6082-T651铝合金板十字接头组织及力学性能

采用熔化极惰性气体保护焊进行了15 mm厚6082-T651铝合金板十字接头焊接。研究了焊接工艺参数对十字接头焊缝成形、拉伸性能和显微硬度的影响,并对接头不同区域的元素分布进行了测试分析。结果表明,随送丝速度和焊接电流增加,焊缝余高逐渐减小,熔深和熔宽逐渐增加;焊缝边缘为柱状晶组织,焊缝中心为枝晶和等轴晶混合组织,晶间液化组织从熔合线一直延伸到热影响区内部;Mg, Si, Fe和Mn等合金元素在焊缝中偏聚形成晶间析出相;十字接头抗拉强度最高达到239 MPa,断裂模式为韧性断裂;接头腹板和翼板侧硬度值呈对称分布,热影响区硬度值随焊接热输入增大而减小,并低于焊缝硬度。     

半导体激光焊接85Cr17与0Cr18Ni9不锈钢的组织与性能

采用半导体激光作为焊接热源,对高碳马氏体不锈钢85Cr17和奥氏体不锈钢0Cr18Ni9进行对接焊试验,分析了焊接接头的显微组织并测试了显微硬度和拉伸强度.结果表明:采用半导体激光焊接工艺可实现85Cr17和0Cr18Ni9的对接焊,获得连续、平整的焊缝;焊缝中心区域主要为等轴晶,近中心区为柱状晶与树枝晶的混合组织.靠近基体侧的焊缝边缘区为柱状晶组织;焊缝区的平均硬度高于两种基材;拉伸试样均断在85Cr17侧热影响区,未焊透时,焊接接头抗拉强度达到0Cr18Ni9母材的88%,焊透时,抗拉强度达到0Cr18Ni9母材的95%以上.     

焊接参数对超高强度马氏体时效不锈钢焊接接头组织性能的影响

选用不同的焊接参数对某新型无钴马氏体时效不锈钢进行直流TIG焊,对焊接接头宏观和微观组织进行了观察对比分析,并从焊缝中心到热影响区边缘进行了显微硬度测试.结果表明,该型马氏体时效钢焊接接头主要为连续板条马氏体组织,材料焊接性能良好.焊缝中心有大量的8铁素体产生.随着焊接速度的增加,线能量的降低,铁素体减少,板条马氏体组织有减小的趋势;接头的显微硬度随距离焊缝中心距离的增加而增大,到达峰值后下降到一稳定值区域.焊缝中心处显微硬度随线能量增加而降低.     

焊接电流变化对镁合金TIG焊接的影响

采用TIG焊接方法焊接AZ31B镁合金,采用宏观分析、显微组织、显微硬度、拉伸强度等分析方法对研究了焊接电流对镁合金焊接接头微观组织和力学性能的影响。结果表明:随着焊接电流的增加,镁合金焊接接头拉伸强度先增加后减小,焊接电流为110 A时达到最大值193 MPa。镁合金焊接接头热影响区和熔合区显微硬度随焊接电流增加逐渐降低,晶粒尺寸逐渐增大。焊缝熔宽随焊接电流增大逐渐增加,焊缝深宽比先增加后减小。     

不同焊接方法下316L不锈钢焊接接头组织性能研究

采用20%CO2+80%Ar气体保护MAG焊和焊条电弧焊对316L不锈钢进行焊接,通过对焊接接头进行拉伸、弯曲、硬度试验和显微组织观察,研究了焊接接头组织性能。结果表明,焊条电弧焊接头的抗拉强度和显微硬度比MAG焊接头的抗拉强度和显微硬度高;焊条电弧焊焊缝金属中δ铁素体含量比MAG焊焊缝金属中δ铁素体含量高;MAG焊焊缝金属含有少量的MC型碳化物;拉伸时,焊条电弧焊接头断裂在热影响区,而MAG焊接头断裂在焊缝中心位置;焊接接头的弯曲试验均合格。     

5052铝合金激光焊接接头组织和性能研究

采用扫描电镜、显微硬度和抗拉强度等测试方法,研究了5052铝合金激光焊接接头组织和性能。研究结果表明,铝合金激光焊接接头热影响区主要为树枝晶,晶粒较为粗大;焊缝区主要为等轴晶,晶粒较母材和热影响区细小。铝合金激光焊接接头显微硬度焊缝区最高,热影响区最低。随着激光功率的增加,铝合金激光焊接接头抗拉强度先增加后降低,激光功率3.0 k W时达到最大值204.5 MPa,拉伸断口为典型的韧窝断口形貌。     

Al-Mg-Si 6082合金氩弧焊焊接接头的力学性能与微观组织

对3mm和10mm厚的Al-Mg-Si 6082合金分别进行了TIG焊和MIG焊,获得了成形良好、表面无裂纹、气孔和咬边等缺陷的焊接接头。研究了TIG焊和MIG焊时焊接接头不同区域的显微组织特征,通过拉伸和硬度试验,分析了焊接接头的力学性能,并研究了TIG焊和MIG焊时焊接接头拉伸断口的微观形貌。结果表明,焊缝中心为细小的等轴晶,靠近熔合线的焊缝区为柱状晶,而热影响区出现了无沉淀析出带,且晶粒出现了不同程度地长大;MIG焊焊接接头的抗拉强度和伸长率均高于TIG焊;焊接接头的硬度沿焊缝中心呈对称分布,焊缝区的硬度几乎与母材相当。     

激光焊接工艺对304不锈钢薄板搭接接头组织性能的影响

采用三因素三水平的正交试验对0.8 mm厚304不锈钢板进行了激光搭接焊,系统地研究了焊接速度、焊接功率、离焦量对焊接接头组织性能的影响。结果表明,以剪切载荷为标准时,焊接速度对薄板激光焊的影响最大,焊接功率次之,离焦量最小。焊缝中心由等轴的奥氏体基体和部分树枝状的δ铁素体组成,在焊缝边缘处存在细小的柱状树枝晶区域,减少焊接功率或者焊接速度可使柱状树枝晶区域的宽度增大。从母材到焊缝中心,显微硬度呈现出先增大后减小的趋势,采用负离焦量、低焊接功率、高焊接速度的焊接条件时,焊接接头的硬度较高。     

SPA-H钢与304不锈钢异种钢焊接接头组织及性能研究

采用钨极氩弧焊对SPA-H钢与304不锈钢进行异种钢焊接,分析测试了不同焊接电流下焊接接头的显微组织、显微硬度和拉伸性能,研究了焊接电流对焊接接头组织及性能的影响。结果表明,随着焊接电流的增加,焊缝组织从定向生长的胞状晶和树枝晶到细化的胞状晶和树枝晶,再到粗大的等轴晶变化;SPA-H母材与焊缝之间存在明显的熔合线,而且随着焊接电流增加,熔合线由窄变宽;焊接接头中的硬度峰值都出现在焊缝区,电流为70 A时焊接接头焊缝和304侧热影响区的硬度值最高,但SPA-H侧热影响区的显微硬度显著低于焊缝区的显微硬度;电流为70 A的试样接头抗拉强度均高于60、80 A的焊接接头,60 A的试样接头抗拉强度和伸长率最低;三种焊接电流下的焊接接头抗拉强度均远高于母材,焊缝满足强度要求。     

焊接速度对30CrMnSiNi2A钢电子束焊接头组织和力学性能的影响

30CrMnSiNi2A钢由于其出色的质强比成为制造飞机起落架、襟翼的重要材料。电子束焊的焊接速度对工程应用中30CrMnSiNi2A钢的微观结构和机械性能产生极大影响。接头微观组织从热影响区细小等轴的回火索氏体与马氏体混合组织,转变为焊缝区域的树枝状板条马氏体晶粒。显微硬度由母材向焊缝中心逐渐增高,焊缝区域显微硬度最高可达690HV0.2,约为母材的两倍;拉伸强度最高为842MPa,达到母材强度的96.9%。此外随着焊接速度的提高,晶粒尺寸减小,显微硬度随之提高;但HAGB和渗碳体数量的下降对接头强度不利,使得接头抗拉强度随焊接速度提高而下降,不同焊接速度下接头断裂模式均为脆性断裂。     

高频振动下的不锈钢激光焊接

在不锈钢激光焊接过程中对工件施加高频振动,研究不同焊接速度和振动频率对接头宏观成形、微观组织及显微硬度的影响. 结果表明,焊缝边缘为柱状树枝晶,中央为细小等轴晶,焊缝组织为奥氏体和残余δ铁素体. 焊接速度增加,虽可使熔宽和焊缝区晶粒尺寸减小,接头硬度增大,但无法阻碍树枝晶的生长. 施加高频振动可抑制枝晶的数量和大小,并增加焊缝中等轴晶的数量,优化接头综合性能. 振动频率增加,焊缝区晶粒尺寸减小、等轴晶数量增加且有细小等轴晶弥散分布于树枝晶之间,焊缝硬度增大,振动起到了细晶强化的效果. 而振动频率对熔宽并无明显影响.     

焊接方法对Q235钢焊接接头缺陷、组织和力学性能的影响

通过微观组织表征、显微硬度试验和拉伸试验等研究了CO2气体保护焊和焊条电弧焊两种焊接方法对Q235钢焊接接头缺陷、组织和力学性能的影响.结果表明:采用CO2气体保护焊焊接时焊缝容易出现气孔,采用焊条电弧焊焊接时焊缝容易出现夹渣;由于焊条电弧焊焊接热输入相对较大,接头组织比较粗大,在过热区还存在魏氏体过热组织,硬度和抗拉强度较低;由于CO2气体保护焊焊接热输入较低,接头的组织晶粒细小,过热区未发现过热的魏氏组织,硬度和抗拉强度较高.两种焊接方法焊接时接头的断裂方式均为韧性断裂.     

热输入对7A52铝合金光纤激光焊接头组织及性能的影响

采用IPG公司生产的YLS-6000光纤激光器,对6mm厚热轧态7A52铝合金进行焊接,研究不同焊接参数对接头组织及性能的影响。结果表明,焊缝中心为均匀分布的"雪花"状等轴晶,组织为α-Al+T(Mg_3Zn_3Al_2),与母材相同,晶粒大小随热输入的增加而长大;随热输入增加,Mg,Zn元素的烧损逐渐加重;相同热输入下,高功率、高焊速能够降低Mg,Zn元素的烧损;母材硬度最高约为110HV左右,焊缝中心硬度最低,硬度从焊缝中心向两侧母材呈"U"型分布;适当增大焊接热输入,接头的冲击吸收能量和抗拉强度均有所提高;在相同热输入情况下,高功率、高焊速的接头冲击性能降低,抗拉强度有所提高,最大抗拉强度为341MPa,约为母材的69.8%,7A52铝合金光纤激光焊接头拉伸断口形貌呈韧-脆混合断裂。     

热输入对LNG运输车储罐用9Ni钢埋弧焊接头组织和性能的影响

通过埋弧焊的方法,采用三种线能量对22mm厚的9Ni钢板进行对接焊,对焊接接头金相组织进行观察,并对接头进行拉伸、弯曲、冲击、硬度等试验检验。结果表明,采用三种线能量的埋弧焊接头粗晶区组织均为马氏体,不完全正火区组织为回火马氏体和少量奥氏体,随着热输入的增加马氏体板条粗化;三种线能量的埋弧焊接头拉伸、弯曲性能均合格,随着线能量的增加,接头抗拉强度基本没有影响,而焊缝和热影响区-192℃冲击功均降低,且焊接热输入对HAZ冲击韧性影响比焊缝大;硬度测试结果表明,焊缝和热影响区硬度值均明显高于母材,临近母材的热影响区边界处均出现一个软化区,随热输入的增加,焊缝及热影响区最高硬度均提高,而软化区硬度几乎不变。     

薄板TC4钛合金TIG电弧和激光焊接接头晶粒尺寸与微观组织

对薄板TC4钛合金进行TIG电弧和激光焊接技术研究,重点分析了TIG焊接电流、焊接速度和激光输出功率对TC4钛合金焊接接头晶粒尺寸、微观组织和显微硬度的影响规律. 试验结果表明,在实现薄板TC4钛合金完全熔透的条件下,激光焊接具有更小热输入,接头焊缝区和热影响区宽度也显著降低. TIG焊接接头晶粒尺寸随热输入增加,呈现增加趋势. 随距焊缝中心位置增加,焊接接头晶粒尺寸均逐渐降低. TC4钛合金激光焊接接头焊缝区呈现魏氏组织特征,针状α'马氏体细小. 近缝热影响区组织为网篮状α'马氏体,而近母材热影响区为未转变α相和针状α'马氏体的双相组织. 随距焊缝中心位置增加,马氏体生成量逐渐减少,焊缝显微硬度值呈现降低趋势;同时相比于TIG焊接,TC4激光焊接接头具有更高的显微硬度.     

B170P1差厚高强钢激光焊接工艺与力学性能分析

选取1.0mm和1.5mm厚的B170P1高强度钢为研究对象,采用不同激光焊接工艺参数对其进行激光拼焊,焊后对焊接接头进行金相检验及显微硬度测试,分析了母材、焊缝及热影响区的微观组织特性;对焊后试样进行拉伸试验,研究了激光焊接工艺对力学性能的影响.结果表明,焊接功率的增加造成焊缝中粒状贝氏体数量增多,材料韧性变差;焊接速度大时焊缝中晶界铁素体以条状居多,焊接速度小时焊缝中主要是块状铁素体;激光热输入较小时,晶粒尺寸随热输入的增加增长迅速,调节热输入大小可抑制晶粒增长.     

基于超射流过渡的7N01-T5铝合金MIG焊接头组织和力学性能研究

为了减小铝合金中厚板的坡口角度,基于超射流过渡模式对45°坡口的7N01-T5铝合金进行了MIG焊试验,分析了接头的显微组织与力学性能。结果表明:采用超射流过渡模式实现了铝合金板45°坡口的MIG焊接,接头没有未熔合缺陷。除焊道交界处与熔化区边缘外,焊缝区域组织主要由等轴晶组成;显微硬度最小值出现在焊缝区域。随距焊缝中心距离的增加,热影响区可分为硬度稍微降低的淬火区以及硬度明显降低的软化区。接头的拉伸断裂位置均出现在熔合线附近,接头的平均抗拉强度达到312.15 MPa。     

焊接热输入对TC4钛合金TIG焊接头组织和性能的影响

观察不同焊接热输入条件下TC4钛合金TIG焊接头的微观组织特征,分析接头力学性能、显微硬度及断口形貌。结果表明,焊缝主要为针状α'马氏体组成的网篮组织,未发现其他生成相。热影响区主要为α+β+α',且越靠近焊缝的热影响区晶粒越粗大,晶内马氏体越多、越密集。针状α'相尺寸随焊接热输入的增大而增大,马氏体取向亦更加混乱。接头抗拉强度随焊接热输入的增大而增大,在1 144 J/mm时达到912 MPa。不同焊接热输入下的接头硬度值随距焊缝中心距离的增大先降低后升高,并在距焊缝中心3~5 mm的粗晶区存在一软化区。随着焊接热输入的增大,接头平均硬度值增大,且软化区向母材方向偏移。TC4钛合金TIG焊接头的断裂方式属于脆性断裂。     

7050-T7451铝合金的搅拌摩擦焊接试验分析

在不同焊接参数下进行了7050-T7451铝合金的搅拌摩擦焊接试验,对接头显微组织进行了光学和TEM分析,并测试了接头的抗拉强度和硬度分布.焊接工艺参数通过影响接头微观组织和焊接缺陷来影响接头的力学性能,在转速800r/min和焊速200mm/min的情况下,接头的抗拉强度最高达到母材强度的88%.焊接热输入较高时,接头的拉伸断裂出现在热影响区,而热输入较低时,焊缝底部出现未焊合,接头从此处首先发生开裂.结果表明,焊核区发生了动态再结晶和沉淀相溶解;热影响区发生了沉淀相粗化,晶间出现无沉淀带.     

焊接速度对Q420钢板激光焊接接头组织与力学性能的影响

研究了三种不同的激光焊接速度对Q420钢焊接接头成形、显微组织、硬度和常温拉伸性能的影响。结果表明,不同焊接速度下钢板都已经焊透,焊接接头中未发现焊接气孔、夹杂等缺陷,焊接接头的界面结合性较好;随着焊接速度的增加,焊接接头上表面和下表面宽度都逐渐减小,且在焊接速度为2.0 cm/s时形成了深度约为0.8 mm的下塌;不同焊接速度下,激光焊接头粗晶区显微组织都为板条马氏体,且随着焊接速度的增大平均晶粒尺寸逐渐减小;细晶区组织都为铁素体和M-A组元,铁素体晶粒尺寸主要为3~5μm;焊缝区组织都主要为板条马氏体,在焊接速度为2.0 cm/s时,组织中还出现了少量粒状贝氏体和铁素体;三种焊接速度下焊接接头显微硬度都高于母材,峰值硬度都出现在粗晶区附近;三种焊接接头拉伸断口都出现在母材处,抗拉强度和屈服强度高于Q420母材,而断后伸长率与母材相当或者略低于母材。