2195铝锂合金电子束焊接头的焊后热处理

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及X射线衍射仪等微观分析手段,研究不同热处理工艺条件下2195铝锂合金电子束焊接头焊缝区的显微组织演变,探讨接头的焊后热处理强化机制。结果表明,焊后热处理可显著改善接头区域的显微组织,促进强化相的析出,有利于提高接头的力学性能。经过焊后固溶+双级时效热处理,焊态下接头熔合线附近存在的等轴细晶区消失,β′、θ′和T₁等强化相在接头焊缝区析出,与单级时效处理工艺相比,双级时效处理的析出强化效果更为显著。力学性能测试表明,经过双级时效热处理后,接头的抗拉强度达到492.5 MPa,为母材强度的90.4%。接头拉伸断口表面存在许多小韧窝,并伴随出现解理面,接头呈韧-脆混合型断裂特征。     

A286合金激光焊接接头的组织与高温持久性能

对A286合金板材进行了激光焊接和固溶时效处理,对比研究了激光焊接和固溶时效对合金焊接接头组织及高温持久性能的影响。结果表明,A286合金500℃高温持久性能高低顺序为激光焊接+固溶时效>母材>激光焊接。A286合金母材、激光焊接件和激光焊接+固溶时效件持久拉伸后均未出现晶粒明显拉长和明显持久蠕变。激光焊接件的焊缝呈明显枝晶组织,热影响区为等轴晶组织,焊缝与热影响区的过渡区窄,使焊缝和热影响区成为持久性能薄弱区域。固溶时效可降低偏析、消除残余应力,使焊缝与热影响区的过渡区变宽。激光焊接件高温持久断裂的断口韧窝浅,且存在解理面,而激光焊接+固溶时效件的断口韧窝均匀细小,呈现微孔聚集型断裂特征。从提高激光焊接件高温持久性能考虑,激光焊接后应进行固溶时效处理,改善焊接接头组织。     

焊后热处理对铝锂合金电子束焊接头组织与性能的影响

对2090铝锂合金电子束焊接头进行焊后热处理,热处理工艺为530℃固溶0.5h+190℃时效12h。结果发现,焊接接头的抗拉强度由焊态下的331MPa提高到热处理后的415MPa,焊后热处理使接头的强度大大提高。金相组织观察表明,铝锂合金电子束焊接头经过热处理后焊缝晶粒形貌由焊态下的等轴树枝晶转变成等轴晶,并且在晶粒内部和晶界处析出细小的强化相。XRD相结构分析显示接头焊缝中的强化相主要为δ′(Al3Li)、T1(Al2CuLi)、β′(Al3Zr)等。TEM观察证实,热处理后2090铝锂合金接头焊缝中析出了多量的球状δ′相和针状T1相。拉伸断口分析表明,铝锂合金电子束焊接头在焊态下为带韧窝的穿晶断裂,经过热处理后接头断裂模式转变为沿晶断裂。     

ZL101A焊丝焊接6061-T6板材接头的组织性能

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、微机控制电子万能试验机对ZL101A焊丝MIG焊焊接6061-T6铝合金焊接接头固溶+时效处理前后的显微组织、力学性能进行研究。结果表明,焊接接头经固溶+时效处理后,只有3个区,基体区、熔合区以及焊缝区,无明显的热影响区。基体组织中Mg2Si强化相、未熔Si相有所减少;焊缝区晶界及晶粒内部时效析出的Mg2Si强化相增多,且弥散分布。焊接接头在较高的抗拉强度和伸长率下断裂处在焊缝区,抗拉强度达到293.3MPa,是母材的94.6%,伸长率为6.8%,是母材的56.7%。未经处理的焊接接头断裂处在热影响区。处理前后的焊接接头断裂形式均为典型的韧性断裂。     

固溶时效处理对7A52铝合金CMT+P焊接接头组织及性能的影响

采用冷金属过渡+脉冲焊接(CMT+P)方法对7A52铝合金进行焊接实验,研究不同热处理工艺对焊接接头显微组织及力学性能的影响。结果表明,焊缝区由树枝晶或等轴树枝晶为主的显微组织经热处理后均已转变为等轴晶,但AA(人工时效)试样的晶粒组织和第二相尺寸更加粗大且晶界存在偏析现象。T6(固溶+人工时效)试样的焊缝区析出相数量多于AA试样,而且热影响区的η’(MgZn₂)强化相尺寸以及无沉淀析出带宽度均减小。AA和T6试样的接头强度分别达到315和356MPa,AA试样对接头力学性能提升有限,T6试样相比于AW(焊态)试样提高了约14.10%,AA试样的微观断口主要表现为韧窝型穿晶断裂,而T6试样断口中的韧窝数量明显减少,取而代之是无特征的平台,此时接头以穿晶+沿晶的韧脆混合断裂为主。     

热处理对1Cr18Ni9Ti与2Cr13钢焊接接头断口组织形貌的影响

通过钨极氩弧焊方法,在一定工艺条件下对1Cr18Ni9Ti与2Cr13实施焊接,后对焊接接头进行焊后热处理。通过万能拉伸机对热处理前后的焊接接头进行拉伸试验,采用OM、SEM对1Cr18Ni9Ti与2Cr13钢热处理前后的焊接接头进行断口组织形貌观察及分析。结果表明,1Cr18Ni9Ti和2Cr13焊接接头热处理前焊缝组织为典型的柱状晶,组织为板条马氏体+残余奥氏体+碳化物;热处理后焊缝组织转变为回火索氏体。拉伸时,热处理前后焊接接头断裂部位都发生在奥氏体不锈钢热影响区一侧,均属于韧性断裂,热处理前韧窝大小、分布不均匀;热处理后韧窝变小,分布均匀,大小尺寸均等。热处理前,焊接接头的抗拉强度约为635 MPa,伸长率约为26%,断面收缩率约为44%;热处理后,焊接接头的抗拉强度约为645 MPa,伸长率约为24%,断面收缩率约为44%。     

热处理对Cr-Mo钢母材-镍基焊材焊接接头力学性能分布及匹配度的影响

依托数字图像相关技术在表征焊接接头局部力学性能方面的优势，对比研究了原始态、回火态和固溶时效态15CrMoR母材与镍基焊材组成的焊接接头的力学参数、硬度和显微组织。回火处理使焊接熔合区的枝晶组织转变为分散的回火索氏体，提高了力学性能的均匀性，改善了母材区与焊接熔合区力学性能的匹配程度。固溶时效处理促使焊接熔合区的枝晶组织转变为均匀的柱状枝晶组织，同时母材区的珠光体消失、晶粒粗化，导致强度下降，引起焊接熔合区与母材区的不匹配度增大。因此，合适的热处理要求平衡母材区和焊缝区对组织的需要，以获得具有优良综合力学性能的焊接接头。     

热处理对304不锈钢板激光焊接接头组织和力学性能的影响

采用YAG脉冲激光焊对304不锈钢薄板进行了搭接焊接,焊后并进行了不同工艺的热处理,分析了热处理工艺对焊接接头组织、硬度和抗拉强度的影响。试验结果表明:对焊接试样进行1000℃保温60min水冷(固溶处理)后,焊缝中心显微组织呈等轴晶,组织细小分布均匀,焊缝边缘呈柱状晶,垂直熔合线向中心延伸。焊缝区平均硬度达到216.4HV,接头抗拉强度为375MPa,远高于其他热处理工艺的接头抗拉强度。采用该热处理工艺,焊缝质量较好,具有较高的力学性能。     

固溶时效对2524铝合金光纤激光焊接接头组织和性能的影响

采用光学显微镜(0M)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、拉伸实验等研究了固溶时效处理对2524铝合金光纤激光焊接接头的显微组织及力学性能的影响.结果 表明:焊后固溶时效处理可以显著改善接头区域的元素分布,在495℃固溶处理1h时后,粗大的第二相基本溶解,接头的抗拉强度、伸长率和硬度分别为421 MPa、12.9％和125.5 HV;随着时效温度的升高,焊缝区硬度更快达到峰值,经190℃时效4h后,接头的抗拉强度、伸长率和硬度分别为436 MPa、8.0％和134.8 HV.热处理后,接头的热影响区发生再结晶,熔合线附近仍存在粗大的柱状晶,焊缝区晶粒未发生明显改变,焊缝依然是整个焊件最薄弱的区域.     

热处理对ZM6镁合金TIG焊后组织性能的影响

采用钨极氩弧焊对ZM6铸造镁合金进行焊接,并对其进行了T6热处理,利用光学显微镜及扫描电镜对焊后及热处理后的焊接接头显微组织进行观察,对试样进行显微硬度和抗拉强度测试。结果表明:经过540℃固溶处理后,晶界处的化合物已基本固溶到基体。经200℃时效16 h后,出现3种析出相,并且焊缝及母材显微硬度均达到最大值,分别为85HV和81HV。热处理后拉伸试验断裂位置在熔合区附近,抗拉强度达到260 MPa,较未热处理的160 MPa有较大提高。热处理后拉伸断口形貌呈现出两个不同的区域,分别为解理和韧窝-解理混合断裂。     

焊后热处理对Al-Zn-Mg-Cu合金MIG焊接接头组织与性能的影响

采用ER5356焊丝对Al-4.6Zn-1.5Mg-0.15Cu合金板材进行熔化极钨极氩弧焊试验,并对焊接接头进行了不同的焊后热处理。借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)研究不同焊后热处理试样的组织变化规律,并进行了显微硬度测试与拉伸试验。结果表明:经固溶加时效处理后,焊接接头抗拉强度与显微硬度得到明显提升,抗拉强度与焊缝硬度均值分别提高至304 MPa与85 HV,相比焊后未处理的263 MPa与66 HV,增幅分别达15.6%与28.8%。焊接接头经时效处理后,组织的不均匀性及强化相的分布得到改善;而经重新固溶后,第二相发生回溶,再经时效处理将使得一部分不稳定的过饱和固溶体重新析出且弥散分布。     

轨道交通用6082铝合金焊接接头组织与性能

采用熔化极氩孤焊(MIG)方法,以ER5356焊丝作为填充材料,对轨道交通用6082铝合金进行焊接,并对获得的接头微观组织和力学性能进行分析测试.金相组织观察表明,接头焊缝金属区为细小的等轴晶组织,主要由α -Al基体相和Mg2Si强化相组成,而热影响区为树枝晶组织,晶粒有所长大.力学性能测试表明,接头的抗拉强度约为母...     

焊后热处理对AA7075铝合金DP-MIG焊接接头组织及力学性能的影响

采用双脉冲熔化极精性气体保护焊（DP-MIG）工艺方法焊接AA7075-T651铝合金,焊接试板采用固溶处理（480℃×50 min）后水淬,再进行（80℃×24 h）+（120℃×24 h）两级人工时效热处理,通过金相观察、扫描电镜观察、X射线衍射分析、拉伸试验以及硬度测试,研究焊后热处理（PWHT）工艺对焊接接头显微组织及力学性能的影响.结果表明,焊缝区经热处理后,晶粒由枝晶向等轴晶转变,晶界处非平衡第二相溶解,晶界变细,焊缝显微组织特性改善明显;焊接接头经热处理后,抗拉强度由342.5 MPa提高到490 MPa,接头强度系数为0.872,焊缝软化区硬度得到较大改善,焊接接头力学性能有显著提升.     

2219-T651铝合金激光摆动焊接接头微观组织和力学性能

采用激光摆动焊接技术对2219-T651铝合金进行了不同摆动幅度和频率下的焊接试验,研究了摆动工艺参数、焊缝气孔率和宏观成形、接头组织和性能之间的内在联系.结果表明,与无摆动焊接相比,激光摆动焊接可以降低焊缝气孔率,尤其随着摆动幅度的增加,当摆动幅度为2.5 mm时,气孔率降至1.66%.与母材相比,热影响区和熔化区发生软化.靠近焊缝的热影响区,由于沉淀强化作用的变弱,硬度逐渐降低,直至出现“平台”.而由α(Al)基体以及枝晶间和晶界α(Al)+θ(Al₂Cu)共晶相组成的熔化区,因铜的偏析导致固溶强化效果被削弱,表现出最低的硬度.此外,部分摆动参数下焊缝晶粒尺寸有所细化,这引起了其硬度的略微升高.当摆动频率为150 Hz和摆动幅度为2.5 mm时,接头的抗拉强度高达318 MPa,约为母材抗拉强度的69.4%,接头抗拉强度与断口孔洞面积占比呈线性负相关关系,焊缝气孔率是影响焊态接头抗拉强度的主要因素.     

超声电弧对6061铝合金MIG焊接头组织和性能的影响

为了改善铝合金MIG焊的接头质量,利用外接超声激励装置在MIG焊接电弧中激发出超声,并研究了超声激励频率对6061铝合金对接焊缝的成形、气孔分布、显微组织及力学性能的影响规律. 结果表明,超声电弧可以有效的细化焊缝组织、减少焊缝气孔量,提升接头的强度. 与常规MIG焊接相比,在引入超声电弧后,焊缝的熔宽增加,焊缝中胞状树枝晶组织被细化,等轴晶区域占比增加,在激励频率为30 kHz时组织细化效果最好;随着激励频率的增加,焊缝中的气孔量逐渐降低,焊接接头的抗拉强度提高,当激励频率为50 kHz时,抗拉强度最高,达到235 MPa,为母材强度的73.4%,对应拉伸断口中韧窝的形态更加等轴化、分布更加均匀.     

固溶处理对选区激光熔化AlSi10Mg合金激光焊孔隙缺陷的影响

针对选区激光熔化成形AlSi10Mg铝合金焊接过程中氢气孔敏感性高的问题,采用固溶脱氢与真空固溶脱氢的方法对比了脱氢处理对合金激光焊接接头孔隙缺陷的影响,分析了不同状态下激光焊焊缝气孔分布、组织演变及力学行为。结果表明,固溶处理能够有效减少选区激光熔化成形AlSi10Mg铝合金激光焊焊缝气孔率,且真空固溶处理效果最好,气孔率从沉积态激光焊接焊缝的2.64%降到真空固溶态焊缝的0.14%;通过对接头组织的演变与基板物相形态、成分的变化分析阐述了孔隙出现的原因,揭示了真空热处理是解决由于基板中预先存在的较高含量的氢导致焊缝氢气孔形成的有效方法。固溶后母材硬度明显下降,各试板焊缝的平均硬度为80HV,较为一致;固溶态试板焊接接头抗拉强度为143MPa,低于沉积态接头,但延伸率增加到了24%,表现为韧性断裂特征。     

TC17钛合金线性摩擦焊接头组织及力学性能分析

针对固溶时效态TC17钛合金焊态及焊后热处理态线性摩擦焊接头,进行显微组织及力学性能对比分析. 结果表明,焊态时焊缝组织发生了回复与再结晶,由于焊后冷却速度较快,生成了亚稳定β相,焊缝区发生了软化;热力影响区组织沿受力变形方向拉长、细化、交替呈带状分布,加工硬化程度较高,显微硬度明显高于其它区域;热影响区由于二次次生α相基本溶解于亚稳定β相,导致显微硬度显著降低. 经过焊后热处理,亚稳定β相发生时效分解,析出了弥散程度更高的针状次生α相使得焊接区硬度大幅度提高. 由于亚稳定相的生成,焊态接头发生软化,拉伸均断裂在焊缝区,抗拉强度达到母材强度91.8%,断口呈脆性断裂形态;焊后热处理态接头由于二次次生α相的析出,起到弥散强化的作用,拉伸试验均断在母材,断口呈典型韧性断裂形态.     

Effects of Post-Weld Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of Al-12.7Si-0.7Mg Alloy Welded Joints by GMAW

In this study, 3-mm-thick hot-extruded plates of A1-12.7Si-0.7Mg alloy were used to fabricate the joints welded by gas metal arc welding. Effects of the post-weld heat treatment include solid solution treatment, water quenching, and artificial aging treatment on the microstructure, and mechanical properties of the weld joints have been investigated. Results showed that the welded joints after solid solution and artificial aging exhibited the increases in yield strength of 166 MPa and ultimate tensile strength of 148 MPa, respectively. Based on the microstructural observations, the associated mechanisms were discussed.     

中低温热处理对SUS304不锈钢TIG焊接接头组织及力学性能的影响

轨道交通车辆在冲击振动试验后,部分设备SUS304不锈钢焊接件出现断裂失效现象.为了提升SUS304不锈钢焊后机械性能,采用金相显微镜、扫描电镜、硬度测试及拉伸试验等方法,研究了中低温热处理工艺对2 mm厚SUS304不锈钢板TIG焊接接头的组织及力学性能的影响.研究发现,经400℃热处理30 min及焊接后未处理态焊...