焊后热处理对6082

铝合金因其质量轻、强度高以及优良的加工性能，被广泛应用于航空航天、交通运输和建筑等领域[1-4]，6082铝合金属于中等强度的Al-Mg-Si系合金，具有良好的锻造性能、耐腐蚀性、焊接性能及机械加工特性，被广泛应用于汽车、轨道交通、建筑及工业等领域[5-7]。铝合金焊接技术主要包括熔化极惰性气体保护（metal inert gas welding，MIG）焊、搅拌摩擦焊、激光焊和激光复合焊等[8-13]。铝合金车体制造多以MIG焊和钨极惰性气体保护（tungsten inert gas welding，TIG）焊为主，焊后接头处软化严重，直接影响车辆安全和使用寿命[14]。目前，提高铝合金焊接接头性能的研究主要集中在焊接工艺、焊接方法以及填充材料方面，并取得了丰硕的研究成果，但关于焊后热处理的研究甚少[15]。本文以6082-T6铝合金为研究对象，研究焊后热处理对焊接接头组织和性能的影响，研究结果对6系铝合金焊接接头强度的提升具有一定的参考价值。

实验选择6082-T6铝合金挤压板材作为母材，尺寸规格为300.0 mm×150.0 mm×12.0 mm，选用铝合金焊丝ER5087做填充材料，焊丝直径为1.2 mm，母材和焊丝的化学成分如表1所示，母材和焊丝的力学性能如表2所示。

表5和图4为焊接接头拉伸实验结果和拉伸试样照片。由表5可知，未热处理的焊接接头抗拉强度为225 MPa，接头系数为0.73，而热处理后其力学性能均提升，其中时效处理后接头的抗拉强度提高了39 MPa，断裂位置未发生变化仍在热影响区，固溶+时效处理后焊接接头抗拉强度提高了77 MPa，断裂位置由热影响区转变为焊缝区。分析认为，由于未处理的焊接接头热影响区高温作用时发生过时效，导致强化相聚集长大，使此处材料的强度和硬度降低。而时效、固溶+时效热处理后，热影响区粗大的组织都有不同程度的细化，且强化相也有不同程度的均匀分布，使接头的力学性能得到提高。

对拉伸实验断裂后的试样进行断口形貌观察，结果如图5所示。由图5可知，未处理与时效处理后的断口均有明显撕裂的韧窝和短程河流花样的撕裂棱，呈现为塑性断裂特性，但时效处理后的韧窝尺寸较小，深度较浅，数量更多。说明试样时效处理后强度提高，这与拉伸实验结果相对应。固溶+时效热处理后断裂位置在焊缝处，断口比较平整，微观韧窝大小均匀，深度较浅，存在由韧窝或气体聚合形成的孔洞，说明强度更高。

对不同热处理的焊接接头进行硬度检测，结果如图6所示。由图6可知，6082-T6铝合金焊接接头经过时效处理、固溶+时效处理后硬度得到了明显地提升，焊缝区经过固溶+时效处理后硬度比未处理的、时效处理的硬度值略高，热影响区经过时效处理后、固溶+时效处理后硬度值比未处理的要高得多。固溶+时效处理后接头处热影响区的软化区消失，硬度最低值位于焊缝区，时效处理的、未处理的试样接头处硬度最低值均在热影响区，这与拉伸试样的断裂发生位置的结果相符。结合热处理后金相组织分析可知：经过固溶+时效处理后接头处组织得到细化，强化相重新析出，分布的更加均匀；经过时效处理后接头处强化相分布的均匀性也得到了改善。

（1）未处理的6082-T6铝合金焊接接头焊缝中心为等轴晶组织，焊缝边缘为柱状晶组织，熔合区呈现柱状晶组织，热影响区过时效区晶粒在热作用下有明显的粗化；经过时效热处理后强化相分布的更加均匀，接头处组织稍有细化；经固溶+时效热处理后重新析出细小的强化相，接头处组织细化明显。

（2）未处理的6082-T6铝合金焊接接头处抗拉强度为225 MPa，断裂位置位于热影响区，经时效处理后抗拉强度为264 MPa，断裂位置仍在热影响区，经固溶+时效处理后抗拉强度提高到302 MPa，断裂位置转变为焊缝区。

（3）6082-T6铝合金焊接接头经过固溶+时效处理和时效处理后硬度得到了明显提升，硬度值明显高于未处理接头的。固溶+时效处理后接头处硬度最低值位于焊缝区，而时效处理的、未处理的接头处硬度最低值均在热影响区。

（4）焊后未处理的、时效处理的和固溶+时效处理后的焊接接头处断口都呈现为塑性断裂，固溶+时效断口的韧窝更小更浅，强度更高。