アルミニウム合金溶接部の液化割れに関する研究

铝合金焊缝液化裂纹研究

基本信息

批准号：
03650592
负责人：
加藤光昭
金额：
--
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

AlーMg、AlーMgーSi及びAlーZnーMg系合金は溶接構造用材料として広く用いられている.特に,AlーMgーSi系合金は欧米で車両用に用いられており,わが国でも検討され始めている。しかし,この合金では液化割れが生じ,溶接熱影響部における割れ感受性が高い欠点がある。このため,液化割れの発生に及ぼす合金元素,溶接条件及び付加ひずみの影響についてバレストレイン高温割れ試験により定量的に検討した.ティグ溶接を行った場合には,ビ-ドに垂直な横割れのみが認められた.このときの割れ長さは,溶接入熱の増加と共に増加した.2次元熱流の式を用いて割れの終端部付近の温度を求めた結果,溶接条件が変化してもほぼ一定の温度領域まで割れは伝播していた.一方,ミグ溶接を行った場合には,横割れと,ビ-ドに平行な縦割れが認められた.これは,溶接金属の周相温度と密接な関係が認められた.横割れ長さは固相温度が低下すると共に増大し,一方,縦割れ長さは固相温度が上昇すると共に増大する傾向が認められ,両者の割れ機構を明らかにした.更に,重回帰分析の結果,割れの種類により合金元素の影尾の仕方は種々異なることが明らかになった.次に,クリ-ニング作用に起因した割れの検討も行った.ア-ク時間及び溶接電流の増加と共に割れは増加する傾向が認められた.この割れは,SEMによる観察の結果,液化割れであることが明らかになった.また,クリ-ニング作用時には,材料表面はかなりの塑性変形を受けていることが明らかになった.

Al-Mg、Al-Mg-Si、Al-Zn-Mg合金广泛用作焊接结构材料。特别是，Al-Mg-Si合金在欧洲、美国和日本用于车辆。但它正在开始考虑。然而，这种合金会出现液化裂纹，而且焊接热影响区很容易出现裂纹。为此，我们利用Ballestrain热裂纹试验定量研究了合金元素、焊接条件和附加应变对液化裂纹发生的影响。当进行TIG焊接时，只有垂直于焊道的横向裂纹此时的裂纹长度随着焊接热输入的增加而增加。使用热流方程计算裂纹末端附近的温度，结果发现，即使焊接条件发生变化，裂纹也会扩展至几乎恒定的温度范围。另一方面，当进行 MIG 焊接时，观察到与焊道平行的横向裂纹和垂直裂纹。发现这与焊缝金属的周向温度密切相关。横向裂纹长度发现裂纹长度随着固相线温度的降低而增加，而纵向裂纹长度则随着固相线温度的升高而增加，并且明确了两者的裂纹机理，即合金元素的阴影的方式。影响因合金元素的类型而异。我们还对液化引起的裂纹进行了调查。发现随着电弧时间和焊接电流的增加，裂纹数量呈增加趋势。使用SEM观察的结果表明，这些裂纹是液化裂纹。在清洁过程中，材料表面发生了相当大的塑性变形。