焊接电流对7N01铝合金焊接接头组织和性能的影响

采用TIG焊对7N01铝合金进行焊接,利用金相、硬度和腐蚀实验,研究不同焊接电流对7N01铝合金焊接接头组织和性能的影响。结果表明:当焊接电流为170 A,焊接接头的组织为细小均匀的α-Al固溶体,其上分布着均匀、细小、弥散的η相,接头具有较好的硬度和耐蚀性。     

焊接保护气体对7N01铝合金接头力学性能的影响

针对A7N01铝合金MIG焊接工艺,分别采用纯Ar气体和He-N2-Ar混合气体作为保护气体,并通过拉伸、弯曲、硬度以及疲劳试验分析焊接接头的力学性能。试验结果表明:与纯Ar气体保护焊相比,采用He-N2-Ar混合气体焊接时,A7N01焊接接头在循环寿命为107条件下的疲劳强度提高约9.3%,而接头准静态拉伸性能的改善效果有限,其抗拉强度仅提高约2.5%;在He-N2-Ar混合气体保护条件下,焊接接头疲劳性能改善的主要原因是焊缝气孔数量明显减少,而焊接气孔对接头的准静态抗拉强度影响不大。     

焊后热处理对FSW和TIG焊残余应力影响的数值模拟

为展示FSW在焊接残余应力方面的优势和特点,采用顺序热力耦合模型模拟FSW和TIG两种焊接构件的残余应力,在与已有文献验证对比的基础上,讨论和对比焊后热处理工艺对残余应力分布的影响。结果表明:FSW的焊后残余应力低于TIG焊接,在焊接厚度方向上,FSW的残余应力有较明显的变化,而TIG焊的残余应力变化很小;热输入功率的改变对TIG纵向残余应力的影响相对较小,而对FSW的影响较大;随着热处理温度的升高,焊后热处理对残余应力的降低作用越明显;同样的焊后热处工艺对TIG焊的残余应力降低更为明显。     

时效温度对车板用轧制6A01-T4铝合金力学拉伸性能和组织的影响

以6A01-T4铝合金为测试材料,经3道次轧制和不同时效温度处理,采用拉伸测试、TEM等方法分析其力学性能及组织。结果表明:3道次轧制时,轧向形成拉长的晶粒,生成许多波浪形的变形带,时效温度增加,晶粒发生细化,时效时间增加,试样位错密度降低;3道次轧制后位错密度急剧增加并缠结在一起,形成胞状结构;105℃时效处理后试样析出相粗化,析出相间距增加、数密度降低;各时效温度下拉伸测试后均出现1个明显强度峰,时效温度增加,强度峰后移,拉伸初期试样强度略微下降,之后增大至峰值再逐渐降低,最后趋于稳定。     

扭转热变形对7A04铝合金织构的影响

用Gleeble-3500热模拟试验机在变形温度为440℃、扭转速率为0.01 s~(-1)(8×10~(-3)rad/s)条件下对挤压态7A04铝合金试样进行高温扭转试验,通过EBSD技术,分析概括合金在不同变形区域中晶粒分布、晶界取向角、取向线等的演变规律,并绘制其扭转变形前后主要取向线在欧拉空间中的位向变化。结果表明:原始材料平均晶粒尺寸为84.64μm,纤维区、椭圆区和等轴区各为96.52、46.53、24.38μm,其对应的平均晶粒取向角为11.08°、7.84°、14.22°、18.12°;经扭转变形后,原始材料的取向线发生了一定规律性的位置变化,且织构发生显著弱化。     

6A01铝合金激光-MIG复合焊和MIG焊接头性能研究

分别采用激光-MIG复合焊和MIG焊对3 mm厚的6A01-T5铝合金型材进行焊接,使用体式显微镜、金相显微镜、维氏硬度计、电子万能试验机等研究两种焊接接头的宏观金相、显微组织、硬度分布、拉伸性能和弯曲性能,并用高频疲劳试验机对比分析两种焊接接头平滑件的疲劳性能。结果表明:激光-MIG复合焊和MIG焊接头成形良好;激光-MIG复合焊抗拉强度高于MIG焊,激光-MIG复合焊接头中的焊缝区硬度最低,MIG焊的在离熔合线5 mm的母材"过时效"软化区;激光-MIG复合焊疲劳强度高于MIG焊,焊缝第二相尺寸较小且弥散;激光-MIG复合焊接头综合性能优于MIG焊。     

频谱谐振处理对铝合金焊接残余应力的影响

A7N01铝合金具有较高的应力腐蚀裂纹敏感性,为消除或降低铝合金焊接结构的残余拉应力,抑制应力腐蚀裂纹的形成,对7N01铝合金型材焊接部件进行频谱谐波振动消除残余应力处理试验,并采用X射线法测量处理前后的残余应力及分布。结果表明,在本试验条件下,频谱谐波振动时效法具有较好的消除残余拉应力效果,尤其是残余应力的均匀化效果明显,适合于大型焊接结构的整体消应力处理。同时,频谱谐振处理对焊接接头的拉伸、弯曲和疲劳性能影响不大,都满足标准要求。     

喷丸对2219铝合金TIG焊接残余应力的影响

用不同喷丸参数对2219-T8铝合金TIG焊接接头进行强化处理。用X射线衍射仪(XRD)、盲孔应力仪(MTS3000)检测试样喷丸前后残余应力场。结果表明:喷丸处理前,垂直于焊缝的横截面,纵向应力呈不规则"几"字型分布,表现为焊缝附近区域存在较大残余拉应力,远离焊缝的母材区接近零应力状态,随试样厚度增大,残余应力峰值增大;喷丸处理后,垂直于焊缝的横截面表面应力呈不规则"V"型分布,表现为焊缝附近区域产生较大残余压应力。在相同丸径情况下,玻璃丸较钢丸表面压应力更大。喷丸处理后,焊缝内部有限范围内压应力呈不规则"S"型分布。对相同材质弹丸,随弹丸直径增大,压应力层深度逐渐增大。在相同丸径下,钢丸较玻璃丸压应力层和峰值更大,且随钢丸直径增大,残余压应力峰值所在位置逐渐内移,其值逐渐增大。     

超声冲击对7A05铝合金焊接接头性能的影响

对7A05铝合金采用双丝MIG焊接工艺得到的焊接接头进行超声冲击处理,并从焊趾处应变与应力、抗拉强度、疲劳寿命和疲劳断口扫描等方面对经过超声冲击处理和未经超声冲击处理的试样进行对比研究。研究结果显示,经过超声冲击处理的试样,焊趾处拉应力减小,抗拉强度增大,平均疲劳寿命变长。疲劳断口扫描显示冲击后材料在断裂前发生明显的塑性变形。     

铝合金搅拌摩擦焊温度场及残余应力场研究

建立8 mm厚铝合金板有限元模型模拟搅拌摩擦焊稳态和动态过程,得到温度场和残余应力场的分布,将稳态及瞬态残余应力与实测值进行比较,分析了下压力和主轴转速改变对温度场和残余应力场影响,为实际工艺提供合理的取值范围。结果表明:应力温度非对称分布随转速、下压力增大而增强;稳态计算结果与瞬态计算结果在焊缝区、热机影响区、热影响区分布趋势一致,数值相差较小,可用稳态计算代替瞬态计算;上、下表面残余应力分布形式相似、个别数值略有差异,残余应力以纵向应力为主,轴肩处拉应力最大为90 MPa,远离焊缝的母材区压应力最大为40 MPa。     

加热温度对7A09-T6铝合金型材性能的影响

为研究不同加热温度对7A09-T6态铝合金型材性能的影响,在25～350℃温度范围内,对7A09-T6态铝合金型材进行热拉伸试验,采用Gleeble1500D热模拟试验机和扫描电镜SEM等手段研究不同加热温度条件下的7A09-T6态铝合金力学性能变化规律,以及经历不同加热温度后冷却至室温对材料的力学性能和微观组织的影响。结果表明：随着加热温度升高,屈服和抗拉强度降低,而断裂延伸率则不断增加,当加热温度升高到250℃时,断裂延伸率增加至22.5%,约为室温条件下断裂延伸率的2.05倍。当加热温度不高于200℃时,冷却至室温后材料的力学性能与没有加热的7A09-T6力学性能值相当,当加热温度高于200℃后,冷却至室温后材料的屈服强度和抗拉强度随着加热温度的升高而降低,延伸率随加热温度升高而稍有增大;温度达到350℃时,出现亚晶,说明存在回复再结晶。这也说明了200℃以下,保温时间和加热速率对热态下的力学性能影响不大的原因。     

铝合金挤压孔表面形貌及残余应力分析

对挤压后的铝合金孔边残余应力分布进行了X射线测定,发现残余压应力在近表层有陡降。扫描电镜观测表明孔的内表层存在机械损伤,其深度约与应力陡降范围相当。说明表面损伤不仅本身可能影响疲劳抗力,而且使有益的残余压应力在挤压后即发生较大程度的松弛。 增大挤压量可增大残余压应力分布深度及数值,但须注意挤压后存在尺寸反弹有可能影响构件的装配精度。在固定挤压量的条件下,将挤压棒由锥形改为糖葫芦形,可使残余压应办的分布深度及数值得到进一步提高。这是由于后者属非连续挤压方式,后一台阶的挤压总是在前一台阶挤压的基础上进行,材料的组织预先经过一定程度的形变强化,并且变形材料受相邻两台阶的几何约束难以充分恢复。     

随焊冲击对6061铝合金焊接接头性能影响

6061-T6高强铝合金板进行TIG焊接时,焊接热影响区存在明显过时效软化现象。为抑制这种焊接缺欠,用随焊旋转冲击法对焊接接头过时效软化区进行加载。针对接头性能进行显微组织、硬度及耐蚀性测试。结果表明：焊接接头过时效软化区经旋转冲击后,硬度由初始58.5HV升至71.2HV;随电压增加,冲击作用增强,硬度提高更明显。这主要是由于随焊旋转冲击产生的局部挤压、剪切综合作用,促进了新相沿晶粒边界生成,使接头软化区硬度上升,同时,耐蚀性也得到了改善。     

扩挤变形对7A04铝合金组织与性能的影响研究

研究7A04-H112铝合金经一次扩挤变形后的显微组织和力学性能。结果表明:相对于原始态试样,一道次挤压后试样的晶粒呈条状结构分布,抗拉强度和伸长率各提升57%和22.4%;二道次后试样的晶粒呈纤维状结构,各性能也均有不同程度的提升。可见,随着挤压道次的增加,晶粒变得更加纤细,力学性能提升,并且等效应变在变形中分布比较均匀,在不同道次变形中逐渐积累。     

Zr含量对车用7N01合金组织和力学性能影响

用熔铸工艺制得7N01-x Zr合金,分析Zr含量对组织和力学性能影响。结果表明:当Zr的质量分数为0.4%时,初生硅尺寸减小,形成更规则的初生硅组织,分布较均匀;共晶硅呈蠕虫形组织,长度减短。提高Zr含量,长度与长径比先减小后增大。加入0.4%的Zr后合金组织细化效果最优,共晶硅长度减短到9.6μm;初生硅颗粒长径比最小,形成明显的圆整化状态;共晶硅平均长度最短,细化状态最佳。提高Zr含量后,合金拉伸强度与伸长率先增大后减小,加入0.4%Zr的7N01合金力学性能最优。当Zr质量分数为0.4%时,断口形成更少的解理台阶,为塑性撕裂,合金塑性更优。     

超声波消除铝合金焊接残余应力的应用

铝合金在机械行业的应用越来越广泛,铝合金的焊接应力问题备受关注,超声波应力检测技术在近几年得到了广泛的发展,但对用超声波消除铝合金的焊接残余应力问题的研究尚不深入。介绍了用超声波消除铝合金焊接残余应力的原理及其国内外的一些相关研究,指出了目前存在的若干问题及进一步完善的方向。     

复合材料身管的热残余应力

根据圆筒的弹性力学理论,建立了带金属内衬的纤维增强复合材料身管的热残余应力模型,考虑了复合材料加工固化过程中的温度和缠绕角度等参数的变化.基于该模型编制了计算复合材料身管的热残余应力的程序.以T300/环氧树脂复合材料为例,计算了复合材料身管径向、周向和轴向的热残余应力,得到复合材料身管中的热残余应力随缠绕角的变化规律.结果表明复合材料身管中由固化温度变化引起的周向和轴向的热残余应力比径向的大,缠绕角在45°左右时各个方向热残余应力值最大.     

温热条件对7B04铝合金性能的影响

针对高强铝合金航空复杂构件室温成形难问题,通过电阻炉加热及冲压成形试验探究了温热条件对7B04铝合金硬度及成形性能的影响规律,通过差示扫描量热仪及透射电镜探讨其性能变化机理。研究结果表明：7B04铝合金加热后,升温速率越快,材料硬度下降越快;在400 ℃以上炉温条件下加热较长时间,硬度会先降后升;在200~450 ℃温度范围内,7B04板材冲压成形性能随出炉温度提高而提高,加热至400 ℃以上出炉冲压成形效果较好,升温速率的提高可以使7B04铝合金在硬度降幅相同的情况下,达到更高的成形温度,获得更好的成形性能。     

单丝、双丝MIG对7A52铝合金焊缝性能和变形的影响

采用单丝、双丝MIG两种焊接工艺研究7A52铝合金焊缝抗拉强度和硬度分布以及平板对接产生的自由变形特点。结果显示:5A56、5356焊丝形成的焊缝强度低于母材;单、双丝焊缝截面硬度分布规律基本相同,但双丝焊较单丝焊热影响区减小1/3;单丝焊对接缝的自由变形远大于双丝焊。