焊接后铝合金力学特性试验研究

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1、HansJournalofCivilEngineering土木工程,2014,3,67-75PublishedOnlineMay2014inHans.http://www.hanspub.org/journal/hjcehttp://dx.doi.org/10.12677/hjce.2014.33009ExperimentalStudyontheMechanicalPropertiesofWeldedAluminumAlloyJinxiaoZhang,ShouchaoJiangSchoolofCivilEngineering,Tongj

2、iUniversity,ShanghaiEmail:seu07zjx@gmail.comththndReceived:Mar.20,2014;revised:Apr.24,2014;accepted:May2,2014Copyright©2014byauthorsandHansPublishersInc.ThisworkislicensedundertheCreativeCommonsAttributionInternationalLicense(CCBY).http://creativecommons.org/licenses/by/

3、4.0/AbstractAseriesofexperimentswerecarriedoutonthe6061-T5and6060-T6weldedaluminumalloytogetthefieldstrength,ultimatestrengthandtheYoung’smodulus.Thepapertooktheresultsofaluminumandweldedaluminumintocontrasttodeterminetheinfluenceofweldingforalumi-numalloy.KeywordsAlumin

4、umAlloy,Welding,MechanicalProperties,ExperimentalStudy焊接后铝合金力学特性试验研究张锦骁，蒋首超同济大学土木工程学院，上海Email:seu07zjx@gmail.com收稿日期：2014年3月20日；修回日期：2014年4月24日；录用日期：2014年5月2日摘要本文通过静力拉伸试验研究了6061-T5及6061-T6铝合金焊接前后的名义屈服强度、极限强度、弹性模量等力学参数，并将焊接前后的结果予以对比，确定了焊接对两种铝合金力学特性的影响。67焊接后铝合金力学特性试验研究关键词铝

5、合金，焊接，力学特性，试验研究1.引言铝合金作为一种新型建筑材料，与钢材等其他金属材料相比，有质量轻、耐腐蚀性好、挤压性能好及无磁性等诸多优点。由于其优异的性能，铝合金在机械、汽车、航空航天、船舶等领域应用非常广泛，在军事工程中的一些移动式舟桥设备、可拆卸和可展开结构上应用也较多。从上世纪40年代以来，铝合金便开始广泛的应用于建筑结构中。在建筑金属结构中，焊接是一种常用的连接方法，但国内外的研究表明，铝合金焊接后强度有显著降低[1]。由于铝合金材料种类较多，且焊接方法也有所差异，目前国内缺少完整的铝合金焊接后特性研究。因此有必要完善国内

6、常用铝合金材料的焊接特性试验研究。本文所完成的铝合金焊接后力学特性试验包括对接焊缝和端焊缝的拉伸试验，同时还完成了铝合金焊接前的材性试验以供对比。主要试验参数如下：试件种类及规格：6061-T5(7mm厚)，6061-T6(10mm厚)；焊接工艺：钨极惰性气体保护焊(TIG)[2]；这是一种手工操作的半自动方法。这种方法往往采用交流电自动装置[3]。它使用永久钨极，电压不通过焊接金属，并在氩气的保护下施焊，热量比较集中，电弧燃烧稳定，焊缝金属致密，接头的强度和塑性高，焊接质量易保证，主要应用在重要结构的焊接连接中，在航空、航天工业中应用

7、广泛。焊丝种类：SAlSi-1(HS311)，即4043焊丝；技术标准参照国家规范要求[4]。加载设备：三思电子万能试验机。采集设备：引伸计、输力强静态应变采集板。2.铝合金材料的生产过程结构中最常使用的铝合金为6000系列铝合金，即铝硅镁合金。其主要合金成分为硅和镁，其中硅可以提高强度和延展性，镁可把熔点降低到451℃，还可以提高加工硬化能力和对盐水的腐蚀性，当硅镁结合使用时，可以弥散硬化和降低熔点。根据铝合金对热处理的反应，铝合金又可分为非热处理铝合金和热处理铝合金。结构上常见的6061/6063-T4、T5、T6中字母T表示其经过

8、了热处理阶段，热处理过程可以提供较高的强度.如果把材料加热到200℃~350℃之间，这种热处理的效果将消失。焊接过程输入的热量使合金的强度降低到以退火阶段和热处理阶段的材料性能为界限的值。因此在焊接过程中，