硅对SAl5356铝合金焊丝显微组织和性能的影响

研究了硅对SAl5356焊丝及其焊接的5083铝合金焊缝显微组织及力学性能的影响. 结果表明,Si元素含量在0~0.12%时,随着Si元素含量的增加,SAl5356焊丝及其焊接接头强度稍有升高,塑性稍有下降;当Si元素含量高于0.12%时,随着Si元素含量的增加,SAl5356焊丝及其焊缝组织中含硅粗大相增多,焊丝拉伸性能下降,硬度不均匀性加剧,焊接接头强度及弯曲性能变差. 特别是当Si元素含量超过0.2%后,合金中含硅粗大相在晶界处富集,与α(Al)基体构成鱼骨状共晶组织,焊丝及其焊接接头力学性能下降更加明显,铝线材的强度比峰值下降了约12%,断后伸长率下降了约45%. 因此从提高SAl5356焊丝及其焊缝性能角度考虑,Si元素含量不宜超过0.2%,以控制在0.12%以内最佳.     

铝硅镀层钢激光填丝焊接接头组织和性能

对铝硅镀层热成形钢进行激光填丝焊接试验,研究填充焊丝对焊接接头显微组织、力学性能及拉伸失效机制的影响. 结果表明,在激光自熔焊条件下,焊缝中平均Al元素含量为1.90%(质量分数),显微组织为马氏体和粗大的δ铁素体,焊接接头抗拉强度和断后伸长率分别为1 340 MPa和1.80%,因δ铁素体与马氏体之间存在显著的硬度差(142 HV),拉伸时裂纹源于δ铁素体和马氏体之间的相界面. 在激光填丝焊条件下,焊缝平均Al元素含量降低至0.96%,由于填充焊丝对铝的稀释作用使得焊缝为全马氏体组织,焊接接头抗拉强度和断后伸长率分别提升至1 510 MPa和4.4%. 因填充焊丝同时对焊缝中的碳也有稀释作用,焊缝中马氏体硬度(491 HV)低于母材中马氏体(523 HV),拉伸时裂纹于马氏体内部萌生并扩展,最终断裂于焊缝.     

焊丝成分对5E61铝合金TIG焊接头组织和性能的影响

为研究焊丝成分对5E61铝合金船板焊接接头组织和性能影响，试验采用Wire-1561，Wire-5B71和Wire-5E613种焊丝对4 mm厚5E61-H116铝合金船板进行非熔化极惰性气体保护焊(tungsten inert gas welding，TIG焊)，并分析了焊接接头的表面形貌、成形质量、微观组织和力学性能. 结果表明，在相同的焊接工艺下，3种焊丝接头焊缝成形质量良好，焊缝中心无肉眼可见气孔. 不同焊丝接头焊缝区显微组织差异明显，Wire-5B71焊缝晶粒最小，Wire-5E61焊缝晶粒次之，Wire-1561焊缝晶粒最大. 由于Mg元素的固溶强化和Er元素的细晶强化，Wire-5E61接头焊缝区显微硬度最大. 对接头试样进行拉伸测试，接头断裂位置主要沿熔合线附近的柱状晶区，此位置显微硬度最低. Wire-1561，Wire-5B71和Wire-5E61 3种焊丝接头抗拉强度分别为322，323和338 MPa，焊接系数分别为0.83，0.84和0.88，断后伸长率分别为13.0%，14.5%和14.5%，满足实际工程应用.     

焊丝成分对高速列车转向架焊接接头性能的影响

采用富氩基CO2焊工艺对高速列车转向架用S355J2G3钢板进行焊接,分析了焊丝中C,Mn,Si和Nb元素在焊接过程中的烧损及过渡规律,并研究了焊丝中C,Mn,Si和Nb元素含量变化对焊接接头力学性能的影响.结果表明,在富氩基CO2保护焊工艺中,Mn,Si元素会产生烧损,合理提高焊丝中Mn,Si元素含量,才能获得与母材相匹配的焊接接头性能,C元素的烧损规律与焊丝中各元素的原始含量有关.随着焊丝中C,Si,Mn元素含量的增加,焊缝金属的强度增加,断后伸长率降低.Nb元素的加入会显著提高焊缝金属的强度,但同时会恶化其塑性和韧性,因此应严格控制焊丝中的Nb元素含量.     

无镀层1500 MPa级热成形钢的激光拼焊性能

以无镀层B1500HS热成形钢激光焊缝为研究对象,采用金相显微镜、显微硬度仪和拉伸试验机对自熔焊和填丝焊两种焊接接头的力学性能、微观组织以及显微硬度进行了对比分析。研究发现:激光自熔焊未能得到性能优良的焊缝,焊后质量风险增加;激光填丝焊由于低碳钢焊丝填入过多而导致焊缝软化。通过工艺优化、严格控制焊丝填入量可得到性能优良的焊缝,并成功试制出拼焊B柱零件。     

合金元素对铜/钢接头连接机理及性能的影响

采用HS201实心焊丝、Cu-Si药芯焊丝、Cu-Ni药芯焊丝3种不同的焊接材料对T2铜和304不锈钢异种金属进行了熔化极气体保护焊接试验. 主要研究了合金元素(Si,Ni)对T2铜/304不锈钢连接机理及焊接接头微观组织、力学性能的影响. 结果表明,采用3组焊丝得到的焊缝成形良好,且焊接接头的横截面均未出现明显的宏观缺陷;HS201焊接接头和Cu-Si焊接接头的钢母材与焊缝交界处均发现了明显的过渡区域,其组织可分为富铁相和富铜相;Cu-Ni焊接接头中不存在明显的过渡区域,且焊缝中出现了较多的富铁相,多以树枝晶的形态存在;Si,Ni元素可以显著提高焊缝的冲击韧性,其中Cu-Ni焊缝的室温冲击吸收能量最高(A_KV=54 J),可达铜母材的83%以上;Cu-Ni焊接接头的焊缝区中,硬度值较高的区域占比最大,Cu-Si焊接接头次之.     

7020铝合金MIG焊焊接接头的组织与性能

采用显微硬度及拉伸力学性能测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、微区X射线衍射(Micro XRD)研究经ER5356焊丝金属极惰性气体保护焊(Metal inert gas,MIG)的7020铝合金厚板焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明:7020铝合金MIG焊焊接接头的抗拉强度为268 MPa,屈服强度为231 MPa,伸长率为4.5%,焊接系数约为0.7;焊接接头的焊缝区为树枝状铸造组织;熔合区靠近焊缝一侧为柱状晶,靠近热影响区一侧为细小的等轴晶组织;热影响区为发生了部分再结晶的纤维组织;基材为明显的纤维组织。焊缝区的铸态组织导致其成为焊接接头最薄弱的位置,η′(MgZn2)相粗化导致热影响区内离焊缝中心约30 mm的位置形成硬度较低的软化区。     

HSA 340高强度钢激光拼焊板焊缝组织与拉伸性能分析

选取1.5mm和2.0mm厚度的HSA340高强度钢进行激光拼焊,焊后对焊接接头进行金相检验及微观硬度测试,分析了焊缝、母材及热影响区的组织特性;对焊后试样进行拉伸试验,分析了高强度钢激光拼焊板的单拉特性,并结合拼焊板的微观组织,详细阐述了拉伸性能和焊接组织的关系。结果表明,拼焊板焊接热影响区的微观特性,决定了该区域具有良好的力学性能;提高焊缝中的针状铁素体含量,可提高试件拉伸性能;焊缝中马氏体的存在,提高了焊缝抗拉强度与硬度。     

焊前热处理对440C不锈钢电子束焊接接头组织与性能的影响

研究了焊前退火和调质2种热处理工艺对440C不锈钢电子束焊接接头的组织和力学性能的影响,分析了2种状态下的组织演变规律、接头拉伸力学性能和硬度分布特点. 结果表明:2种热处理状态的板材经过电子束焊接后,焊缝成形良好,焊缝区域均为马氏体和残留奥氏体组织,呈现出非平衡凝固组织,碳及合金元素以固溶形式存在于马氏体及残余奥氏体中,焊缝区域硬度达到398 HV. 焊前经调质热处理后,母材基体由铁素体转变成回火马氏体和残余奥氏体混合组织,同时部分碳化物固溶在基体组织中,使基体组织硬度提高了60％. 与焊前退火态相比,焊前调质热处理板材经电子束焊接后,可使焊接接头抗拉强度提高20％,焊接热影响区硬度提高35％,但接头的塑性变形能力有所下降,断裂均发生在热影响区.     

填充金属对08Cr19MnNi3Cu2N低镍含氮奥氏体不锈钢MAG焊接头组织性能的影响

采用熔化极活性气体保护焊(MAG焊)工艺,对2. 8 mm厚08Cr19MnNi3Cu2N低镍含氮奥氏体不锈钢试板进行焊接。选取ER308L和ER307Si两种焊丝,借助光学显微镜、力学性能测试及晶间腐蚀等分析方法,对焊接接头组织和性能进行系统评价和分析。结果表明:两种焊丝获得焊缝组织均为奥氏体+δ-铁素体,且奥氏体含量均在91%以上;ER307Si焊丝的焊接接头γ-固溶体含量较高,但是焊缝区域硬度略低;Ni元素含量的降低使得两种接头的抗点蚀能力下降,但抗晶间腐蚀性能表现优异。     

高强铝合金脉冲变极性等离子弧焊接头组织与性能

采用脉冲变极性等离子弧焊对厚度10 mm的7075铝合金进行焊接,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸试验机和显微硬度仪对焊缝的显微组织和焊接接头的力学性能进行了分析和测试,研究植入脉冲对焊接接头组织及力学性能的影响.结果表明,植入脉冲后焊接接头成形良好,由于高低频脉冲的周期性变化引起熔池液体强烈的搅拌作用,细化了焊缝的显微组织,强化相T相得到细化,提高了焊缝的抗拉强度和显微硬度,焊缝处的抗拉强度为397.9 MPa,约为母材强度的67.5%,比未植入脉冲时提高了5.13%,焊缝质量有所提高.     

电子枪零件钽钼激光焊接显微结构和性能分析

采用脉冲固体激光器电子枪零件钼和钽进行激光焊接工艺试验，利用金相显微镜、扫描电镜、万能材料试验机、电子显微硬度分析仪、X 射线衍射仪、振动台、电子枪真空除气系统等研究了电子枪金属零件焊缝焊接表面成形、接头区域的组织形貌、界面元素分布、断口形貌、显微硬度与接头力学性能、焊接接头物相、电子枪随机振动及工作状态下电性能和热性能。 结果表明，优化焊接参数后焊接的电子枪经受了在微波管中连续高温工作的考验。 振动试验和电子枪性能试验检验了电子枪组件的焊接牢固程度和焊接质量，验证了激光焊接工艺在小批量微波管研制、生产和应用过程中的可靠性。     

Microstructure and mechanical properties of the joint of 6061 aluminum alloy by plasma-MIG hybrid welding

Plasma-MIG (metal inert gas arc welding) hybrid welding of 6061 aluminum alloy with 6 mm thickness using ER5356 welding wire was carried out.The microstructures and mechanical properties of the welded joint were investigated by optical microscopy,X-ray diffraction (XRD),energy dispersive spectroscopy (EDS),tensile test,hardness test and scanning electron microscope (SEM) were used to judge the type of tensile fracture.The results showed that the tensile strength of welded joint was 142 MPa which was 53.6％ of the strength of the base metal.The welding seam zone was characterized by dendritic structure.In the fusion zone,the columnar grains existed at one side of the welding seam.The fibrous organization was found in the base metal,and also in the heat affected zone (HAZ) where the recrystallization occurred.The HAZ was the weakest position of the welded joint due to the coarsening of Mg2Si phase.The type of tensile fracture was ductile fracture.     

DILLIMAX690E钢超窄间隙熔化极气体保护自动焊

采用超窄间隙熔化极混合气体保护自动焊接技术,以厚板DILLIMAX690E钢与国产焊丝为对象,依据相关国家标准对690钢超窄间隙MAG焊接头进行了拉伸、侧弯和冲击试验,分析了接头各区显微组织、微区硬度和宏观形貌.结果表明,用超窄间隙熔化极混合气体保护自动焊工艺,在较小焊接热输入下,实现了对低合金调质高强钢DILLIMAX690E厚板的焊接,熔合良好,成形美观,焊态的焊接接头综合力学性能良好,同时实现了高效焊接.     

800 MPa级高强钢焊接接头组织及力学性能

采用焊条电弧焊和气体保护焊两种方法，分别对具有良好抗焊接裂纹敏感性的800 MPa级船体用钢对接接头进行两种工艺的焊接，并对其焊接接头进行显微组织分析和力学性能试验. 结果表明，两种焊接方法焊缝组织主要为交织分布的板条马氏体、贝氏体，以及一定量的针状铁素体，板条间有残余奥氏体，SMAW(焊条电弧焊)焊缝宏观金相可见明显氧化夹杂；两种焊接方法所得焊接接头具有相似的硬度分布，抗拉强度相当，且均断在母材，但SMAW侧弯试验件出现0.5 mm裂纹；?50 ℃下SMAW接头冲击韧性低于GMAW(气体保护焊)接头，SMAW断口由河流花样的准解离小刻面和少量的韧窝组成的撕裂棱构成，属于韧-脆混合断裂，GMAW断口由小且深的韧窝构成，属于典型的韧性断裂.     

5A90铝锂合金T形接头激光填丝焊接头组织性能分析

对2.5 mm厚5A90铝锂合金T形接头激光焊和激光填丝焊接头组织与性能进行了研究.结果表明,与不填丝相比,焊接过程中填充焊丝有效减少角焊缝咬边、下塌等缺陷,明显改善焊缝表面成形,同时增大了接头熔化区面积,提高了激光的吸收率;填丝还使得T形接头两侧角焊缝组织大小趋于相同,但组织相对粗大;接头抗拉强度接近提高20%,拉伸断口呈韧性断裂.     

7075铝合金变极性等离子弧焊接头组织与性能

采用ER5183焊丝对厚度10 mm的7075铝合金进行变极性等离子弧焊,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸试验机和显微硬度仪对焊缝的显微组织和焊接接头的力学性能进行了分析和测试. 结果表明,7075铝合金变极性等离子弧焊接头成形良好,无明显的熔合区;热影响区的组织粗大,焊缝处和热影响区的硬度分别为120.9和125.9;焊缝处的抗拉强度为367.6 MPa,约为母材强度的62.4%,为焊接接头的薄弱环节.     

HR3C钢焊接接头的组织和性能研究

通过拉伸、弯曲、硬度和冲击试验以及断口扫描、X射线衍射和微观组织观察,研究了HR3C钢焊接接头的力学性能与组织的关系.结果表明,HR3C钢的室温组织是单一的奥氏体基体,基体上分布有Cr23C6、CrFe7C0.45、(Cr,Fe)7C3和CrNbN析出相;接头中焊缝是强度、硬度和韧性最低的部位,其中强度和各部位的硬度与组织中析出相的数量、形态和分布有关;焊缝的结晶形态对焊缝韧性有很大的影响,而大量Cr23C6沿晶分布是导致HAZ韧性降低的主要因素.     

因瓦合金4J36等离子焊接工艺及接头性能

试验采用等离子弧焊设备对4J36因瓦合金板材进行焊接工艺试验,借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和洛氏硬度计等手段分析接头的微观组织和力学性能.结果表明,合理的等离子工艺参数下焊接接头成形良好,抗拉强度可达到母材的93.6%;接头基体为γ相,同时存在γ'(Ni₃(Al,Ti))强化相;母材为细小的等轴晶,焊缝处呈树枝状结晶且晶粒粗大,热影响区靠近熔池部分的晶粒过热长大,靠近母材部分为均匀细小的等轴晶;焊接接头拉伸断口表现为韧性断裂,硬度最低值出现在热影响区.     

K-TIG焊接动态过程及组织和性能分析

为研究较高热导率材料的K-TIG焊接方法的焊接特性，采用K-TIG焊接技术对10 mm厚Q235钢进行了焊接.K-TIG焊接过程稳定，得到了焊缝成形良好，无裂纹、气孔等缺陷的焊接接头，通过高速摄影试验观察“匙孔”在焊接过程中的动态行为，并对焊接接头微观组织和硬度、拉伸、冲击、弯曲等力学性能进行了测试. 结果表明，改善散热条件和合理的装配间隙能增加K-TIG焊接“匙孔”的稳定性；焊缝区和热影响区的维氏硬度值均高于母材；焊接接头的抗拉强度、冲击韧性优于母材；焊缝区主要由细小的针状铁素体和少量的块状铁素体组成；K-TIG焊接方法在较高热导率材料领域的使用可行性得到证实，对低碳钢K-TIG焊接工艺的进一步研究具有一定参考意义.