焊后处理工艺对铝合金焊接接头拉伸性能影响

郭振付，刘校桦

（威海新北洋数码科技有限公司，山东 威海 264200）

激光冲击处理工艺方法、固溶～时效处理工艺方法对于铝合金焊接的焊后处理工艺来说，是主要的两种方法，激光冲击处理工艺方法、固溶～时效处理工艺方法都会直接影响到铝合金的焊接接头的拉伸性能[1,2]。本此研究针对分析了激光冲击处理工艺方法、固溶～时效处理工艺方法的基础运行原理，分析两种工艺方法对铝合金的焊接接头的拉伸性能的影响。

1 试验过程跟结果分析

1.1 试验过程

第一，激光冲击处理工艺方法。选择样本，按照步骤完成激光冲击操作。准备铝合金试样A跟铝合金试样B。选择铝合金试样A，清洗吹干，清洗吹干之后将一层厚度为0.2 mm的美国3m公司所生产的专业铝箔敷上，敷上铝箔主要的作用就是防止铝合金试样表面受到激光辐射的影响，最后形成严重的微裂纹和形成熔池等问题。并且，敷上铝箔还可以从根本上改善铝合金接头的等离子体产生率和能量吸收率。完成上述操作之后，用激光器进行激光冲击，对试验过程进行仔细地观察[3]。在观察之后发现，铝合金试样Ⅰ的约束层受到激光冲击时，记录是大约为2934NM地激光波长，并且是4NM的光斑直径大小，大概为0.8Hz的激光重复频率。完成试验之后，第一时间冲击完毕，并且去除铝箔，用酒精清理铝箔上残留的污渍[4]。

第二，固溶-时效处理工艺方法。该组方法选择的是铝合金试样B，采取上述同样的方法进行样本的清洗吹干，之后准备标准的加热炉，对铝合金试样B进行热处理，按照实际需要求控制好固溶温度，我们可以分别将固溶温度进行调整，分别分为以下几个度：465℃、495℃、535℃、375℃。按照实际需求，控制精度为10℃。注重0小时～3小时保温处理的保持，事先准备水，铝合金试样B需要第一时间进行淬火处理。这样一来，就可以从根本上保留高温下铝合金试样B的状态组织。铝合金试样B在接受淬火之后，将其放入到通风炉（采取箱式的通风炉）里，以此达到时效处理的效果，这样一来，观察数据跟记录数据就非常的方便了。在200℃和260℃的温度下保温2小时～12小时是它的处理方式，我们还需要每隔两个小时进行一次取样，在正常空气温度中取出以及放置样品，实现冷却的目的。

1.2 结果分析

经过两种不同的焊后处理工艺之后，铝合金试样A和铝合金试样B都接受了相应的切片处理，得到了充足的试验试样，在实验之后我们发现，在试板上，其在中间位置焊缝。铝合金试样A和铝合金试样B处理时，使用电子拉伸机，统计之后我们发现，每分钟4nm是两者之间的拉伸速度。选择10个试样进行完成一系列测算，计算出平均值大小，在试验之后我们发现，实效不一致，那么，试样自身拉力学性能也存在明显的差异，同时，激光冲击得到的实验结果跟固溶-时效的试验得到的结果之间也存在明显的差异。铝合金试样A和铝合金试样B分别对应着两次激光冲击，得到的力学性能差别还是比较大的。试验后发现，在实施激光冲击工艺处理后，明显的提升了铝合金试样A自身整体屈服力，达到了2.1倍，并且还提高了2.3倍的拉强度，此外，还从根本上提升了断后拉伸率和断面收缩率，前者达到了1.75倍，后者达到了1.25倍。并且，实施固溶强化，还可以从根本上改善铝合金试样B焊接头。

在试验过程中，我们发现，当固溶温度达到了575℃的时候，为了取得显著的力学性能，提高了1.3倍的抗拉强度，提高了1.35倍的屈服应力，与此同时，还从根本上改善了它的断面收缩率、屈服力伸长率，跟铝合金试样A比较，其得到的结果得到了明显改善[5]。但是，在完成两次激光冲击处理均明显的改善了铝合金试样A和铝合金试样B的焊接头的拉伸性能。

在分析之后我们还发现，铝合金焊接头焊缝区因为还没有得到处理，所以，残余拉应力还是会存在的，因为残余拉应力的存在，在接受外界伸拉应力的时候，两种力的施加，铝合金试样会存在非常明显的叠加作用。假如：在此过程中，其存在的是相同方向的应力方向，那么，铝合金试样受到影响而出现变形的情况，还会存在明显的断裂现象。因此，在实验中，焊后任何工艺处理都是不存在的，因此，铝合金试样锻炼现象会非常容易存在。一般来说，铝合金试样拉伸残余应力如果非常的打，那么断裂位置就在焊接部位。在实际操作的过程中，经过激光冲击或者固溶-时效处理之后，会直接影响到焊接之间所存在的拉应力，之后发生转变，得到一股非常强的压应力，基于此，此区域应力大小会得到相应的增加。

2 结语

综上所述，在完成上述研究之后我们发现，基于铝合金焊接接头拉伸性能分析，在焊后处理工艺实施过程中，影响作用非常的大。首先，铝合金的焊缝区中心处固溶时的时间以及温度跟其硬度有着直接的联系，与此同时，其还跟时效、温度、时间有着非常紧密的联系，在完成分析之后我们发现，铝合金的最佳固溶工艺的温度是575℃，最佳固溶工艺的时间是2小时。并且，激光冲击处理工艺方法、固溶～时效处理工艺方法两种工艺的试验，其中激光冲击的焊后强化效果明显优于固溶～时效的工艺方法；最后，通过实验之后我们会发现，对于焊接头拉伸强度来说，激光冲击处理工艺方法取得的效果则明显优于固溶-时效处理工艺方法取得的效果。