2219铝合金锻件焊接接头组织与性能

以2219高强铝合金锻件为研究对象,采用变极性TIG焊方法,通过金相分析、拉伸试验及扫描电镜手段分析了焊接接头不同区域显微组织结构、力学性能及断裂形貌。结果表明:2219铝合金锻件焊接接头熔合区由较宽的等轴晶带和粗大的柱状晶组成,热影响区为粗大的等轴非枝晶,打底焊缝中心组织是粗大的等轴非枝晶和等轴枝晶的混合组织,盖面焊缝中心组织是细小的等轴非枝晶组织形态;焊接接头抗拉强度平均值为285 MPa,达到母材强度约65.5%,断后伸长率平均值约3.7%;试样断裂位置均在熔合线附近,打底层断裂形貌呈现典型的韧性断裂特征,盖面断裂形貌以韧性断裂主,局部区域出现解理断裂及层状撕裂的混合特征。     

10mm厚6005A铝合金激光-MIG复合焊接

采用双层激光-MIG复合焊接方法焊接10mm厚6005A铝合金,获得了外观成形良好、内部缺陷少的接头。对接头显微组织及力学性能进行研究,结果表明,焊缝由盖面焊缝与打底焊缝组成,盖面焊缝组织具有5XXX系铝合金铸造组织的特征,打底焊缝组织具有6XXX系铝合金铸造组织的特征;接头热影响区宽约13 mm,分为固溶区、过时效区和近焊缝区;打底焊缝与过时效区是接头硬度最低的区域;拉伸试样在过时效区发生韧性断裂,接头抗拉强度平均值为195.07 MPa,明显高于常规MIG焊接接头的强度。     

7055喷射成形高强铝合金激光焊接头组织及性能

采用激光焊接对2 mm厚喷射成形的7055-T76511铝合金进行焊接试验。通过显微硬度和拉伸试验测试焊接接头的力学性能,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)以及X射线衍射(XRD)分析焊接接头的微观组织。结果表明,7055铝合金激光焊接头无明显的软化区,焊缝显微硬度最低,约为130~140 HV,接头的抗拉强度372 MPa,伸长率4.1%。焊缝组织有明显的三个区(热影响区、熔合区和焊缝区)。热影响区组织是产生了部分再结晶的等轴晶粒;熔合区由于非均匀形核形成了等轴非枝晶区(non-dendritic equiaxed grain zone,EQZ),晶粒尺寸3~8μm;焊缝区靠近熔合线为柱状枝晶,中心为胞状枝晶。     

9Cr-1.8W-0.5Mo-V-Nb耐热钢焊接接头的组织和性能

研究了9Cr-1．8W-0．5Mo-V-Nb耐热钢焊接接头的成分、显微组织及性能。结果表明：该耐热钢采用钨极氩弧焊打底＋焊条电弧焊盖面的焊接工艺可获得良好的焊接接头；焊缝区的显微组织为回火板条马氏体，局部区域有少量的δ铁素体，与母材正火＋回火态的显微组织类似，但晶粒相对粗大；热影响区的显微组织主要为回火马氏体；熔合线结合良好，组织均匀。     

厚板钛合金等离子-钨极氩弧复合焊接接头组织与性能

针对16 mm厚TA2钛合金板材进行等离子打底+钨极氩弧焊盖面的复合焊(plasma-tungsten inert gas welding，P-T复合焊)，采用小孔型等离子焊实现不开坡口单面焊双面成形。结果表明，焊缝的组织为少量锯齿形α-Ti+针状马氏体，未发现成分偏析与聚集、夹杂物及裂纹等缺陷。热影响区及熔合线为锯齿形α-Ti+板条马氏体组织。焊缝的抗拉强度达到486 MPa，与母材相当，且断裂位置位于热影响区。在较优的工艺参数下进行焊接，焊缝及热影响区的维氏硬度分别为175 HV和170 HV，均高于母材。因此P-T组合焊接能实现钛合金厚板焊接，在厚板钛合金焊接中具有广泛的应用前景。 创新点： 首次采用等离子打底和氩弧焊盖面的复合焊接方法实现16 mm厚钛板无缺陷焊接。     

ZL205A铝合金MIG焊接接头的组织与性能研究

研究了ZL205A铸造铝合金金属极惰性气体保护焊焊接接头的力学性能和显微组织。结果表明,ZL205A铝合金焊接性能较好,焊接过程为亚射流过渡形式,可以得到成形良好无缺陷的焊接接头。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,热影响区由于受焊接热循环作用晶粒变粗大。焊缝区的冲击韧度较高,是热影响区和母材冲击韧度的2倍。焊接接头的硬度分布较为均匀。     

下向焊仰位操作技能

分析了下向焊接工艺(特别是纤维素打底)焊接时产生焊缝背面内凹、打底焊道烧穿、焊缝夹渣、未熔合、咬边、焊缝成形不良等缺陷的原因.针对这些缺陷提出了根焊、填充焊、盖面焊的操作技能,获得了下向焊仰位焊的合格焊缝.     

不同脉冲频率对A6N01铝合金焊接接头组织的影响

研究不同脉冲频率对A6N01铝合金焊接接头焊缝成形、微观组织的影响。结果表明,不同的脉冲频率对焊缝成形、缺陷无明显影响;不同脉冲频率焊接接头的焊缝微观组织均为典型树枝状晶组成的铸态组织,熔合区靠近焊缝一侧为柱状晶组织,靠近基体一侧为等轴晶组织,热影响区部分晶粒较母材晶粒粗大;母材为典型的再结晶组织。可以考虑选择不同的脉冲频率进行焊接。     

7A52厚板铝合金激光-MIG复合焊接组织与性能研究

针对传统电弧焊接高强铝合金厚板焊接效率低的问题,提出采用"激光-MIG复合穿孔+MIG盖面"实现铝合金厚板高效率焊接的新方式。并通过光学显微镜观察、力学性能测试等手段研究了显微组织和力学性能。结果表明:采用激光-MIG复合焊实现了单道熔透,然后MIG摆动焊接实现单道盖面,焊缝成形美观,焊接效率比传统MIG多层多道焊接提高了263%。电弧区(激光和电弧共同作用区域)的晶粒比激光区(激光单独作用区域)晶粒粗大。焊缝比母材硬度低,母材硬度为107HV,激光区、电弧区、盖面区焊缝区的硬度分别为母材的75.7%、82.2%和62.6%。盖面焊的平均抗拉强度为253MPa,为母材的53.2%,拉伸试样断裂方式为解理型断裂;穿孔焊的平均抗拉强度为317MPa,达到母材的66.7%,拉伸试样断裂方式为韧脆结合型断裂,相较于激光区,电弧区韧性更好。     

高速列车铝合金车体典型接头激光-MIG复合焊接特性研究

针对传统高速列车3 mm厚A6N01S-T5铝合金型材典型接头结构开展激光-MIG复合焊接试验,优化复合焊接工艺参数,分析接头组织性能,研究激光-MIG复合焊的工程适应性。结果表明,在最佳工艺参数下,焊缝成形良好、无气孔缺陷。焊缝中心为树枝状铸态组织,靠近熔合线焊缝为柱状晶组织,熔合区较窄但热影响区存在晶粒轻微粗大现象;焊缝区硬度低于母材区,硬度最小值位于熔合线附近的热影响区;最佳工艺参数下接头的平均抗拉强度为204.6 MPa,达到母材的83.5%;断裂发生在熔合线附近,断口形貌呈现典型的塑性断裂特征;接头的弯曲性能良好;组对间隙小于1.0 mm时,最佳工艺参数具有通用性,焊缝成形及接头抗拉强度良好;组对间隙增至1.5 mm时,优化工艺参数焊缝成形及接头抗拉强度依然良好。结果表明,激光-MIG复合焊对高速列车铝合金车体典型接头具有良好的焊接可行性和工程适应性。     

6082-T6铝合金CMT+P焊与双脉冲MIG焊的接头组织及性能对比分析

对3 mm厚6082-T6铝合金型材采用冷金属过渡+脉冲焊(CMT+P)和双脉冲熔化极气体保护焊(MIG)两种焊接工艺进行了对接接头焊接试验,并对这两种工艺获得的焊接接头的力学性能和微观组织进行了评价。结果表明:采用CMT+P焊接工艺获得的焊接接头的强度优于双脉冲MIG焊接接头的强度; CMT+P焊焊缝软化现象较双脉冲MIG焊有明显改善; CMT+P焊焊缝熔合区比双脉冲MIG焊的焊缝熔合区窄,焊缝区晶粒更细小均匀,在双脉冲MIG焊缝热影响区产生晶间液化裂纹。采用CMT+P焊可以获得更优良的6082-T6铝合金型材焊接接头。     

1561铝合金TIG深熔焊接头组织与力学性能

采用TIG深熔焊工艺,对1561高镁铝合金进行了焊接,并对接头的显微组织和力学性能进行系统分析.结果表明焊缝中无气孔和裂纹缺陷;打底焊道中部存在“∧”字形粗晶区,其上下部晶粒尺寸细小;双层焊经历第二道的盖面焊后,打底焊道晶粒明显长大,熔合区晶粒晶界发生重熔,焊缝软化现象仍有发生;焊缝和热影响区的显微硬度低于母材,但热影响区并没有表现出明显的软化现象.接头抗拉强度可达314 MPa,表明深熔焊工艺适合于1561高镁铝合金的焊接.     

不同冷却方式对7系铝合金MIG焊接头组织和力学性能的影响

对12 mm厚7系铝合金板材进行MIG焊接,焊接后采用自然冷却与循环水冷却两种冷却方式,分析水冷对焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明,与自然冷却相比,水冷使打底、填充、盖面焊道中心等轴晶粒尺寸减小,焊缝边缘处柱状晶尺寸明显变大;焊缝处硬度有所提高,焊缝-侧软化区范围明显减小,焊接接头屈服强度明显下降,抗拉强度有所提高。     

微观组织对2A12铝合金熔焊接头力学性能的影响

采用TIG焊对2A12铝合金薄板进行焊接,并对接头的组织及力学性能相关性进行分析.金相观察发现焊缝及熔合区内晶粒粗大且不均匀,焊缝从边缘的柱状晶向中心的等轴晶过渡,熔合线附近出现粗细晶混杂分布.采用显微硬度及拉伸试验研究了焊接接头力学性能不均匀性.结果表明,硬度最小值处于焊缝的熔合区,拉伸试样亦断裂在该区,与组织分布相...     

焊接热输入对2219薄板铝合金焊接接头性能的影响

针对2219薄板铝合金，采用不同焊接热输入的TIG焊开展了对比试验，分析了焊接接头的力学性能、组织形貌和断裂特征。研究结果表明，单道焊比双道焊的接头抗拉强度的平均值提高了19.6%，断后伸长率基本相同；双道焊的接头在熔合线附近，焊缝区形成柱状枝晶，组织大小不一、形状不规则，热影响区晶粒粗化，几何形态变化，组织形态不均匀，接头在焊接温度升高时，晶粒粗化，强度降低，断口呈现了沿晶界撕裂扩展的痕迹，局部呈“河流花样”特征；单道焊的接头在熔合线附近，焊缝区等轴晶分布较多，组织均匀一致，晶粒细小，接头在经历了加热、快速冷却、常温放置后，强化相溶于固溶体，Cu原子扩散、聚集，产生点阵畸变，晶粒得到细化，强度升高，断口呈现了典型的塑形断裂痕迹，韧窝形态明显。     

不同焊丝对喷射成形7055铝合金焊缝组织与力学性能的影响

对用喷射成形工艺制备的7055铝合金采用不同焊丝进行MIG焊焊接试验,对焊接接头组织和力学性能进行了研究。试验结果表明:ER4043焊丝焊接接头硬度为200 HV,接头抗拉强度为145 MPa,伸长率为2.23%;焊接接头主要以等轴晶为主,焊缝区为等轴晶和树枝状晶,熔合区和热影响区主要为等轴晶组织,断口为解理断裂。ER5356焊丝焊接接头硬度为90 HV,接头抗拉强度为190 MPa,伸长率为2.92%;焊接接头主要以柱状晶为主,焊缝区、熔合区主要为柱状晶组织,热影响区为粗大的等轴晶,断口为疲劳断裂形式。     

MB8镁合金CO2激光焊接工艺及接头性能

采用高功率CO2激光器对MB8镁合金进行一系列激光焊接工艺试验,并对焊缝成形的形成规律、接头的微观组织和力学性能进行研究.结果表明:焊缝熔深基本和激光功率呈正比关系,激光功率每增加1 kW,熔深约增加2 mm.焊缝熔合区组织主要由粗大的等轴晶组成,晶粒内有连续析出的条纹状β-Mn,晶粒尺寸约为60μm;热影响区组织为相对细小但大小不一的等轴晶,晶粒尺寸为15~40μm.在消除焊缝表面缺陷后,焊接接头抗拉强度能达到基材的90%左右.此外,熔合区内的粗大晶粒、晶粒内连续分布的第二相及焊缝内气孔缺陷是造成接头拉伸性能低于基材的主要原因.     

6082铝合金MIG焊焊接接头组织与力学性能研究

通过拉伸、弯曲、硬度试验以及金相分析等对6082铝合金MIG焊接头的力学性能与显微组织进行了研究。结果表明:采用5087焊丝焊接6082铝合金时,具有较好的抗拉性能,板厚8和4mm的焊接接头焊态的抗拉强度分别为母材的77.8%和73%;弯曲断裂集中在熔合线处,弯曲角度均较小;6082铝合金MIG焊接头焊缝中心组织为等轴晶,靠熔合线的焊缝晶粒沿散热方向呈柱状晶,熔合区晶粒粗大;软化区出现过时效效应,使Mg2Si长大,成为接头最薄弱的区域。     

汽车大梁钢结构件P+T焊接技术应用

为解决汽车大梁钢厚板焊接质量差、效率低等问题，采用P+T(PAW+TIG)焊接技术对8 mm厚的汽车结构件用750L高强度大梁钢进行焊接工艺研究，分析了焊接接头的焊缝组织及力学性能。结果表明，P+T复合焊焊缝成形良好，焊缝组织晶粒均匀细小；接头强度和弯曲性能均满足要求，抗拉强度达到母材的97%,具有较高的强度和良好的韧性。     

6013—T4铝合金薄板搅拌摩擦焊热输入对焊缝成形及组织性能的影响

针对2 mm厚6013—T4铝合金薄板进行了搅拌摩擦焊接工艺试验,用搅拌头旋转速度和焊接速度的比值ω/v表征搅拌摩擦焊的热输入,试验研究了焊接热输入对接头的焊缝成形和力学性能的影响,并分析了接头的显微组织.结果表明,搅拌摩擦焊接头的综合性能较好,抗拉强度和屈服强度分别达到母材的83.3%和75.8%;在不同的搅拌头旋转速度下,随着焊接热输入的增加,接头的屈服强度和抗拉强度降低;ω/v在3 r/mm左右,焊缝成形美观,飞边毛刺少.母材为板条状组织;热影响区晶粒与母材相似,但稍微有粗化;热力影响区的晶粒极不均匀,既有等轴晶,也有拉长的带状组织;焊核区为细小的等轴晶组织.