激光功率对6061-T6铝合金激光填丝焊接头组织及性能的影响

采用激光填丝焊将厚度为2 mm和3 mm的6061-T6铝合金板材进行搭接叠焊,研究激光功率对接头成形质量的影响,分析了接头的显微组织和力学性能。结果表明,增大激光功率可以有效增加热输入量,焊道逐渐宽化,焊缝熔深增加。进一步分析发现,焊缝中心区和热影响区的析出相均为Mg₂Si。硬度试验结果表明,焊缝中心区由于细小等轴晶和析出相的双重作用,硬度远高于母材区与热影响区的。拉伸试验结果表明,接头的抗拉强度随激光功率的增大而升高,激光功率由2.0 kW升高至2.8 kW,抗拉强度升高约39%。     

电流对铝合金激光填丝焊接接头组织及性能影响研究

采用激光填丝焊接技术对3 mm厚的6061铝合金进行搭接叠焊,通过送丝系统对焊丝加入直流电流,研究加入电流后焊接接头成形质量及影响机制,分析焊接接头显微组织以及力学性能。结果表明,加入电流后,熔池内产生电磁场,在洛伦兹力作用下形成熔体对流,形成电磁搅拌。随着电流的增大,焊缝表面成形光滑,焊缝熔深增加;焊缝组织在电磁搅拌作用下,晶粒细化,析出Mg₂Si相;加入电流后熔池稳定性增加,焊缝组织成分均匀化,焊缝区维氏硬度趋于稳定;焊接接头抗拉强度和塑性随着电流的增大均提高。电流为150 A时,焊接接头的抗拉强度为304.68 MPa,伸长率为8.77%。     

高速列车车体铝合金双丝焊接头组织与性能

分别对双丝焊和单丝焊的焊接接头进行了X射线无损检测、显微组织分析、性能变化检测和拉伸断口形貌分析.研究了双丝焊焊接工艺方法在高速动车组车体用6005A-T6铝合金的焊接成型可行性.结果表明,双丝焊焊接速度高、焊缝成形好,接头组织致密、晶粒细小,接头力学性能优良,适合高速列车的大批量自动焊生产.     

摩擦焊接头组织与力学性能

研究了变形速率对低合金结构钢摩擦焊接头组织与力学性能的影响，结果表明，增大变形速率和延长减速改善了接头区域的硬度分布，焊缝区宽度变窄，热影响软化区不明显，焊缝晶粒细化，使焊缝的韧性得到一定程度的改善，本文对接头各个区域的显微组织进行了分析。     

激光焊接5083/6016异种铝合金光谱信号与焊件质量的关系

采用光纤激光器对1.0mm厚5083和1.2mm厚6016异种铝合金平板试件进行激光搭接焊试验,利用光谱测量系统、扫描电镜、维氏显微硬度仪和微机控制的电子万能试验机等手段,检测激光焊接过程等离子体产生时辐射出的时域MgI光谱信号,分析焊缝形貌、显微硬度和力学性能,研究等离子体中MgI光谱信号相对强度与焊件质量之间关系.结果表明,随着扫描速度增加,MgI光谱信号强度降低,离焦量对MgI光谱信号作用明显,而激光功率对MgI信号整体幅度改变较小;MgI光谱强度较小或较大,试件出现焊不透或焊穿现象;MgI等离子体信号波动较大处,出现咬边、凹陷、气孔等缺陷,力学性能低;而MgI等离子体信号平稳时,焊缝平整,缺陷少,力学性能好.基于MgI光谱信号与焊件质量之间的对应关系,运用Hugh hart的统计过程控制(SPC)理论,建立了焊接过程单值-移动极差控制(X-Rs)图.     

7022铝合金搅拌摩擦焊焊接区的组织与力学性能

以厚度为10mm的7022铝合金为对象进行搅拌摩擦焊接试验,研究了搅拌摩擦焊工艺参数对接头组织和力学性能的影响.结果表明:焊接接头具有良好的力学性能,在搅拌头转速为400r/min、焊接速度为100mm/min时,7022铝合金的搅拌摩擦焊接头抗拉强度和屈服强度分别达615MPa和533 MPa,均超过了母材;焊接接头的显微硬度略低于母材;断口形貌分析表明,7022铝合金搅拌摩擦焊接件拉伸断裂为韧性断裂.     

6005A-T6/6082-T6铝合金FSW与MIG接头组织与性能研究

采用光学显微镜、拉伸试验机、显微硬度计和疲劳试验机对FSW及MIG焊接接头的微观组织及力学性能进行了研究。结果表明:FSW焊核区为细小的等轴晶,热机械影响区呈现为被拉长的畸变晶粒,热影响区的组织明显粗化;MIG接头焊缝区晶粒为明显的铸态组织,热影响区晶粒长大情况也比FSW严重。与MIG相比,搅拌摩擦焊焊接(FSW)接头的抗拉强度相对较高,最小硬度值出现在后进侧的热影响区;高周疲劳(Nf>107)时,FSW的接头疲劳强度高于MIG接头疲劳强度,高出约14%。     

焊接工艺对6005A-T6铝合金焊接接头晶间腐蚀性能的影响

采用激光填丝焊（laser wire filler welding,LFW）、冷金属过渡（cold metal transfer,CMT）焊和熔化极惰性气体保护（melt inert-gas,MIG）焊方法对6005A-T6铝合金板材进行焊接,研究不同焊接方法得到的焊接件的接头处、焊缝区、热影响区的抗晶间腐蚀能力。研究结果表明：在相同晶间腐蚀环境下,LFW接头处较CMT焊、MIG焊接头处的抗晶间腐蚀能力强;CMT焊焊缝区较MIG焊焊缝区的抗晶间腐蚀能力强,但热影响区抗晶间腐蚀的能力相反;3种接头各自热影响区的抗晶间腐蚀能力均弱于各自焊接接头处和焊缝区的抗晶间腐蚀能力。     

硬质合金YG8与D6A异种金属CO_2激光焊接接头组织和性能的研究

利用CO_2激光器对双金属带锯条齿部用硬质合金YG8及背部用超高强度钢D6A进行焊接,通过金相显微镜,扫描电镜(SEM),显微硬度仪,电子显微探针(EPMA)等手段研究了焊后硬质合金YG8与超高强度钢D6A焊接接头组织演变规律,焊接接头合金元素分布,以及不同焊接工艺对异种金属焊接接头组织及力学性能的影响.研究表明,随着焊接速度增大,焊缝中心区等轴晶增多,树枝晶减少,且靠近YG8侧熔合区的等轴晶更细小;各种工艺条件下焊接接头硬度均较母材高,且靠近YG8侧的熔合区的硬度要高于焊缝区的硬度.当焊接功率为3 960 W,焊接速度为9m/min时,焊接接头的性能优良,抗弯强度值达到349 MPa,达到双金属带锯条的焊接性能要求.     

铝合金5083和5052的激光焊接

通过工件表面焊前准备状态、接头形式和焊接工艺参数对焊缝形状的影响，分析了铝合金５０８３与５０５２在相同焊接条件下的激光焊接相同点和不同点；通过焊缝截面形状和微观组织的观察，得到了焊接条件对焊缝表面下凹度和胞状树枝晶间距的影响趋势，观察到在本实验条件下的焊缝组织主要由胞状树枝晶的一次组织和二次组织组成；通过电子探针（ＥＰＭＡ）法对焊缝主要合金元素Ｍｇ含量分布及微观偏析的测定，认为Ｍｇ的蒸发损失受到焊接条件的影响；显微硬度的分布状态表明，焊接中Ｍｇ的分布及含量决定了显微硬度的分布与大小，而且Ａ５０８３和Ａ５０５２熔化区显微硬度分别大于母材值的９１％和９３％。     

铝合金氧化膜厚度对搅拌摩擦焊接接头组织和性能的影响

对表面氧化膜厚度不同的6005A-T4铝合金挤压板材进行搅拌摩擦焊接,观察接头宏观形貌、显微组织,并测试拉伸力学性能,研究氧化膜厚度对焊接后接头组织和力学性能的影响。试验结果表明：在搅拌头转速1 200 r·min^-1和焊速750 mm·min^-1时,可获得质量良好的接头;通过表面处理改变母材焊接前氧化膜厚度,由自然状态下5 μm增至30 μm,可使焊接接头抗拉强度由194.9 MPa下降至177.1 MPa,接头强度系数由82.56%下降到72.38%,说明氧化膜厚度对接头强度有极大影响;通过对接头处断口进行扫描电子显微镜和能谱分析,确定S曲线中“黑色物质”主要成分为Al₂O₃,而且大量氧化物颗粒形成的弱连接是导致接头抗拉强度下降的主要原因。     

稀土Ho对Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金显微组织和力学性能的影响

[目的]为了提高Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金的综合性能,研究了稀土钬(Ho)对Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金显微组织及力学性能的影响。[方法]采用金相显微镜、扫描电镜观察、能谱仪和拉伸试验等方法对稀土钬(Ho)改性Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金显微组织和力学性能进行了研究。[结果]加入Ho能够细化基体组织、净化晶界,使呈网状连续分布的晶界变为断续的岛状和鱼骨状;当稀土Ho的含量为0.5%时,晶粒达到最小最细状态,且合金熔铸缺陷明显减少,合金的抗拉强度为244 MPa,伸长率为2.92%,韧性达到最大值;随着Ho含量的增加,合金中生成了一种新相Al_3Ho,该相较软,析出在晶界,从而降低了合金的硬度。[结论]加入适量稀土元素Ho可以有效细化Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金的组织,显著提高合金的塑性及韧性,但硬度下降。     

7075-T6合金超声辅助搅拌摩擦焊接头搅拌区组织与力学性能

搅拌区的金属流动不充分容易导致轴肩影响区与搅拌针影响区之间的过渡区出现疏松缺陷并恶化接头的力学性能.在不同焊接参数条件下,对7075-T6铝合金分别进行常规搅拌摩擦焊接(FSW)和超声辅助搅拌摩擦焊接(UAFSW),研究了超声振动对接头搅拌区的金属流动行为、微观组织特征和力学性能的影响.结果表明:相同焊接参数下,UAFSW接头搅拌区的力学性能均优于FSW接头.焊接参数为1000r/min-110mm/min 的UAFSW接头搅拌区的抗拉强度和延伸率最高,分别达到515MPa和17.3%.在搅拌摩擦焊接过程中施加轴向超声振动可以显著降低搅拌区金属的屈服应力和流变应力,促进塑化金属沿板厚方向的流动.消除搅拌区中过渡区的疏松缺陷,并细化微观组织,是接头力学性能提高的主要原因.     

火焰加热温度对6005A铝合金焊接接头性能的影响

针对铁路交通车辆用 60 0 5A铝合金型材的焊接变形 ,采用火焰加热方法进行矫正·研究了火焰加热温度对焊接接头抗拉强度、硬度及微观组织结构的影响·实验结果表明 ,当加热温度低于 2 0 0℃时 ,焊接接头的抗拉强度、硬度未降低 ,热影响区内软化区的显微组织未发生明显变化 ;当加热温度超过 2 0 0℃时 ,焊接接头的硬度发生较明显降低现象 ,软化区范围加宽·软化区材料性能下降的原因是在火焰加热的热输入过程中过热导致该区晶粒粗大     

国产与进口5183焊丝及焊接接头组织与性能

采用国产与进口5183焊丝作为填充丝对5083-O状态合金板材实施MIG焊接.利用金相观察、拉伸性能测试、扫描电镜观察等方法研究了焊丝及焊接接头的显微组织与力学性能.结果表明:与进口5183焊丝相比,国产5183焊丝屈服强度较高,延伸率略低;在所选的焊接工艺参数条件下,MIG焊可以获得焊缝质量良好的焊接接头;两种焊丝焊接的接头各区组织基本相同,焊缝区是典型的急冷结晶的铸态组织;热影响区晶粒呈现出了沿轧制方向伸长变形的特点,部分析出相固溶到基体中.使用两种焊丝焊接的接头抗拉强度都达到基材的85%以上.     

焊后热处理对6082-T6铝合金焊接接头组织和性能的影响

对6082-T6铝合金焊接接头进行固溶+时效和时效两种热处理,研究不同热处理制度对其组织和性能的影响。实验结果表明：未处理的6082-T6焊接接头抗拉强度为225 MPa,断裂位置位于热影响区,接头硬度最低值均在热影响区;经时效处理后的6082-T6焊接接头处强化相分布更加均匀,焊缝区组织无明显变化,熔合区和热影响区组织轻微细化,抗拉强度为264 MPa,断裂位置仍在热影响区,接头硬度最低值均在热影响区;经固溶+时效处理后的6082-T6焊接接头处重新析出细小的强化相,熔合区和热影响区组织有明显的细化,抗拉强度提高到302 MPa,断裂发生在焊缝区,硬度值明显高于未处理6082-T6焊接接头的,硬度最低值位于焊缝区。     

真空离心铸造冷却速率对7055铝合金组织和力学性能的影响

采用真空离心铸造技术制备了7055铝合金铸管,通过添加中间包进行保温来改变合金凝固冷却速率,并对铸管进行组织和性能测试.结果表明,冷却速率较慢的1#铸管组织分布不均,其晶粒沿着外、中、内层由等轴晶逐渐变为粗大树枝晶,且晶粒间分布着更多的第二相;而冷却速率较快的2#铸管组织均为细小的等轴晶,且分布着少量的第二相.经过均匀化后,两种铸管的第二相分布数量由外、中、内层逐渐增多,且1#铸管残余的第二相数量更多;合金硬度值较铸态时有所增大,但2#铸管硬度值增大幅度更大,拉伸性能优于1#铸管.