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研究生: 林文明
Wen Ming Lin
論文名稱: 銲前冷加工及銲後熱處理對1100與6061鋁合金銲件機械性質影響之研究
A Study of Pre-Weld Cold Working and Post-Weld Heat Treatment on the Mechanical Properties of 1100 and 6061 Aluminum Alloys Weldments
指導教授: 周長彬
Zhou, Chang-Bin
林靜
Lin, Ching
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工業教育學系
Department of Industrial Education
畢業學年度: 87
語文別: 中文
論文頁數: 95
中文關鍵詞: 鋁合金冷加工熱影響區熱處理銲件
英文關鍵詞: Aluminum Alloys, Cold Working, Heat-Affected-Zone, Heat Treatment, Weldment
論文種類: 學術論文
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  • 因為鋁合金具重量輕、強度高、易加工及抗腐蝕等特性,所以在工業界廣泛受到使用。本研究針對工業用純鋁1100及巿面上常用之6061鋁合金,銲前冷加工處理,再利用惰性鎢極電弧銲,以ER4043銲線為填料,進行平頭對接。經由銲後處理、拉伸試驗、微硬度測量、金相顯微組織觀察及SEM(Scanning Electron Microscope)破斷分析,加以探討冷加工度、熱處理對銲件機械性質和微觀結構之變化。期望藉此研究提供鋁材銲接之應用與參考。
    實驗結果顯示,1100鋁合金銲前實施冷加工能提高材料的強度與銲接品質。而1100-6061異種鋁材銲件,受熱影響區的範圍不同,以1100部分的熱影響區較大。在可熱處理型6061鋁合金銲件經全程熱處理後,銲件母材、熱影響區及銲道之抗拉強度、微硬度值均大幅提昇且超越原有母材之強度。銲件拉伸破斷面經由SEM(Scanning Electron Microscope)觀察,拉伸破壞原因係屬延性破壞。

    Because the characteristics of "high strength to weight"ratio, easy formability and good corrosion resistance, aluminum and its alloys have been applied extensively in industry.
    The purpose of this research is to study the ability of weld in aluminum alloys weldments under pre-weld cold working. The base metal materials are 1100 and 6061 aluminum alloys with filler metal of ER4043. A series of experiments including tensile test, microhardness test, optical microscope metallography observation and SEM(Scanning Electron Microscope) were used to determine the relationship among the condition of pre-weld cold working, weld structure of HAZ(Heat-Affected Zone) and type of heat treatments.
    A series of experiment results indicated that pre-weld cold working can increase the strength of HAZ(Heat-Affected Zone) and improve the quality of 1100 and 6061 aluminum alloys. After pre-weld cold working and post-weld with 530℃,1 hour solution heat treatment to 160℃,18 hour artificial aging treatment, 6061 aluminum alloys can greatly enhance its mechanical properties in base metal zone, heat affected zone and fusion zone. Besides, SEM(Scanning Electron Microscope) can be observed on the tensile tested specimen showed a ductile fracture surface.

    第一章 緒 論 第一節 研究背景………………………………………………1 第二節 研究動機………………………………………………3 第三節 研究目的………………………………………………4 第四節 研究範圍與限制……………………………………..5 第二章 文獻探討 第一節 鋁合金材料……………………………………………8 第二節 鋁合金材料加工度與強度關係………………………11 第三節 母材熱影響區與強度之關係…………………………14 第四節 鋁合金GTAW銲接………………………………………16 第五節 鋁合金的熱處理………………………………………19 第三章 實驗方法與步驟 第一節 實驗流程………………………………………………37 第二節 試料準備………………………………………………38 第三節 銲接設備與實施銲接…………………………………39 第四節 試片製作………………………………………………40 第五節 銲後熱處理……………………………………………41 第六節 機械性質測試…………………………………………41 第七節 金相觀察及SEM破斷分析……………………………43 第四章 結果與討論 第一節 拉伸試驗……………………………………………..52 第二節 微硬度試驗……………………………………………54 第三節 金相觀察………………………………………………59 第四節 SEM破斷面觀察與分析……………………………….63 第五章 結論與建議 第一節 結論……………………………………………………87 第二節 建議……………………………………………………88 參考文獻…………………………………………………………….90

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