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。     

AA6082铝合金MIG焊接接头组织和疲劳性能分析

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、疲劳试验机、显微硬度计等对AA6082铝合金焊接接头的微观组织、显微硬度和疲劳断口特征进行研究.结果表明:焊缝主要为树状晶的铸态组织,熔合区为柱状晶,母材显微组织中α(Al)固溶体基体上均匀分布着强化相Mg_2Si.接头热影响区宽度达到14 mm,存在软化区.对疲劳断口进行微观和宏观分析发现,AA6082铝合金熔化极惰性气体保护(MIG)焊接接头的断口具有解理断裂的特征,同时也有少量的韧性断裂特征,断口中存在解理台阶、韧窝和大量长短不等的二次裂纹.     

轨道车辆用Al-0.6Mg-0.6Si铝合金焊接技术与接头性能

对轨道车辆车体用新型Al-0.6Mg-0.6Si铝合金型材进行了MIG焊(惰性气体保护金属极电弧焊)试验,利用拉伸试验、光学金相(OM)和扫描电镜(SEM)等方法对焊接接头的成型、气孔缺陷、性能和断口形貌进行了观察和分析.结果表明:Al-0.6Mg-0.6Si铝合金采用70°V型对接形式,使用MIG焊接工艺和表面抛光良好、直径1.2mm的ER5356焊丝,能够获得成型良好的焊接接头.MIG焊接工艺参数为:焊接电流160～180 A,电弧电压18～20V,焊接速度6.0～6.5 mm/s.焊接接头的抗拉强度为266 MPa,断后伸长率为6.1％,断口位于焊缝,断裂形式为韧性断裂,断口呈典型的韧窝结构.     

TA2钛合金熔丝钨极氩弧焊接头的组织性能

采用熔丝钨极氩弧焊方法应用于钛合金焊接领域,对优化工艺参数下的焊接接头进行显微组织分析和力学性能试验。结果表明,熔丝钨极氩弧焊方法可实现5mm厚TA2板材单面焊双面成形,焊接接头内部无焊接缺陷,焊缝区显微组织由粗大的锯齿状晶粒组成使焊缝中心位置冲击功降低,拉伸试验断裂位置为热影响区,其断口为韧性断裂,焊缝中心维氏硬度高于母材,接头具有较好的塑性和韧性。     

TA2钨极氩弧焊焊接工艺的优化

为了研究TA2钨极氩弧焊的最佳工艺参数,采用自动TIG焊对厚度为5 mm的TA2试板进行了焊接实验.焊后对焊接接头进行了拉伸实验和硬度实验,并对焊接接头的显微组织和拉伸断口进行了观察.结果表明,在焊接电流为170 A、焊接速度为2.0 mm/s的最优参数条件下,焊接接头的抗拉强度为598.3 MPa,断后伸长率为26.7%,断面收缩率为38.5%,焊缝硬度为209 HB,热影响区硬度为182 HB.适宜的焊接工艺参数能够减少焊接接头中马氏体和魏氏组织的产生,并提高焊接接头的强度和塑性.     

高速列车车体用高强铝合金激光焊接接头研究

对高速列车车体用新型A6N01铝合金进行激光焊接.利用光学显微镜(OM)与显微硬度计对激光焊接接头的显微组织与显微硬度进行观察和测试.结果表明:A6N01铝合金激光焊接接头的熔宽b和熔深h都会随焊接功率P的增大而增大,选择合适的焊接功率能得到成形较好的焊缝.A6N01母材为原始轧制状态组织.A6N01铝合金焊接接头焊缝中心区域为呈等轴晶状的铸态组织,焊缝边缘的熔合区形成了柱状晶组织;焊缝区的显微硬度低于母材和HAZ,焊缝中心显微硬度(HV)最低,约为112,距离焊缝中心0.8 mm区域,焊接接头的显微硬度随距离焊缝中心的增大而快速上升.距离焊缝中心0.8~1.2 mm热影响区的显微硬度比焊缝有显著提高.距离焊缝约1.4 mm时,显微硬度又有所下降,表明距离焊缝中心1.4 mm左右存在软区.     

焊接材料对7075铝合金焊接性及焊缝组织的影响

为了改善7075铝合金的焊接性并提高焊接接头的力学性能,采用ER4043和ER5356焊丝对7075铝合金进行了焊接.利用万能拉伸试验机和小型维氏硬度计对焊接接头的力学性能进行了检测,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪观察并分析了焊接接头的显微组织.结果表明,由ER5356焊丝焊接得到的焊接接头的力学性能高于采用ER4043焊丝的性能.与ER4043焊丝焊缝相比,ER5356焊丝焊缝的晶粒组织较为细小,析出相分布也更加均匀.ER5356焊丝中的Mg元素有利于提高焊接接头的强度,而ER4043焊丝中的Si元素有利于提高7075铝合金的焊接性.     

AZ31B变形镁合金板材的TIG焊接

采用TIG焊对5 mm厚AZ31B挤压镁合金板材进行了焊接试验。采用万能拉伸试验机、金相显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度仪等分析测试手段对焊接接头的组织、力学性能以及断口形貌等进行了分析。探讨了焊接电流对焊接接头的组织及力学性能的影响,揭示了不同焊接电流下焊接接头的断裂机制。结果表明,采用TIG焊焊接5 mm厚AZ31B镁合金板时,开X型坡口,采用双面焊接双面成型工艺,在130~145 A焊接电流及合适焊接速度条件下,能得到表面成型良好的焊接接头。当正反面焊接电流均为145 A时,AZ31B镁合金板焊接接头的抗拉强度达到最大值248.6 MPa,约为母材强度的84.0%。AZ31B镁合金板焊缝区显微硬度比母材区稍有所下降,热影响区显微硬度下降比较严重。当焊接电流为145 A时,AZ31B镁合金板焊接拉伸断口有大量韧窝,属韧性断裂。     

几种稀土钨电极焊接5A62铝合金的工艺性能

为了寻求替代钍钨电极的节能环保、焊接性能优异的电极,针对多元稀土钨、钍钨、铈钨3种电极进行了烧损性能测试,并进行了钨极惰性气体(tungsten inert gas,TIG)保护焊实验,结果表明:钍钨电极的抗烧损性能最差,多元电极略优于铈钨电极;焊缝接头的熔深和熔宽与焊接电流和焊接速度等焊接参数有关;采用多元稀土钨电极焊接后,在100~180 A的焊接电流下熔宽均小于铈钨电极和钍钨电极的熔宽;通过比较分析铈钨电极和多元电极焊接接头的显微组织、硬度曲线分布、扫描断口和力学拉伸实验结果,发现多元稀土钨电极的焊接接头力学性能和焊缝成型优于钍钨和铈钨电极,从而可替代钍钨和铈钨电极进行铝合金焊接.     

AM50镁合金的TIG焊接性研究

为研究出一套适合于AM50的TIG焊接工艺，利用TIG焊接技术研究了AM50镁合金的焊接性，并调节工艺参数进行系统焊接试验，同时，对焊接接头也进行了相关的力学性能试验；试验结果表明：焊接电流、焊接速度和气体流量均对焊接接头表面成形性和力学性能产生重大影响，并得到一套完整的焊接工艺规范.经过对其接头进行显微组织分析观察发现，焊接接头组织及第二相的变化导致接头处的拉伸强度和硬度均低于母材，并且焊缝区由基体α-Mg和附集于晶界的β-Al₁₂Mg₁₇两相组成.     

低碳钢与铝合金异种金属搭接激光-滚轮焊接

为了提高低碳钢与铝合金异种金属的焊接性能,采用激光-滚轮焊接工艺对低碳钢和铝合金搭接接头的焊接性能进行了研究,通过试验确定最佳工艺参数.采用激光显微镜和拉伸试验机分别分析了焊接接头组织和拉伸剪切性能.结果表明,随着激光功率的减少或焊接速度的增加,金属间化合物层厚度和接合宽度随之减小.随着滚轮压力的增加,金属间化合物层厚度随之增加.当金属间化合物层厚度为4～6μm,热输入量范围为375～800 J/cm时,拉伸剪切试样断裂位置均位于低碳钢母材侧.     

基于数字图像相关法的A7N01-T4铝合金焊接接头循环变形行为实验研究

为研究A7N01铝合金MIG焊焊接接头单轴拉伸性能和循环变形特征,采用数字图像相关方法(DIC)分析A7N01铝合金焊接接头在单调拉伸和循环加载下的应变场分布,结合焊接接头显微硬度获取焊接接头整体、焊缝、热影响区和母材的平均应力-应变曲线。实验结果表明:焊接接头母材在单调拉伸和循环变形中一直处于弹性变形,焊接接头整体的塑性变形由焊缝和热影响区主导,体现出循环稳定特征和棘轮安定状态,焊接接头的棘轮应变值依赖于当前的应力水平和加载历史。     

6005铝合金搭接接头组织及疲劳性能研究

采用熔化极惰性气体保护(MIG)焊对6005铝合金进行搭接焊接试验.对焊接接头进行微观组织观察和显微硬度测试,结果显示,熔合区出现联生结晶特点,焊缝中心以等轴晶为主,热影响区(HAZ)晶粒发生严重粗化,焊缝区的维氏硬度(HV)为64.5,母材区为89.6,接头出现明显软化区.在疲劳性能测试中焊接接头疲劳强度只有母材的2...     

Q235镀锌钢与5052铝合金CMT焊接工艺

为了实现汽车工业中车体制造的轻量化,将厚度均为1 mm的镀锌钢板与5052铝合金薄板采用冷金属过渡熔钎焊方法进行搭接焊实验,研究了工艺参数对焊缝宏观形貌、焊接接头微观组织和力学性能的影响.结果表明,Ar气保护下焊接接头的最大抗拉强度为128 MPa,金属间过渡层硬度为179. 4 HV,厚度约为5. 04μm. CO_2气体保护下焊接接头最大抗拉强度可达133 MPa,金属间过渡层硬度为194. 6 HV,厚度约为5. 68μm. CO_2保护可以改善焊接接头软化现象,但需调整热输入来控制金属间过渡层厚度.     

Al-12．7Si-0．7Mg合金脉冲MIG焊接头组织与性能

采用进口ER4047作为填充焊丝对Al-12．7Si-0．7Mg合金热挤压板材实施脉冲MIG直缝对焊．利用金相观察、显微硬度测定及拉伸性能测试等方法研究了焊接接头的显微组织与力学性能．结果表明：利用优化的焊接工艺参数,获得了外观和内部质量良好的焊缝,焊接接头平均抗拉强度为180MPa,达到基材的98％．     

机械振动辅助铝合金CMT接头成形与组织

基于高频微振平台,进行6082铝合金机械振动辅助冷金属过渡焊接(CMT)试验,探究高频微振CMT工艺对焊接接头组织性能的影响. 结果表明:施加振动后,焊缝余高略有增加,熔宽减小,熔深增大. 当振动频率为1 119 Hz时,余高和熔深分别增加4.5%和23%. 振动使热影响区宽度变窄,熔合线附近晶粒尺寸从原先的20 μm减小到15 μm. 施加振动后,气泡逸出速度加快,柱状晶的生长趋势被抑制,晶粒细化,焊接接头软化区的硬度提高,接头硬度分布更加均匀. 当振动频率为1 119 Hz时,焊缝软化区维氏硬度值达到最高为77 . 施加振动可以有效降低接头焊缝和热影响区残余应力. 当振动频率为1 119 Hz时,焊接接头和热影响区最大残余应力平均值分别减小9.6%和6.3%,焊接接头力学性能得到提升.     

铝合金与奥氏体不锈钢的火焰钎焊

通过火焰钎焊的方法,实现铝合金（LF6）与奥氏体不锈钢（1Cr18Ni9Ti）的焊接．首先在不锈钢的表面热浸镀一层ZL102铝合金,然后采用搭接的形式对热浸镀层和铝合金进行焊接,并分析了焊接接头的微观组织和拉伸性能．试验结果表明,采用火焰钎焊的方法能够获得优质的焊接接头,但热浸镀层的结合强度低于母材、钎缝的强度．