Al-Mg(Sc,Zr)合金焊接接头组织与性能试验研究

对比了以Al-Mg及Al-Mg-Sc合金焊丝为填充材料,手工TIG法施焊的Al-Mg-(Sc,Zr)合金焊接接头微观组织特征及力学性能。结果表明,基材热影响区没有发生明显的再结晶现象,证明Al-Mg-(Sc,Zr)合金具有很强的抗焊接热软化能力;采用Al-Mg-Sc合金焊丝为填充材料时焊缝晶粒组织得到明显细化,提高了焊缝强度;熔合区形成的细小等轴晶层提高了基材与焊缝填充材料的结合力。采用Al-Mg及Al-Mg-Sc合金焊丝焊接时,Al-Mg-(Sc,Zr)焊接接头强度系数均大于0.90;但采用Al-Mg合金焊丝时,焊接接头屈服强度仅为188 N/mm2,而采用Al-Mg-Sc合金焊丝时,焊接接头屈服强度高达287 N/mm2,大大提高了Al-Mg-Sc合金焊接构件的许用强度。     

含钪铝合金变极性TIG焊接头组织与性能

采用变极性TIG焊接工艺对6 mm厚5B70含钪铝合金板材进行了焊接试验,对焊接接头的组织和力学性能进行了研究,分析了钪元素的作用。研究结果表明:接头的抗拉强度最高可达368 MPa,强度系数为0.89,断后伸长率为10.7%;断裂发生在熔合线处,断口形貌为韧窝;焊缝两侧硬度值最低,焊缝中心硬度稍高。在钪元素的作用下,焊缝组织得到了明显细化,熔合区形成的等轴晶层增强了焊缝与基材的相容性,热影响区的再结晶受到了抑制,接头的抗软化能力和抗拉强度提高。     

含钪Al-Cu-Li合金氩弧焊接头组织与性能

为了探索新型含钪Al-Cu-Li-Zr合金板材的焊接接头性能,采用氩弧焊接工艺对该合金的T6峰时效态板材进行了焊接.采用室温拉伸力学性能试验、金相显微镜和透射电镜研究了焊缝的显微组织和力学性能之间的关系.结果表明,在氩弧焊条件下,采用钪与锆、锰等多组元复合微合金化焊丝对含钪Al-Cu-Li-Zr合金板材进行焊接,焊接接头的强度系数达到65%,拉伸试验断口发生在热影响区内,微量钪对焊接接头具有晶粒细化强化作用和直接析出强化作用.     

铝锌镁钪锆合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

通过对铝锌镁钪锆合金热轧板进行搅拌摩擦焊接试验,对合金焊接接头的力学性能和焊接接头各个区域的微观组织进行了分析.结果表明,沿焊接接头焊缝横截面的显微硬度呈W形分布,硬度最高处位于焊核区,硬度最低处位于距焊缝中心12mm的热影响区,焊接接头焊接系数达到0.90;焊核区大小为1～2μm的再结晶等轴晶粒,基材中的析出相被破碎和部分溶解为细小的圆颗粒;热机影响区的晶粒发生了强烈的弯曲变形,晶内析出相由片状转变为短棒状;热影响区的晶粒发生了明显长大,析出相也明显粗化;焊接接头拉伸断口都发生在热影响区内.     

稳定化退火工艺对铝镁钪合金力学和腐蚀性能的影响

采用半连续铸造.轧制技术制备了铝镁钪合金板材,研究了稳定化退火工艺对冷轧板材组织和性能的影响.结果表明,随稳定化退火温度的升高,板材强度下降而塑性升高,腐蚀抗力则先升而后降;随稳定化退火时间的延长,板材屈服强度有所降低而塑性变化不大,腐蚀抗力稍有增加.合金板材经300℃×lh稳定化退火可达到强度、塑性和耐蚀性的最佳配合.     

TZM钼合金钨极氩弧焊工艺及焊接接头组织

针对TZM钼合金,研究了钨极氩弧(TIG)焊工艺中不同焊接电流对焊接品质的影响,分析了焊接接头的显微组织及性能。结果表明,当TIG焊焊接电流为210 A,焊接速度4 mm/s,氩气流量8～12 L/min时,可获得品质优良的焊缝。焊接接头组织主要由焊缝中心粗大的柱状晶及热影响区的等轴晶组成,取代了母材的片层状纤维织构,削弱了材料的强度,改善了材料的塑性。     

魏氏组织对焊接接头性能的影响

不易淬火钢焊接热影响区中的过热区，由于奥氏体晶粒长的非常粗大，这种粗大的奥氏体在较快的冷却速度下会形成一种特殊的过热组织，其组织特征为在一个粗大的奥氏体晶体内会形成许多平行的铁素体针片，     

微量钪对Al-3%Cu合金组织与性能的影响

采用硬度、拉伸性能测试、金相组织观察、扫描电镜与能谱分析以及X-射线衍射等方法,研究了微量稀土元素Sc对Al-3％Cu合金组织与性能的影响。结果表明,稀土元素Sc能够强烈地细化Al-Cu合金的晶粒,改善枝晶网胞。微量Sc元素添加到Al-3％Cu合金中,合金的抗拉强度σb和屈服强度σ0．2均有所提高(△σ约为30MPa),对合金的伸长率几乎没有影响;微量Sc元素添加到Al-3％Cu合金中,除部分固溶于Al基体中外,大部分与Al形成对合金起强化作用的Al3Sc共格相,对合金起强化作用,没有发现其他相,包括W(AlCuSc)相生成。     

真空热循环作用下LF6合金焊接接头的拉伸性能和微观组织

采用精密多功能低温静载材料实验机、热循环试验装置、透射电镜和扫描电镜，系统研究了真空热循环条件下LF6合金焊接接头的拉伸性能和微观组织，分析讨论了真空热循环对LF6合金焊接接头的影响规律。研究结果表明，在循环300周次范围内，真空热循环可改善LF6合金焊接接头的拉伸性能，使其强度和塑性均得到提高。热循环对焊接接头拉伸性能具有影响，并同循环次数有关。初始循环时，由于位错不断增殖，使得LF6合金焊接接头的强度和塑性增加较快；经热循环70周次后，接头的强度和塑性均达到最高值；循环次数继续增加，强度和塑性开始下降，这可能与晶内位错密度降低、晶界处形成位错墙有关。     

不同焊丝对6082铝合金焊接接头组织性能的影响

采用ER5356和ER5087铝合金焊丝对6082-T6铝合金板材进行焊接,研究了不同焊丝对6082-T6铝合金力学性能和显微组织影响。结果表明,ER5087焊丝焊接的焊缝硬度高于ER5356焊丝的焊缝硬度,这是由于ER5087焊丝中的Zr细化焊缝晶粒的结果。拉伸试验时焊接接头均断裂于热影响区,ER5087焊丝焊接的接头比ER5356焊丝焊接的接头平均屈服强度和抗拉强度高,断后伸长率稍好。     

5B70铝合金变极性等离子焊接接头组织与性能的研究

以5B71合金焊丝为填充材料,采用变极性等离子弧焊法对6 mm厚5B70合金板材进行焊接,并对焊接接头进行显微组织和力学性能的研究。结果表明：接头的抗拉强度达到370.13 MPa,强度系数为0.89,断后伸长率为10.35%;断裂发生在靠近熔合区的热影响区处,断口形貌为韧窝,属于塑性断裂;焊缝中心的硬度是整个焊接接头最低的区域;焊缝组织由大量树枝晶和少量等轴晶组成,熔合区界限明显,形成了等轴晶层,热影响区范围很窄,保留了与母材类似的纤维状组织。     

Cr含量对低合金耐蚀管线钢焊接接头组织和性能的影响

采用钨极氩孤弧焊(TIG)对Cr含量为1wt%～5wt%的低合金耐蚀管线钢进行焊接,研究Cr含量对焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明,随着低合金耐蚀管线钢中Cr含量提高,粗晶热影响区晶粒尺寸变大,熔合区组织不均匀,易出现淬硬组织。随Cr含量提高,焊接接头的硬度呈上升趋势,冲击韧性呈下降趋势,尤其当Cr含量达5wt%时,硬度的提高和冲击韧性的下降尤为明显。低合金耐蚀管线钢的Cr含量不超过3wt%时,可得到硬度适中、韧性较高的焊接接头。     

Al-Mg-Sc合金热塑性和热轧工艺

采用高温瞬时拉伸试验和电子显微镜研究Al-Mg-Sc合金在高温下的塑性变形特征。结果表明,随试验温度升高,合金高温瞬时拉伸强度下降,而塑性增加,350-400℃实验温度下合金的变形抗力相对较低,热塑性较好。大生产条件下的热加工工艺验证试验也表明,350-470℃实验温度范围内铸锭热加工温度越高,轧制开裂的几率越大,Al-Mg-Sc合金适宜的热轧温度为350-420℃。另外,大生产条件下还应严格控制热加工道次和道次变形量,开始轧制时道次压下量和轧制速度不宜过大,轧制变形量超过25%后,应逐渐加大道次压下量和提高轧制速度,使变形深透到整个轧件厚度。     

TC2钛合金薄板CO2激光焊对接接头组织与性能

采用大功率CO2激光焊接设备,研究了TC2钛合金薄板的焊接工艺.针对4 mm厚TC2钛合金对接接头,分析焊缝和热影响区的显微组织结构,检测焊接接头的显微硬度分布规律,并综合试验结果分析焊接接头不同区域的性能.结果表明,焊缝的微组织较母材粗大,具有较强的沿焊接热影响区经焊缝界面向焊缝中心生长的方向性;焊接接头在焊缝区的硬度最高,热影响区硬度较低且硬度变化幅度较大,靠近母材处硬度值最低,是接头强度的薄弱区.     

焊缝几何特征对5A30铝合金焊接接头疲劳性能的影响

通过5A30铝合金不同焊缝形式、几何尺寸对接接头疲劳试验, 以及焊缝余高存在时焊趾处的应力集中系数的测定和理论计算, 研究了焊缝几何特征对铝合金焊接接头疲劳性能的影响. 结果表明: 单面焊双面成型和双面焊对接接头的疲劳性能相当, 在循环次数为(1.7～1.8)×106时, 疲劳强度约为100.MPa; 焊缝余高的存在使接头的疲劳性能明显降低, 增大焊缝余高, 接头疲劳性能显著下降, 去除余高, 则可使接头的疲劳寿命提高2～3倍; 厚度为4.mm板材对接接头, 焊缝余高为1～2.mm时, 焊趾处的应力集中系数较其他部位增大50%左右, 焊缝余高大于3.mm, 焊趾处的应力集中系数可超过1.70.     

X90钢直缝埋弧焊管焊接接头的组织和性能

利用光学显微镜、扫描电镜分析了某厂生产的X90钢管线钢焊接接头的显微组织,通过硬度试验和冲击试验测试了其硬度和韧性变化规律。试验结果显示,其焊缝为针状铁素体和粒状贝氏体组织,熔合区和粗晶区为粗大粒状贝氏体组织,细晶区为多边形铁素体、珠光体和MA组织,混晶区为粒状贝氏体、多边形铁素体、珠光体和MA的混合组织;热影响区有局部硬化和软化现象,且内焊缝硬度高于外焊缝;试验温度高于-20 ℃时,热影响区的冲击吸收能量和剪切断面率高于焊缝,低于-40～-20 ℃区间某个值后,冲击性能将降低至焊缝性能以下;热影响区的韧脆转变温度约在-50 ℃附近,而焊缝的韧脆转变温度约在-70 ℃附近。     

TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头显微组织和力学性能

研究TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,TC4/TA17异种钛合金激光焊接头焊缝的显微组织为片状α′马氏体,TC4侧靠近母材的热影响区和TA17侧靠近母材的热影响区只发生α相向β相转变,TC4侧靠近焊缝的显微组织为残余α相+针状α′马氏体,TA17侧靠近焊缝的显微组织为残余α相+片状α′马氏体。TC4/TA17异种钛合金激光焊接头的显微硬度呈不对称分布,焊缝的显微硬度最高,TA17母材显微硬度最低。TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头断裂在TA17母材,断口呈现韧性断裂形貌。     

自保护药芯焊丝明弧堆焊Fe-Cr-C-B-W合金的组织及性能

采用自保护药芯焊丝明弧堆焊技术制备五组不同钨含量的Fe-Cr-C-B-W合金. 借助金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计和磨损试验机分析堆焊合金的组织及性能. 结果表明,合金的显微组织由马氏体、残余奥氏体、M₇(C,B)₃,M₃(C,B),Fe₃W₃C和WC组成. 大部分钨元素被迁移到晶界生成了比WC稳定性更好的Fe₃W₃C缺碳复合相,堆焊层中没有典型的初生WC硬质相颗粒生成. 随着钨添加量的增多,共晶硬质相M₇(C,B)₃,M₃(C,B)和Fe₃W₃C随之增多,间距减小,呈连续网状均匀分布. 当钨的添加量为12%时,堆焊层的耐磨性达到最佳.     

GIL壳体5754铝合金FSW与GTAW接头组织和性能

针对GIL壳体材料5754铝合金,制备FSW和GTAW接头,并研究焊接接头的显微组织、拉伸性能、弯曲性能和冲击性能。结果表明,两种焊接方法下焊缝组织均为α-Al基体弥散分布着细小的β相(Al8Mg5),采用GTAW方法时,热影响区晶粒明显粗化;两种焊接接头的强度和弯曲性能均可以满足壳体的强度设计要求。由于FSW过程的搅拌作用,焊缝金属发生高温动态回复再结晶,因此FSW接头的抗拉强度和冲击性能更为优异。