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。     

2A14铝合金光纤激光填丝焊热裂纹敏感性研究

采用鱼骨状裂纹试验方法,研究了2A14铝合金光纤激光填丝焊接热裂纹敏感性,观察并分析了裂纹断口的形貌特征,为防止2A14铝合金光纤激光填丝焊接中热裂纹的产生提供了理论依据。研究结果表明,在2A14铝合金光纤激光填丝焊接中的热裂纹为结晶裂纹。在不同焊接速度时,热裂纹的产生均存在一个明显的激光功率阈值。激光功率低于阈值时,热裂纹倾向明显;激光功率达到或高于阈值时,热裂纹倾向得到抑制,基本不产生热裂纹。     

薄板铝合金光纤激光-MIG复合焊工艺与性能研究

为了解决传统焊接方法焊接铝合金的生产效率低,并产生夹钨、裂纹、气孔等缺陷,文中采用了光纤激光-MIG复合焊的方式对2 mm厚的A6082铝合金进行了焊接,通过控制变量法确定了不同焊接工艺参数的影响规律。经反复试验,确定了最佳焊接工艺参数后,获得了优质的焊接接头,并对此复合焊接头的力学性能及内部显微组织进行了研究。由试验结果得出,A6082铝合金材料的焊缝组织主要由α-Al固溶体和少量β(Al8Mg₅)这2种组织组成,且组织形貌为柱状晶形态;焊缝金属的硬度低于母材的硬度,焊接HAZ的硬度低于焊缝金属的硬度;焊接接头拉伸试验断裂位置在热影响区,其最高抗拉强度约是母材的78%,拉伸断口形貌为塑性断口。     

铝合金激光-MIG复合填丝焊稳定性分析

通过与铝合金激光-MIG复合焊方法相对比,主要研究了铝合金激光-MIG复合填丝焊的焊缝成形、熔深稳定性、余高稳定性、焊缝气孔率、激光匙孔特征、等离子体特征. 试验结果表明,在合适的工艺参数条件下,铝合金激光-MIG复合填丝焊焊接过程稳定,焊缝成形良好,额外填入的焊丝可以连续稳定地过渡到熔池中,激光匙孔具有明显的形成、长大、湮灭周期性变化特征;相同工艺参数条件下,铝合金激光-MIG复合填丝焊的焊缝熔深稳定性、余高稳定性与激光-MIG复合焊相当,激光匙孔开口面积约增加15.34%,等离子体+电弧总面积约增加1.95%.     

薄板铝合金激光填丝焊组织性能分析

实现了薄板5A06铝合金的激光填丝焊.并采用扫描电镜和能谱分析仪对比分析了激光填丝焊和非填丝焊接头的显微组织及其成分分布,对比分析了这两种接头显微硬度和拉伸性能.结果表明,薄板5A06铝合金的激光填丝焊焊缝的成分主要取决于焊丝成分,由于激光焊冷却速度快,焊缝的成分和组织均匀性均较激光焊未填丝的低.其激光填丝焊接头的抗拉强度和断后伸长率均高于激光焊的接头,可以达到与母材等强,焊缝硬度低于激光焊焊缝.     

铝合金激光-MIG 复合填丝焊稳定性分析

采用试验和数值模拟结合的方法对X80管线钢多道激光-MIG复合焊焊接过程的温度场和焊接残余应力场进行了研究,分析了激光功率对复合焊接头的显微组织、温度分布和残余应力分布的影响规律. 结果表明,激光功率增加,熔池最高温度明显上升,焊后冷却速度下降;粗晶热影响区组织中粒状贝氏体、针状铁素体增加,条状贝氏体减少. X80管线钢激光-MIG复合焊接头残余应力水平较高,纵向残余应力、横向残余应力和厚度方向残余应力的拉应力峰值均出现在焊缝区. 激光功率在2.0 ~ 3.5 kW范围时,等效残余应力、纵向残余应力、横向残余应力和厚度方向残余应力的峰值随着激光功率增加均出现下降趋势. 但激光功率从3.5 kW上升至4.0 kW时,各应力的峰值有所上升.     

电力设备用铝合金激光填丝焊接工艺研究

对电力设备用铝合金为研究对象,采用ER5356铝合金焊丝进行激光焊接试验,研究激光填丝焊接工艺参数对焊接成形、焊缝质量的影响.结果 表明:本研究中铝合金的激光焊接阈值功率为2.5 kW,随着焊接速度增大,焊缝区下塌量和下陷量逐步减少;在靠近母材侧的热影响区为向母材方向生长的柱状晶组织,呈明显的晶粒长大现象;填丝焊接头的...     

汽车用铝合金激光填丝焊接工艺

采用激光焊接方法,通过添加5087焊丝实现高强铝合金7075的焊接。结果表明,铝合金激光焊接接头裂纹数量随着激光功率和焊接速度增加而增加,随着填丝速度增加而减小。最佳工艺参数为:激光功率2.5 k W,焊接速度2 m/s,填丝速度2 m/s。激光功率过小或填丝速度过大时,铝合金接头表面成形性差。激光功率越高,或焊接速度越慢,接头焊缝晶粒尺寸越大。     

薄板2524铝合金激光填丝焊接工艺及组织性能

2524铝合金是具有优异损伤容限的新型航空高强Al-Cu-Mg合金.采用高功率光纤激光器焊接1.6 mm厚2524铝合金,研究了填充5087焊丝情况下,激光功率、焊接速度和填丝速度对焊缝成形、热裂纹倾向和焊缝显微组织的影响,优化焊接工艺参数,考察接头静态拉伸性能.结果表明,采用填充材料后,焊缝柱状枝晶生长方向性明显减小、晶粒细化、晶界共晶增多、热裂纹倾向降低.当激光功率为2.5 kW,焊接速度为2 m/min,填丝速度为2 m/min时,可获得成形良好、无缺陷的焊缝,接头抗拉强度达到313~324 MPa,拉伸断裂于接头熔合线附近,断口处有大量韧窝,呈韧性断裂特征.     

双光束激光填丝焊工艺对铝合金焊接气孔率的影响

以LF6铝合金为材料,CO2激光为热源,开展了双光束激光填丝焊气孔特性分析.与单光束激光填丝焊及双光束自熔焊相比,双光束激光填丝焊能够抑制气孔的产生,尤其是并行双光束激光焊抑制气孔效果更明显.在此基础上进一步分析了保护气体成分和激光能量对焊接气孔率的影响.结果表明,采用氦气保护时,等离子体对激光的屏蔽作用小,能够稳定焊接过程;激光功率过大或者过小都会导致匙孔的不稳定,造成焊缝气孔率增加.     

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...     

哈氏合金激光填丝焊与氩弧填丝焊力学性能分析

为了评价不同焊接工艺对核主泵屏蔽套焊接成形质量的影响,对比分析屏蔽套材料氩弧焊接接头和激光焊接接头的力学性能,通过渗透检测、射线检测等方法确认焊接接头是否存在焊接缺陷,同时评价焊接接头拉伸性能和弯曲性能。结果表明:在保证焊接接头形貌良好、余高较小的条件下,激光焊接与氩弧焊接均可获得无缺陷的焊缝表面,但射线检测底片结果显示激光焊接获得的焊缝宽度更窄,焊缝更均匀;两种焊接方式的焊接接头抗拉性能均优于母材,弯曲实验均未发现开裂现象,说明两种焊接方式获得的焊接接头力学性能基本一致。     

航天级薄板铝合金电子束填丝对接焊工艺特性研究

采用电子束填丝对接焊方法对航天用5A06薄壁铝合金进行焊接,研究了工艺参数对焊缝成形和焊缝内部质量的影响,提出了采用成形系数K作为焊缝成形评价的标准。结果表明,电子束增加圆形扫描模式或者离焦状态可有效消除气孔,工艺参数在负离焦状态(I_f=525 mA)、圆形扫描模式、扫描直径D=0.8～1.2 mm、扫描频率f=500～1 000 Hz、丝束间距δ=0.6～0.8 mm下,K值在1 130～2 280 J·s/m²范围内可得到表面成形光滑连续、内部质量符合GJB 1718A—2005Ⅰ级的优质焊缝。该研究为电子束填丝焊接在航天薄壁结构上的应用提供了参考。     

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。     

6061铝合金及其激光拼焊薄板杯突成形性能研究

主要研究了6061铝合金母材及其拼焊板在杯突试验中的成形性能以及焊缝对拼焊板成形性能产生影响的因素。试验结果显示,随着铝合金伸长率的增大,材料的显微硬度也不断增大;杯突试验的结果表明,焊缝降低了拼焊板成形性能,使其杯突值小于母材;采用DYNAFORM模拟软件进行模拟,由于焊缝尺寸很小,对模拟结果的影响十分有限,故可以忽略焊缝类型而只考虑其所在位置,结果表明:母材的变形连续且均匀,拼焊板的开裂往往发生在偏离焊缝中心的热影响区内。     

碳钢车体激光填丝焊不等厚板对接接头工艺及性能

基于碳钢车体及轨道交通关键结构件对激光填丝焊接技术的需求,针对厚度为2.5mm和4mm车体用碳钢材料的不等厚对接接头,系统开展激光填丝焊接工艺研究及焊接工艺评定,为后续碳钢车体相关结构件的激光填丝焊工艺生产应用提供可靠的技术保证。试验结果表明:焊接接头无气孔、裂纹等缺陷,弯曲试样试样面上均未发现裂纹、气孔和夹杂等缺陷,说明该激光填丝焊接接头焊接质量优良,接头抗拉强度约为480 MPa,满足母材的要求;从拉伸试样断裂位置来看,均断于母材,说明拉伸试验体现的母材的强度试验结果,同时说明该焊接接头能满足结构对于强度的设计要求。     

焊后热处理对6063铝合金激光填丝焊接头组织与性能的影响

采用激光填丝焊对6063铝合金进行焊接,并对焊接接头进行人工时效和固溶+人工时效的热处理。通过光学显微镜、扫描电镜观察及拉伸试验,对焊后经不同热处理的焊接接头组织和性能进行研究。结果表明:未热处理的焊接接头抗拉强度为196 MPa,焊缝内部为铸态组织,弥散分布着Mg₂Si强化相,熔合线附近存在向焊缝内部生长的粗大柱状晶,焊缝内部为细小的树枝晶,焊缝中心为等轴晶;经时效处理后,焊接接头组织不均匀性和强化相的分布得到改善,焊接接头抗拉强度提高27 MPa;经固溶+时效处理的焊接接头抗拉强度提高64 MPa,焊缝组织、熔合区及热影响区组织得到显著细化。焊接接头均为韧脆混合断裂;时效处理的断口韧窝大小差异较大,韧窝较深;固溶+时效处理后的断口韧窝大小均匀,韧窝尺寸较大较深,韧窝数量更多。     

430铁素体不锈钢钢带光纤激光填丝焊接工艺研究

分别研究了激光自熔焊和激光填丝焊焊接工艺对2 mm厚430铁素体不锈钢钢带焊接的影响,分析了铁素体不锈钢激光焊的组织转变以及力学性能变化规律。结果表明,相对于激光自熔焊接,激光填丝焊焊接430铁素体不锈钢所获得的焊缝晶粒更细小、焊缝成形更均匀、饱满且焊缝无凹陷、咬边等缺陷,接头抗拉强度优于母材,熔合区硬度值分布更加均匀,最高可达320 HV左右,相对母材硬度值有显著提升。430铁素体不锈钢在0.1mm和0.3 mm对接间隙下进行激光填丝焊均获得成形良好且力学性能优良的焊接接头,从而可大大降低对焊接生产装配条件的要求。     

2A14铝合金激光-MIG复合填丝焊特性分析

针对2A14铝合金同时进行了激光-MIG复合焊和激光-MIG复合填丝焊试验,对比分析了激光功率、离焦量、焊接速度、焊接电流、光丝间距、填丝速度等工艺参数对两种焊接方法焊缝成形的影响规律.结果表明,铝合金激光-MIG复合填丝焊方法切实可行,工艺适应性良好,与铝合金激光-MIG复合焊相比,均能在较宽的工艺参数范围内实现良好的焊缝成形;相同试验参数条件下,铝合金激光-MIG复合填丝焊的焊缝成形特征与激光-MIG复合焊基本相同,但其熔敷速度明显大于激光-MIG复合焊,焊缝余高明显增加.     

LY12铝合金蒙皮骨架结构激光填丝焊接工艺研究

对LY12铝合金蒙皮骨架结构进行碟片激光填丝焊接试验研究。结果表明:通过激光填丝焊,铝合金可以获得焊缝表面成形良好的接头。激光功率、光丝间距、离焦量是影响焊缝成形的主要因素,激光功率3500～4000 W、光丝间距0 mm、离焦量+5 mm、焊接速度1.5 m/min时焊缝成形最佳。保护气流量为15 L/min时,接头的抗拉强度为325MPa,达到母材强度的77%,拉伸试样断裂在热影响区靠近熔合线的位置。