[发明专利]一种快速测定Al-Mg-Si系合金焊接接头软化区域的办法

说明书

一种快速测定Al‑Mg‑Si系合金焊接接头软化区域的办法。本发明涉及一种焊接接头性能的评价方法，具体是一种快速测定Al‑Mg‑Si系合金焊接接头软化区域的办法。本发明目的是为了解决现有方法中对铝合金接头软化测定的不准确，软化位置无法准确认定的问题。方法：基于研磨、抛光、腐蚀和清理等处理办法，利用电化学反应的原理，在接头的软化区产生清晰分明的黑色腐蚀范围，并根据黑色腐蚀的颜色深度及范围来判断接头软化情况的方法。本发明用于快速测定Al‑Mg‑Si系合金焊接接头软化区域。

技术领域

本发明涉及一种焊接接头性能的评价方法，具体是一种快速测定Al-Mg-Si系合金焊接接头软化区域的办法。

背景技术

Al-Mg-Si系铝合金以Mg和Si为主要添加元素，是一种典型的可热处理强化铝合金，由于其具有优良的力学性能、高耐腐蚀性以及良好的焊接性，广泛地应用于高速列车、城市地铁等轨道交通车体部位。大量的文献研究表明Al-Mg-Si时效强化铝合金在受到热影响的时候会产生一系列强化相的析出：(SSS)→(Mg+Si)聚集簇/GP(I)_{盘状/球状}→β＂/GP(II)_针状→β＇_棒状→β_盘状的过渡情况。其中SSS(supersaturated solid solution)指过饱和固溶体，β＂相指Mg₅Si₆相，β＇相指Mg₉Si₅相，β相指Mg₂Si相。

在Al-Mg-Si铝合金的焊接过程中，在距离焊缝一定宽度的范围内受到430℃至560℃温度区间的较长时间的热影响，会导致强化相β＇相(Mg9Si5)溶解。这个的区域即成为焊接接头最薄弱的区域。

现有的对于焊接接头的软化程度的衡量都普遍采用硬度测试的方法，即通过一定尺寸的压头在金属表面施加一定的压力，同时保压一段时间(5s～60s不等)，在金属表面造成破坏，形成一定形状的压痕(打点)，通过测量压痕的尺寸，来计算金属的硬度。通过在一定的范围内进行多次打点测取硬度取平均值，来衡量该区域的硬度。

例如维氏硬度的测量，即使用120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用载荷值除以材料压痕凹坑的表面积，即为维氏硬度值(HV)，再通过公式计算结果来衡量，此种通过压痕的方式来衡量金属软化现象的方法存在着缺陷，首先对于压痕的测量需要人眼在显微镜下对压痕的边缘进行识别，不同的人对于同一压痕的测量结果可能有很大的偏差，这会导致其对接头硬度的判断产生不同。其次由于Al-Mg-Si系合金焊接软化的区域存在的范围很小，而硬度测试中为了避免前一个压痕产生的加工硬化对后一个压痕产生影响，通常对两个压痕点之间的距离有较远的要求，这就使得硬度测试无法准确地测定焊接接头软化的具体边界位置。

发明内容

本发明是为了解决现有方法中对铝合金接头软化测定的不准确，软化位置无法准确认定的问题，而提供一种快速测定Al-Mg-Si系合金焊接接头软化区域的办法。

本发明一种快速测定Al-Mg-Si系合金焊接接头软化区域的办法按以下步骤进行：

一、依次采用60#、120#、600#、1500#和3000#水砂砂纸对Al-Mg-Si系合金进行研磨，研磨至Al-Mg-Si系合金表面划痕方向一致，得到研磨后的金属；

二、采用金丝绒抛光布对研磨后的金属进行抛光，抛光至无明显划痕，得到抛光后的金属；

三、使用凯乐试剂对抛光后的金属的表面进行腐蚀，然后采用清水冲洗3～5次，再采用酒精冲洗3～5次，将酒精冲洗后的金属竖直放置，采用吹风机从上至下将酒精冲洗后的金属表面吹干，可观察到在Al-Mg-Si系合金焊接接头附近腐蚀出黑色区域，此区域即为接头软化区。

本发明的有益效果：