镀锌钢-6016铝合金激光焊接组织性能与第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算Fe8Al8及(Fe7X)Al8(X=Pb,Sn,Ti,Cu,Mn,Si,Zn)超胞模型的弹性模量与电子结构,在分析合金化元素改善FeAl金属间化合物力学性质的基础上,选取降低脆性效果较好的Cu和最好的Pb,对1.2 mm厚DC56D+ZF镀锌钢和1.15 mm厚6016铝合金平板试件进行加入中间夹层Cu和Pb的激光搭接焊试验。结果表明:FeAl金属间化合物为脆性相,其电子结构根源在于Fe的sd态与Al的sp态存在电子轨道杂化,为明显的共价键特征;FeAl合金化后,脆性降低,相应脆性由低到高的顺序为(Fe7Pb)Al8、(Fe7Sn)Al8、(Fe7Ti)Al8、(Fe7Cu)Al8、(Fe7Mn)Al8、(Fe7Si)Al8、(Fe7Zn)Al8、Fe8Al8,Pb合金化降低脆性效果最好,激光搭接焊加入中间夹层Pb,钢侧母材与焊缝界面区由母材侧较大晶粒和焊缝的细小晶粒交错形成,熔池金属与母材铝之间没有明显的分界线,焊接接头界面熔合良好;与未加夹层相比,加入中间夹层Cu和Pb后,焊接接头力学性能提高,其中Pb的作用优于Cu的,试样断口均具有韧性断裂特征。     

激光胶接焊镀锌钢/铝合金的显微组织与性能

采用光纤激光器对1.4 mm厚的DC56D+ZF镀锌钢和1.2 mm厚的6016铝合金平板试件进行有无胶层加入的激光搭接焊和耐蚀性实验,利用卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、微机控制电子万能试验机等分析胶层加入前后焊接接头的金相组织、断口形貌、界面元素、腐蚀速度、腐蚀产物形貌与成分以及接头力学性能,探讨胶层影响钢/铝焊接试样耐腐蚀性能的作用机制。结果表明:激光功率1650 W,焊接速度35 mm/s,离焦量+3.0 mm,Ar为保护气体且流量为20 L/min的工艺条件下,加入胶层,焊接试样正面焊缝均匀连续,无气孔和裂纹等缺陷;胶层的加入改善了搭接焊中因间隙而产生的热传递受阻现象,与未加胶层相比,横截面金属平板试件间隙减少,熔深值增大;胶层受激光作用分解形成气体和固体残留物,改变铝合金表面高反射率状况,加大铝合金对激光能量的吸收,钢/铝熔融金属冷却后互相嵌入,与未加入胶层相比,钢/铝界面分界线不十分连续;激光焊接中加入胶层,焊接接头抗剪强度与平均剪切力分别为41.45 MPa和1.04 kN,力学性能并没有因为胶层的加入而减弱;同等腐蚀条件下,焊接试样腐蚀方式为电偶腐蚀,腐蚀产物主要为Fe2O3、FeO(OH)、Fe6(OH)12CO3,与未加入胶层相比,焊接试样腐蚀速度减慢,耐蚀性提高;由于胶层具有绝缘性,可以抑制阳极和阴极之间的电子交换,减缓电偶腐蚀,因此,胶层的加入明显提高了钢/铝焊接试样的耐腐蚀性能。     

铝合金/镀锌钢异种材料薄板的超声波点焊

为了实现铝合金和钢板的高效连接,对3003铝合金和镀锌钢板进行了超声波点焊. 研究了接头的显微组织特征、焊接参数对接头性能的影响以及焊缝区的温度变化过程. 结果表明,超声波焊接可以对3003铝合金与镀锌钢板进行有效连接;镀锌层被不规则挤出,铝合金与钢直接接触区形成了FeAl₃和Fe₂Al₅相;在一定范围内,随着焊接时间的增加,接头抗拉强度先增加后减小,其减小的原因是过长的焊接时间诱导显微组织演变;当焊接时间为240 ms,焊接压力为0.4 MPa时,获得接头的最大抗拉力为673.05 N;在文中试验条件下,焊接区最高温度达到390 ℃.     

铝合金与钢的异种材料离焦激光焊研究现状

综述了铝合金与钢的异种材料离焦激光焊技术的研究现状;介绍了基于非定常热传导利用境界要素法对铝合金与钢离焦激光焊接合界面温度分布的解析和接头界面微观组织特性、力学性能与工艺条件的关系.就铝合金与钢离焦激光焊可焊范围与垫砧材质等工艺条件关系进行了探讨,并指出了今后铝合金与钢异种材料激光焊的研究方向.     

6016铝合金激光焊接接头性能

针对6016铝合金激光焊接接头的显微组织、力学性能及耐腐蚀性能展开了研究,分析了影响双面单道多层焊接接头的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的因素.实验结果表明,接头组织分布不均匀,成分偏析严重,其中热影响区组织为粗大的柱状晶,熔合线到焊缝中心出现晶粒尺寸大小不同的等轴晶,呈粗细分层结构,熔合线附近出现明显的热裂纹,焊缝中...     

铝合金激光－TIG复合焊热输入对组织及性能的影响

研究了激光－TIG复合焊在不同热输入下焊缝成形、接头拉伸性能、断口特征、接头硬度特征及接头金相特征。试验结果表明,在文中试验条件下:+7 mm离焦量的热输入是+5 mm离焦量的1.6倍,大热输入下,焊缝变得宽大;+7 mm离焦量下焊缝背面宽度是+5 mm离焦量的1.2倍,接头拉伸性能下降,+5 mm离焦量和+7 mm离焦量下抗拉强度分别为母材的88%和82%,断后伸长率分别为母材的96%和48%;大热输入下,断口处韧窝较为平浅,显微硬度降低;热输入较小时,无论是焊缝还是熔合区,第二相析出质点数量多而细小而且呈弥散分布;热输入较大时,焊缝及熔合区的第二相质点数量较少且尺寸较大,即焊缝及熔合区的第二相质点聚集长大。     

脉冲激光焊铝/钢异种接头组织和性能（英文）

采用脉冲激光对纯铝和不锈钢进行搭接焊。研究结果表明,接头力学性能与焊缝深度有着密切的联系。为此,对两个不同焊缝深度的接头进行了研究。当焊缝深度为354μm时,铝和熔化区的界面产生了富铝的铁铝金属间化合物和微裂纹,接头强度为(27.2±1.7)N/mm,在铝和熔化区界面处发现了3种不同的断裂模式。当焊缝深度为108μm时,铝和熔化区的界面仅产生了富铁的铁铝金属间化合物,未观察到任何缺陷。当接头强度为(46.2±1.9)N/mm时,在铝和熔化区界面处仅发现了一种断裂模式。     

不同激光焊方法对5A06铝合金中厚板组织及性能的影响

采用单激光焊和激光填丝焊研究了6 mm厚5A06铝合金中厚板的焊接性,分析了焊缝的形貌、力学性能和显微组织。结果表明：2种激光焊方法的焊缝形貌存在一定差异,激光填丝焊的焊缝鱼鳞纹更加均匀,单激光焊时的飞溅较多,焊缝熔宽更小且有咬边的现象;焊接接头的抗拉强度和显微硬度均低于母材的抗拉强度和显微硬度,激光填丝焊的抗拉强度能达到母材的80%以上,且其抗拉强度、伸长率和显微硬度均值均优于单激光焊的;焊缝区组织、熔合区和热影响区组织均分别为等轴枝晶、柱状晶和纤维状组织,熔合区与热影响区的界限明显,激光填丝焊焊缝区的等轴枝晶晶粒更细,熔合区的柱状晶数量占比更小。     

DP780镀锌钢激光焊接性能与工艺

针对0.8 mm的车用DP780镀锌双相钢,采用4 kW的连续光纤激光器对材料进行激光搭接试验,通过调节两板间的预留间隙、激光功率、焊接速度、离焦量,研究了工艺参数对焊接接头焊缝的成形影响规律,同时分析各工艺参数对焊缝下塌量、抗拉强度、气孔状况的影响规律;最后基于焊缝抗拉强度、焊缝下塌量以及焊接过程中气孔状况评价焊接质量.结果表明,功率在3 800 W、焊接速度在95~100 mm/s,离焦量在-2~2 mm,预留间隙在0.2~0.25 mm区间的工艺参数条件下,焊接成形较好,此时的抗拉强度保持在180 MPa以上,下塌量总量在0.35~0.45 mm,以及飞溅和外部气孔较少.建立抗拉强度—焊缝下塌量—气孔状况方法评价焊接质量,采用此方法,能够改善气孔缺陷,提升焊接效率.     

激光变质处理ZL108铝合金的组织与性能

采用激光熔凝处理ZL108合金，合金组织得到明显细化，硬度也显著提高，改善了ZL108合金的摩擦磨损性能。同时，对熔凝区的强化机理进行了探讨。     

铝合金／镀锌钢TIG熔钎焊接头界面组织及力学性能

采用TIG熔钎焊进行了铝基钎料在镀锌钢板上的润湿铺展试验及铝合金与镀锌钢板的搭接试验,分析了钎料在钢表面的润湿铺展性,研究了接头界面组织,并测试了接头力学性能.研究结果表明,在1rIG电弧热源作用下铝基钎料在镀锌钢板上润湿铺展良好,钢板未熔化,润湿角<20°;获得了较好的铝合金与镀锌钢搭接接头,钢母材侧为钎焊连接,金属间化合物层厚度<9.0 um,从焊缝侧到钢侧金属间化合物经历了FeAl3-Fe2Al5+FeAl2→FeAl2+FeAl的转变,铝母材侧为熔焊连接,焊缝晶粒尺寸明显增大;搭接接头存在局部"未钎合"缺陷,成为裂纹根源,导致接头断裂在焊根附近的焊缝上,抗拉强度仅有90 MPa.     

铝合金搅拌摩擦焊搭接接头工艺及组织性能研究

对铝合金3003进行一系列的搅拌摩擦搭接焊试验,并对焊接接头的工艺及组织性能进行了分析。试验结果表明:焊接接头可分为3个区域:焊核区、热机械影响区和热影响区,各区域的组织有明显的特征。当搅拌头的旋转速度为1120 r/min,焊接速度为50mm/min时,焊缝成型良好,当焊接工艺参数选择不恰当时,会产生飞边、沟槽、隧道型缺陷、钩状缺陷及波浪状曲线等缺陷。同时该旋转速度下各焊接速度所对应的抗拉强度普遍较高,基本可以达到母材抗拉强度的75%以上。在搭接焊核区硬度较高,有的甚至超过母材,在上板前进侧的热影响区硬度达到最低值。     

铜对钢/铝激光-MIG复合焊接头组织及性能的影响

采用激光-MIG复合焊方法研究了铜对SYG960E超高强度度钢/6061铝合金焊接接头微观组织及力学性能的影响.结果表明,与MIG焊相比,激光-MIG复合焊有利于改善焊缝成形及焊接质量.钢/铝界面层具有双层结构,靠近铝焊缝侧为针状的FeAl₃金属间化合物,而靠近钢母材侧为条状的Fe₂Al₅金属间化合物.铜对钢/铝界面层及接头的力学性能具有显著的影响.添加铜后可以有效地减小界面层厚度和裂纹敏感性,降低钢/铝接头的最高硬度,明显提高接头的抗拉强度,接头强度可以提高110%,这主要与铜抑制界面层生长和改善界面层中Fe-Al金属化合物的脆硬性有关.     

6061-T6铝合金搅拌摩擦焊工艺及性能研究

针对6 mm厚6061-T6铝合金开展搅拌摩擦焊焊接工艺优化,分析焊接接头的组织,并对接头的拉伸、弯曲、硬度和冲击等性能进行研究.结果表明:当选用旋转速度1400 r ? min1、焊接速度700 mm ? min 1的焊接参数时,可获得无缺陷的焊缝,焊接接头各区域组织过渡均匀,焊核区组织为细小的等轴状晶粒;焊接接头的...     

6061铝合金激光填丝焊接接头组织与性能

以2mm厚6061－T651铝合金的激光填丝焊对接接头为研究对象,利用光学显微镜、SEM、EDS、显微硬度计分析了优化试验条件下焊接接头的显微组织、析出相形态、分布及成分,并测试了接头的显微硬度。分析结果表明,由于激光焊具有能量集中、热输入小的特点,焊缝晶粒细小且热影响区较窄。在焊缝内部,大量条状和颗粒状的析出相均匀分布于其中,对焊缝的力学性能有显著影响。此外,焊后焊缝区的硬度远高于热影响区和母材,这与焊缝中大量析出的增强相、硅硬质点等因素有关。     

工业纯钛激光焊性能及组织分析

探讨了激光对焊方法对工业纯钛板材热处理前后力学性能度组织的影响，通过对板材激光对焊后母材、热影响区、焊缝消应力退火前后组织性能的分析对比，表明：纯钛激光焊方法用于钛带生产，可获得较为理想的组织。     

激光焊接KMN钢的工艺参数及组织和性能

通过设计KMN钢板激光自熔焊的正交试验,研究了焊接工艺参数对焊缝的影响。结果表明,在选定的焊接工艺参数范围内,光斑直径对焊缝熔透程度和表面质量有显著影响。经正交试验初步选定激光焊接工艺参数为：光斑直径0.8 mm,焊接速度24 mm/s,激光功率4.2 kW。选出能量密度不同的2组参数,考察焊缝宏观形貌、显微组织和维氏硬度随焊接工艺参数的变化。发现在能量密度较高时,焊缝的熔深、熔宽较大,马氏体板条更粗,对应区域的硬度也略低。由于单板自熔焊与对接自熔焊存在一定差异,故需对优化参数进行适当调整。利用调整后的参数进行激光对接焊,将得到的接头与TIG焊接接头的力学性能进行比较,发现激光焊接头强度和塑性均高于TIG焊,而冲击韧性略低。     

激光焊速率对6061铝合金接头组织与性能的影响

选择ER4047填充焊丝对6061铝合金板材进行激光焊接试验,并研究三种激光焊接速率（2 m/min、3 m/min、4 m/min）对接头焊缝成形质量、微观组织及其力学性能的影响。结果表明,焊接速率为3m/min时焊缝背宽比接近于1,接头成形质量和力学性能最佳。焊缝组织主要由等轴晶和具有{001}<100>强织构的柱状晶所构成,且柱状晶对接头组织的伸长率有一定的积极贡献。     

LF5铝合金搅拌摩擦焊工艺及性能研究

搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，简称FSW）是20世纪90年代新出现的一种新型的固态塑化连接工艺。对于用熔化焊难于焊接的有色金属，其应用潜力较大。针对我国常用的LF5铝合金，试验研究了该铝合金的搅拌摩擦焊工艺和主要工艺参数对焊缝成形和接头力学性能的影响。试验表明：当ω/υ为一定值，在一定的工艺范围内，焊缝的机械性能随着ω的增加而增加，当工艺参数取得最佳值时，接头的抗拉强度可达到母材的90%以上，延伸率可达到母材的80%以上。     

铜/钢角接激光焊工艺和性能研究

针对铜/钢直连型永久阴极板对其导电性和耐腐蚀性能的较高要求,采用激光不填丝焊接方法研究不同激光功率和预热条件下的铜/钢角接焊接接头的形貌和微观组织。同时测量了接头的名义抗拉强度、电导率及耐腐蚀性能。铜/钢角接头焊缝成形质量随激光功率增大先上升后下降,激光功率3000 W时预热后的接头焊缝质量最优,接头成形良好,无焊接裂纹,熔合区内球状和枝晶状ε-Cu颗粒相均匀分布在γ相为主的(γ+ε)双相固溶体组织中;不同激光功率下接头的力学性能和电导率均表现为:预热3000 W>3000 W>2000 W>4000 W;接头铜侧区域更容易腐蚀失效,熔合区中的ε-Cu相易于腐蚀溶解,接头钢侧区域的耐腐蚀性能较好。