铝铜合金具有良好的高温和超低温性能,而广泛应用于航空航天飞行器、轻型装甲以及汽车的某些零部件等民用领域。但目前铝铜合金焊接性能的研究较少,有待于进一步深入。本文针对中等厚度铝铜合金焊接过程中出现的主要问题,如:焊缝强度低、HAZ软化严重问题,提出相应的解决办法。 本文通过焊丝中加入细化剂Zr、Ti元素,增加焊缝金属的有效形核质点以及采用双脉冲MIG焊工艺方法来细化焊缝组织,提高焊缝的强度。实验研究表明,当焊丝中的Zr、Ti元素含量分别为0.31%和0.26%时,焊缝凝固组织为细小的等轴晶组织,焊接接头的力学性能明显提高。选用低频脉冲频率、低频脉冲时间和高低频脉冲峰值电压差作为双脉冲MIG焊正交实验的工艺参数,根据直观分析方法得出,当高频脉冲参数不变,低频脉冲参数分别为:脉冲时间3ms、脉冲频率6Hz、脉冲峰值电压差3V时,焊缝金属中枝晶组织的数量明显减少,而等轴晶组织的数量增加,提高了焊缝的强度和塑性。 本文还分析了焊接热影响区的软化机理及提出改善焊接接头软化问题的措施。通过热模拟的方法研究了该区不同部位的软化原因,得出该区受热后强化相发生溶解、同时发生强化相长大即发生“过时效”是软化的原因。然后,对接头分别进行时效和固溶+时效的热处理试验方法。结果显示,160℃×16小时的强化效果比180℃×16小时的好,但焊接接头经过工艺参数为530℃×2.5小时+160℃×16小时的固溶+时效热处理后,其强化效果更加显著。