高强铝合金焊接对板材性能的影响

王千瑞; 居晓锋; 李振华; 陈春鑫; 周枫; 毕建国

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2024.10.14

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专辑

高强铝合金焊接对板材性能的影响
Effect of High-strength Aluminum Alloy Welding on the Properties of Aluminum Alloy Plate
2024年54卷第10期页码：116-123
纸质出版日期： 2024-10-25 ，
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.10.14
稿件说明：

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王千瑞，居晓锋，李振华，等.高强铝合金焊接对板材性能的影响［J］.电焊机，2024，54（10）：116-123.

WANG Qianrui, JU Xiaofeng, LI ZhengHua, et al.Effect of High-strength Aluminum Alloy Welding on the Properties of Aluminum Alloy Plate[J].Electric Welding Machine, 2024, 54(10): 116-123.
王千瑞，居晓锋，李振华，等.高强铝合金焊接对板材性能的影响［J］.电焊机，2024，54（10）：116-123. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.10.14.

WANG Qianrui, JU Xiaofeng, LI ZhengHua, et al.Effect of High-strength Aluminum Alloy Welding on the Properties of Aluminum Alloy Plate[J].Electric Welding Machine, 2024, 54(10): 116-123. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.10.14.

摘要

高强铝合金板在焊接过程中，热影响区的存在会导致板材性能下降，影响其使用寿命。为了探究温度试验对高强铝合金板的影响，并优化焊接工艺参数与板材选型，对热影响区的温度变化梯度与层间温度进行了系统研究。采用局部加热、匀质化受热模拟和热影响区层间温度模拟三种方法，分别对高强铝合金板进行受热模拟试验，并对比分析不同温度下板材的显微硬度、强度、延伸率、显微组织和晶粒尺寸等性能指标。研究发现，高强铝合金板的硬度随温度升高而先升高后降低，500 ℃是固溶强化的拐点温度。固溶处理可以增强板材的力学性能，但过长的固溶时间会导致晶粒粗大，降低强化效果。焊接过程中，热影响区对板材性能的影响范围约为6 mm，超过9 mm范围外，板材性能呈梯度分布。通过局部受热模拟工艺的调整，可以使焊接过程中呈现梯度分布的热场能量得到均质化处理，从而获得焊后性能分布优良的铝合金板材。

Abstract

High-strength aluminum alloy plates can experience a decrease in performance and a reduction in service life due to the presence of the heat-affected zone (HAZ) during the welding process. To investigate the effects of temperature testing on high-strength aluminum alloy plates and to optimize welding process parameters and plate selection

a systematic study was conducted on the temperature gradient in the HAZ and the interlayer temperature. Three methods were employed for heating simulation tests on the high-strength aluminum alloy plates: local heating

homogenized heating simulation

and interlayer temperature simulation in the HAZ. Comparative analyses were conducted on the microhardness

strength

elongation

microstructure

and grain size of the plates at different temperatures. The study found that the hardness of the high-strength aluminum alloy plates first increased and then decreased with the rise in temperature

with 500 ℃ being the inflection point temperature for solid solution strengthening. Solid solution treatment could enhance the mechanical properties of the plates

but excessively long solution treatment times could lead to coarse grains and reduce the strengthening effect. During welding

the HAZ affected the plate properties within approximately 6 mm

and beyond 9 mm

the plate properties exhibited a gradient distribution. Adjusting the local heating simulation process could homogenize the gradient distribution of thermal field energy during welding

resulting in aluminum alloy plates with excellent post-welding performance distribution.

关键词

高强铝合金受热模拟热影响区温度试验焊接工艺

Keywords

high-strength aluminum alloythermal simulationheat affected zonetemperature testwelding process

references

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