6061-T6铝合金MIG焊接工艺研究

以4 mm厚6061-T6铝合金轧制板材为研究对象,通过改变焊接线能量与送丝速度,研究了不同工艺参数下接头的显微组织和力学性能。结果表明,HAZ宽度和熔合区晶粒大小随线能量的增大而增大;当线能量为297 J/mm时焊接接头的抗拉强度为213 MPa,达到母材强度的73%。熔宽对送丝速度的变化较余高和熔深更敏感,送丝速度位于7.4~8.2 m/min范围内时,焊缝成形较好;在送丝速度为8.3 m/min时获得最大的抗拉强度239 MPa。断裂发生在热影响区,属于韧性断裂,表明热影响区为焊接接头最薄弱的位置。     

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。     

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.     

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。     

新型铝合金薄板对接激光焊接头性能

以6156铝合金为主要研究对象,对比了其激光填丝焊与自熔焊各自特点,探讨了焊缝表面成形、焊缝熔宽的影响因素及接头的抗拉强度与疲劳强度变化规律.结果表明,功率在1 800 W左右,焊接速度在2～3.5 mm/min,送丝速度在2～3.5 mm/min范围能获得较好的焊缝表面成形;接头焊后不经热处理抗拉强度可达314.3 MPa,为母材强度的81.3%,且有良好的抗疲劳性能;铝合金激光焊具有焊接速度高、焊缝成形美观、焊接参数范围广的特点,是一种良好的焊接方式.     

钢铝异种金属对接接头激光填丝熔钎焊工艺研究

采用光纤激光和铝硅焊丝对2.5 mm厚6013铝合金和镀锌低碳钢的异种金属对接接头进行了激光填丝熔钎焊,试验研究了激光功率、偏移量、送丝速度等焊接工艺参数以及坡口角度对焊缝成形的影响,表征了典型焊缝界面处的微观组织,评估了钢/铝熔钎焊对接接头的抗拉强度。试验结果表明:在适当焊接参数下可以获得成形良好、无气孔缺陷和裂纹,且具有一定抗拉强度的钢/铝对接接头。在钢板采用30°坡口时,接头最大抗拉强度为88 MPa,45°坡口时强度可以达到135 MPa。     

异质铝合金激光填丝搭接叠焊接头的组织与性能

对1 mm厚的5052-H32铝合金轧制板与3 mm厚的6005A-T6铝合金挤压板进行激光填丝搭接叠焊。采用金相显微镜、SEM与EDS分析了焊缝接头组织,使用电子万能拉伸试验机与维氏显微硬度计对接头力学性能进行检测。结果表明:在激光功率为5. 8 kW～6. 2 kW,送焊丝速度3. 5 m/min～4. 0 m/min时,焊接接头表面成形良好,焊缝有效连接宽度在2. 66 mm～2. 90 mm;焊缝区组织主要由铸态的等轴枝晶构成,在6005A铝合金侧焊缝区出现过时效现象,在α-Al基体上出现大量的析出相Mg_2Si及Mg_2Al_3,并随着激光功率的增加而增多;焊接接头抗拉强度随着激光功率的增加而降低,在激光功率为5. 8 kW时,焊缝获得最大抗拉强度为205. 85 N/mm~2,5052铝合金母材强度为228 N/mm~2,焊缝强度系数为0. 90。在5052铝合金板侧焊缝处硬度值低于母材的,6005A铝合金板热影响区存在软化,软化区范围在2 mm～3 mm。但由于6005A铝合金板厚度大于5052铝合金板的,薄板受力更为集中,断裂位置发生在5052铝合金焊缝处。     

中厚板6082铝合金激光-MIG复合焊工艺与力学性能研究

采用激光-MIG复合焊工艺对中厚板6082铝合金进行焊接,焊接完成后,对焊缝进行了显微组织观察、硬度测试以及拉伸性能检测。结果表明,当激光功率为4.5 kW,焊接速度为1.2 m/min,离焦量为5 mm,送丝速度为8 m/min时,焊缝表面成形良好;焊缝熔合区显微组织均为等轴枝晶,晶粒较小,热影响区较窄,并且焊缝上部的组织相较于焊缝下部较为细小密集;焊接接头的热影响区硬度较母材和焊缝中心最高;焊缝的平均抗拉强度为251.9 MPa,接近于母材。     

6005A铝合金激光-TIG复合热源填丝焊接技术

采用激光-TIG复合热源填丝焊接新方法焊接高速列车用6005A铝合金,对复合焊接工艺、接头微观组织、力学性能、断口形貌及焊接热裂纹进行了研究. 结果表明,激光功率为2 000～3 000 W、TIG电流为150～195 A、焊接速度为0.4～0.8 m/min时焊接过程比较稳定,熔合比合适,可以获得优良的焊缝成形. 焊缝区由焊缝边缘的柱状晶和焊缝中心的等轴晶组成. 熔合比γ控制在0.54～0.7范围内时,接头的平均抗拉强度约为193.39 MPa;接头抗拉强度随熔合比的增大而增大,并且γ=0.7时,抗拉强度最大,约为205 MPa,占母材强度的70%.     

6082-T6铝合金等离子-CMT复合热源焊接特性研究

以6 mm厚6082-T6铝合金为试验母材开展等离子-CMT复合焊接试验,分析焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律,以及接头的组织特征、硬度分布及拉伸性能。获得最优焊接工艺参数为:等离子电流130 A、送丝速度8 m/min、焊接速度50 cm/min,等离子气流量7 L/min。焊缝中心组织主要为等轴晶,热影响区较窄且硬度值最低,接头平均抗拉强度达228.4 MPa,为母材抗拉强度的77.4%,断裂位置在焊接接头的热影响区,呈现韧性断裂特征。     

TC4钛合金激光填丝焊接工艺研究

针对钛合金激光自熔焊对毛坯和装夹精度要求高,焊接后表面存在凹陷、咬边、不饱满等问题,对1 mm厚TC4钛合金进行激光填丝焊试验,研究了焊丝送入条件、离焦量和送丝速度对焊缝成形质量的影响,并优选工艺参数,分析了焊接接头的显微组织、硬度和拉伸强度。结果表明:在工艺参数为离焦量+2 mm、激光功率800 W、焊接速度20mm/s、送丝速度25 mm/s、送丝角度50°、丝光间距0 mm时进行激光填丝焊,焊缝表面未出现凹陷、不饱满等缺陷,且焊缝微观组织致密。焊接接头的平均抗拉强度为1287 MPa,大约是基材的1.32倍,比激光自熔焊提高了20.96%左右。     

摆动电弧对铝合金厚板窄间隙焊侧壁熔深的影响

侧壁未熔合是铝合金厚板窄间隙焊接过程中很容易出现的焊接缺陷。通过采用电机驱动弯曲导电嘴摆动来控制电弧的偏转,解决了侧壁熔合不良的问题。通过正交试验法以及单因素变量法,研究了不同焊接工艺参数对6061-T6铝合金板侧壁熔深的影响规律。结果表明,摆动角度是影响侧壁熔深的主要因素,其次是焊接速度和侧壁停留时间。对于坡口底部宽度10 mm、顶部宽度13 mm的U型坡口,最优的焊接工艺参数为摆动角度50°、侧壁停留时间0.5 s、摆动速度350°/s、送丝速度11 m/min、焊接速度200 mm/min。以最优的工艺参数为参考,实现了40 mm厚6061-T6铝合金厚板的单道多层窄间隙焊接,获得了侧壁熔合良好的焊接接头。热处理后的接头平均抗拉强度达到246.7 MPa。     

5A06铝合金激光-TIG电弧复合填丝焊的特性

进行5A06铝合金激光-TIG电弧复合填丝焊接试验,分析了堆焊条件下激光功率、离焦量、光钨间距、焊接速度、焊接电流、送丝速度等工艺参数对焊缝成型的影响规律。试验表明,激光-TIG复合填丝焊工艺适应性好,能在较宽的工艺范围内实现铝合金的良好连接;激光功率、离焦量、焊接速度及送丝速度对熔深的影响较大,而焊接电流在80~180 A,光钨间距在4~8 mm范围内时对焊缝熔深影响不明显;实现了6 mm厚对接接头激光-TIG电弧复合填丝工艺的焊接,获得了成型连续稳定、无气孔和裂纹等缺陷的优质焊缝。     

热输入对5A06铝合金激光填丝穿透焊的影响

在1.2mm厚5A06铝合金YAG激光填丝焊工艺试验的基础上,研究了热输入对激光填丝穿透焊焊缝成形的影响,进一步分析了典型接头的组织性能.结果表明,激光填丝穿透焊接头呈现为U形截面,且热输入被限定在一定狭长区域内.随着热输入的降低,激光填丝穿透焊接头组织更加细小,接头显微硬度提高.致使接头强度虽略有降低,但韧性却得以大幅度改善.     

轨道车辆用2 mm厚X2CrNiN18-7不锈钢薄板等离子填丝对接焊工艺研究

采用等离子填丝焊工艺对轨道车辆用2 mm厚的X2Cr Ni N18-7不锈钢薄板进行对接焊接试验,通过正交试验对焊接电流、焊接速度、送丝速度和离子气流量参数进行了优化,并对最佳工艺参数下的焊接接头质量进行了焊接工艺评定。结果表明:使用Plasmatron等离子焊机成功实现了X2Cr Ni N18-7不锈钢薄板等离子填丝对接焊,优化的焊接工艺参数为焊接电流160 A,焊接速度0.25 m/min,送丝速度3.0 m/min,离子气流量5 L/min;焊缝成形良好,背面全焊透,经X射线探伤无未焊透、未熔合和裂纹等缺陷;焊接接头的综合力学性能良好,焊接接头的抗拉强度平均值为636.57 MPa,焊接接头强度系数为92.28%;180°横向正弯试验结果显示,试样正反两面均无裂纹;当疲劳测试加载循环次数为1.0×107次时,焊接接头的疲劳极限为270 MPa。     

TC4钛合金搭接接头双侧激光角焊的组织与性能

采用在基材预制"台阶"的方式来替代送丝,探索了TC4钛合金双侧角焊搭接接头无填丝激光焊接工艺,研究了焊接接头的宏观成形、微观组织和力学性能。结果表明,在激光功率1.1 kW、离焦量0 mm、光束入射角度60°、焊接速度3 m/min的焊接工艺下,采用尺寸为1.0 mm×1.0 mm的"台阶"可以获得焊缝填充饱满,无咬边缺陷,成形良好的双侧激光角焊搭接接头,接头拉剪强度达到965.1MPa,断裂位置在TC4母材上。搭接接头焊缝区组织由β柱状晶以及针状马氏体α′相组成;热影响区由初生的α相和针状马氏体α′相以及少量的粒状β相组成。     

送丝速度对5083铝合金等离子-MIG复合焊接头性能的影响

对厚度5?mm的5083铝合金进行等离子-MIG复合焊接,研究不同送丝速度对焊缝成形与焊接接头性能的影响,分析接头的微观组织,并测试接头的力学性能.结果表明:送丝速度为7?m/min、9?m/min时均可获得无明显缺陷的焊接接头,送丝速度增大,余高略有增加;送丝速度为9?m/min的焊接接头焊缝区的树枝状晶更加细小,接头硬度分布呈"?W?"形,焊缝区和熔合区的平均硬度均低于母材,距焊缝中心3～4?mm处的熔合区硬度最低,送丝速度为7?m/min时,其接头软化现象更为显著.两种送丝速度下的接头拉伸断裂均出现在熔合区附近,送丝速度为9?m/min的焊接接头的抗拉强度和延伸率均高于7?m/min的,断裂形式均为韧性断裂.     

2A12T4/6061T6异种铝合金搅拌摩擦焊接接头性能分析

为满足异种铝合金结构件焊接需求，对10 mm厚的2A12T4/6061T6异种铝合金板进行了搅拌摩擦焊接试验，分析了不同工艺参数焊接接头的微观组织和性能。结果表明：焊接接头焊核区与热机械影响区分界在前进侧明显，而在返回侧不明显；除搅拌头旋转速度为700 r/min、前进速度为300 mm/min的焊接试样外，其余试样的拉伸断裂均发生在6061T6铝合金侧的热影响区，拉伸断裂均呈韧性断裂；焊核区的硬度比热影响区的硬度大，但比母材的硬度小，2A12T4铝合金侧的硬度明显高于6061T6铝合金侧的硬度。当搅拌头旋转速度为600 r/min、焊接速度为300 mm/min时，焊接接头的抗拉强度最高，为249 MPa。     

船用耐蚀钢DH36光纤激光-MIG复合焊接头组织和性能

为探索12 mm厚DH36船用耐蚀钢对接用光纤激光-MIG复合焊接工艺,分析了四种不同送丝速度对接头成形、微观组织、拉伸性能及腐蚀性能的影响. 结果表明,在送丝速度为8.5 m/min时可获得成形优良的接头,随着送丝速度的增加,电弧区和激光区焊缝的熔宽均增加.焊缝区主要由针状铁素体、先共析铁素体和一定量的贝氏体组成,送丝速度对针状铁素体的形态和数量有显著的影响.增加送丝速度对接头抗拉强度的影响不大,但减小了断后伸长率,接头断后伸长率最高达16.5%.接头极化曲线测试表明,当送丝速度为7.5 m/min时,自腐蚀电流密度最小,腐蚀倾向最低.     

送丝速度对X90管线钢激光-MAG复合焊焊接接头组织性能的影响

采用不同的送丝速度对X90管线钢进行激光/MAG复合对接焊试验,利用扫描电镜对焊接接头进行组织及冲击断口观察,对接头进行拉伸、冲击及硬度试验,并通过电化学试验评价其耐蚀性。结果表明,随着送丝速度的增加,焊缝区及粗晶区晶粒有长大趋势;随送丝速度的增大,接头抗拉强度呈现先降低后升高趋势,而冲击韧性降低;送丝速度为8.5 mm/s时,接头的抗拉强度及冲击吸收功最高,分别为816 MPa、239.10 J;接头硬度分布呈现自焊缝中心至母材先降低后升高的趋势,硬度值最低区域出现在热影响区;接头焊缝区及母材均未出现明显的钝化行为,随送丝速度的增加,焊接接头耐蚀性逐渐降低,母材的自腐蚀电位明显高于3组接头焊缝区的自腐蚀电位。