天津管線管宏觀形貌 力學性能測試
天津管線管宏觀形貌 力學性能測試
- 所屬：天津管線管
- 時間：2018-06-28 14:21:15
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1、薄壁天津管線管的連接界面處,銅與鋁進行了原子的互擴散,且銅原子向鋁側擴散比鋁原子向銅側擴散明顯。焊接界面層寬度約為1-10μm,由層片狀共晶、柱狀晶和胞狀晶等組織生成,較寬的焊接界面處有氣孔、擴散孔洞等缺陷存在。界面處鋁銅原子平均比例為3比2,推測生成了(α+θ)兩相交替生長的片狀共晶組織以及CuAl2、CuAl金屬間化合物。
2、界面處形成的層狀組織、柱狀組織和胞狀組織與溫度梯度、成分過冷、焊接工藝參數以及焊縫的不平衡結晶有關。在正溫度梯度下,界面成平面狀生長,容易產生層狀組織。正溫度梯度下存在較小的成分過冷時,界面平面易被打破生成胞狀組織。
在負的溫度梯度下,界面突起嚴重易生成樹枝狀組織(柱狀組織)。隨著天津管線管電流提高或焊接時間的延長,焊縫的寬度增加,形成的相的數量越多,連接界面層數越多,焊接性越差。推測金屬問化合物CuAl是由包晶反應及相變生成的,CuAl2是由包晶反應生成的,而共晶組織(α+θ)是由共晶反應生成的。
3、提出電阻壓力焊薄壁天津管線管界面的連接機理：在壓力的作用下,銅和鋁界面硬化層被撕裂,于是較軟的鋁被擠入較硬的銅的裂縫中去,形成銅鋁的相互接觸；在電阻熱的條件下,表面原子被激活,形成激活中心而使新鮮質點間產生原子鍵或金屬鍵結合；隨后通過擴散或結晶生成各種顯微組織,使點結合轉變為面結合,并形成具有一定擴散深度的界面層。即由銅鋁表面的物理接觸階段、接觸表面的激活階段和擴散階段組成。
4、對大量試樣進行了力學性能測試,由剝離試驗得出：相同直徑的試樣的剝離強度范圍基本上符合正態分布；隨著壁厚的增加,剝離強度總體上有增大的趨勢；結合壁厚統計分析大量數據得出剝離強度的合格標準為：σ=38.34(?)-12.561；剝離強度與剩余未剝離寬度和鋁管直徑成正比；從試樣斷裂后宏觀形貌上分析銅鋁試樣剝離斷裂屬于韌性斷裂。由拉伸試驗得出：拉伸試樣都是在鋁上斷裂,焊縫的拉伸強度要高于母材鋁管的拉伸強度；焊接之后的鋁管的拉伸強度并沒有降低,基本符合母材1060鋁和3003鋁的抗拉強度范圍,薄壁天津管線管電阻壓力焊焊接性很好。
