电线,TVT后的基本材料的氩电弧焊接(MIG);(b)电子梁焊接(EBW),TVT后的基本材料。图片来源:Olshanskaya,T等人,材料欧洲杯足球竞彩

在铝结晶过程中,氢原子倾向于降低溶解度,并通过扩散定律在固体和液体层之间重新分布氢。这会导致金属中的杂质重组并形成气泡。由于金属的延性特性,气泡漂浮在表面上。结晶并形成毛孔后,不重新表面的气泡保留在金属中。在真空条件下进行EBW,并在结晶之前去除气体。

在EBW焊接接头中,观察到硬度更均匀的分布。这是因为该过程是在去除所有气体的真空中进行的。当铝与氢混合时,它会形成嵌入固体溶液,这会改变焊缝的硬度。TVT有助于在两种焊接技术中实现合金的均匀硬度。

融合区(a,c,e)和焊接金属(b,d,f)的MIG(1)和EBW(2)焊接的热周期参数的计算结果:( a,b)热循环;(c,d)冷却曲线;(e,f)即时冷却速率。

融合区(a,c,e)和焊接金属(b,d,f)的MIG(1)和EBW(2)焊接的热周期参数的计算结果:( a,b)热循环;(c,d)冷却曲线;(e,f)即时冷却速率。图片来源:Olshanskaya,T等人,材料欧洲杯足球竞彩

结论

总而言之,已经在Al – MG -LI合金的焊接接头中分析了基本材料,热真空处理和焊接技术对孔形成的影响。在Al – Mg -Li合金中添加锆添加剂揭示了增强相。热力学数据揭示了在标准热处理后有或没有TVT的强化相的形成。与MIG焊缝相比,在EBW焊缝中未观察到孔的形成和更好的硬度分布。

来源

Olshanskaya,T。;Fedoseeva,E。Al – Mg – Li合金的薄焊接接头中的孔隙率形成。欧洲杯足球竞彩2022,,,,15,348。https://www.mdpi.com/1996-1944/15/1/348

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