含铒铝合金TIG焊与激光焊接头组织与性能对比

测试含铒5083铝合金冷轧板TIG焊与激光焊接头的显微硬度和力学性能对比观察各区域的微观组织,探讨稀土铒对焊缝及热影响区组织与性能的影响.结果表明,激光焊接头的抗拉强度平均值为母材抗拉强度值的82.4％,TIG焊接头的抗拉强度平均值为母材抗拉强度值的77.1％.焊接接头力学性能最差的位置,TIG焊为熔合区,激光焊为焊缝中心处.TIG焊接头主要强化机制是细晶强化、析出相强化以及由Al3(Er,Zr)带来的热循环软化抗力的增加.激光焊焊接接头的主要强化机制是细晶强化.     

含铒铝合金TIG焊与激光焊接头组织与性能的对比研究

对含Er5083铝合金冷轧板进行了TIG焊与激光焊接,对两种焊接接头进行了显微硬度测试和力学性能测试,并对各区域的微观组织进行对比观察,探讨了稀土Er对焊缝及热影响区组织与性能的影响。结果表明,激光焊接头的抗拉强度平均值为母材抗拉强度值的82.4%;TIG焊接头的抗拉强度平均值为母材抗拉强度值的77.1%。两种焊接接头的力学性能最差的位置分别是：TIG焊为熔合区,激光焊为焊缝中心处。在TIG焊接头主要的强化机制是细晶强化,析出相强化以及由Al3(Er, Zr)带来的热循环软化抗力的增加。激光焊焊接接头的主要强化机制是细晶强化。     

Zn-Cu-Ti合金搅拌摩擦焊与激光焊接头组织与性能对比研究

通过金相显微镜、扫描电镜和显微硬度测试等分析手段,研究了Zn-Cu-Ti合金搅拌摩擦焊接头与激光焊接头的组织和性能。结果表明,Zn-Cu-Ti合金搅拌摩擦焊接头主要分为母材区、热机影响区、焊核区,其显微组织分别为纤维组织、拉伸弯曲变形组织、细小的晶粒;接头各区域硬度分布为:母材区>热机影响区>焊核区;接头的抗拉强度153.8 MPa,延伸率为6.7%,发生偏向脆断的准解理断裂。激光焊接头主要分为母材区、熔合区、焊缝区,焊缝区中心位置上下表面有凹坑,其内部有多条排列规则且形状近似抛物线的熔合线,并存在较明显的夹杂;接头各区域硬度分布为:母材区<熔合区<焊缝区;接头的抗拉强度为110.3 MPa,延伸率仅为4.7%,发生脆性断裂。     

AZ31B镁合金薄板的钨极氩弧焊组织与性能研究

探讨了2 mm厚的AZ31B镁合金钨极交流氩弧焊焊接的工艺特点, 利用金相显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸试验机、扫描电子显微镜等手段对焊接接头显微组织、焊缝相组成、接头力学性能、断口形貌特征等进行了分析。结果表明: 焊接电流为50 A时,外观成型良好, 焊缝质量高, 内部几乎无气孔和裂纹等缺陷, 焊接接头的抗拉强度达到210 MPa, 约为母材强度的87%, 断裂发生在焊缝区, 表现为韧-脆混合断裂。 焊缝区组织呈细小的等轴晶, 主要存在α-Mg和Mg₁₇Al₁₂两种相, 热影响区组织较粗大。硬度测试结果显示, 焊缝区域的硬度高于母材。     

焊接速度对6082Al/T2Cu异种材料搅拌摩擦焊接头成形及性能的影响

为研究焊接速度对3 mm厚6082Al/T2Cu异种材料搅拌摩擦焊接头成形及性能的影响。对焊接试样进行了不同焊接速度工艺参数的搅拌摩擦焊接实验,并对焊接接头采用光学金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计和力学实验机进行了微观组织分析和力学性能测试。结果表明,采用主轴转速1500 r/min、焊接速度100 mm/min、下压量0.1 mm的焊接参数时,焊缝成形质量良好,在焊核区有铝和铜金属交替的结构特征,且焊核区的显微硬度明显高于两侧母材区显微硬度。最佳焊接工艺参数下接头的抗拉强度和断后延伸率分别为237 MPa和6.2%。断口位于热机影响区,拉伸断口属于脆性断裂。     

回火对G105级耐蚀钢摩擦焊接头组织和性能的影响

利用光镜及扫描电镜对回火热处理后的耐蚀钢连续驱动摩擦焊接头进行了研究。结果表明:经回火热处理后,焊缝及热影响区的组织均为铁素体和回火索氏体。热处理后接头强度和韧性有所提高,且拉伸断裂位置均位于母材处。冲击试验表明:与焊态试件相比,回火后的摩擦焊接头韧性显著增强,接头的冲击值提高76.9%。     

TIG焊电弧重熔对焊接接头性能的影响

试验研究了TIG焊电弧重熔前后焊接接头的形状与尺寸、金相组织、硬度、焊接残余应力的变化。研究结果表明:TIG焊电弧重熔后母材与焊缝之间过渡平滑,重熔区硬度变化不大,焊趾处焊接残余应力明显降低,焊接接头的综合性能得到了明显提高。     

LZ91超轻双相镁锂合金激光搭接焊接接头的显微组织与力学性能

采用激光焊接技术对厚度为4 mm的LZ91镁锂合金板材进行搭接焊接,重点研究了激光功率的变化对接头组织与力学性能的影响。结果表明,在激光输出功率为2.3 kW,焊接速度为1 m/min,氩气流量为25 L/min,离焦量为 + 2 mm的工艺参数下,可以得到焊缝表面成形良好,横截面没有明显缺陷的高质量搭接接头,但在上下板搭接界面处发现了微气孔缺陷。焊缝中心组织为等轴晶。熔合线附近为柱状晶。接头的硬度(61.4 HV)比母材(52.1 HV)提高了17.9 %,焊缝区显微硬度最高,母材次之,热影响区最低。拉剪测试结果显示,搭接焊接接头的抗拉伸剪切力为2409.5 N,抗拉剪切强度达到了120.3 MPa。搭接接头断裂发生在上下板之间的搭接连接处。     

BTi-62421s合金板钨极氩弧焊接头组织性能研究

研究了焊前热处理、焊接工艺及焊后热处理对BTi-62421s板材钨极氩弧焊接头组织性能的影响。结果表明: BTi-62421s合金板材钨极氩弧焊较佳焊接工艺为: 焊接电流110 A, 焊接速度5 mm/s, 主喷嘴氩气流量20 L/min, 拖罩氩气流量12 L/min, 单面焊接, 此工艺下双重退火态BTi-62421s合金焊接接头抗拉强度σ_b为1 033 MPa, 为母材的96.5%, 延伸率δ为5.5%, 为母材的38.5%; 焊缝组织为针状马氏体, 热影响区组织为初生α组织、β转变组织和针状马氏体组织; 合金焊前双重退火和去应力退火对焊缝组织组成影响有限, 但双重退火有助于焊接接头塑性的提高; 焊后热处理促进合金接头α'→α+β相转变, 有利于焊接接头塑性的提高, 较佳焊后热处理工艺为700 ℃/2 h, 空冷, 此工艺下双重退火态BTi-62421s合金焊接接头延伸率δ为7.1%, 为母材延伸率的49.5%。     

搅拌摩擦焊接钢接头组织与变形分析

采用搅拌摩擦焊方法进行了3 mm厚Q235钢的对接焊试验,并进行了组织与变形的测试分析。结果表明,采用搅拌摩擦焊可以获得表面成形性好、内部去缺陷、焊接变形小的3 mm厚Q235钢搅拌摩擦焊焊缝。与母材相比,接头热影响区晶粒稍有增大;热机械影响区晶粒一部分为细小等轴晶,一部分呈长条状;焊核区为细小等轴晶。     

冷却方式对铝合金薄板搅拌摩擦焊接头性能的影响

采用搅拌摩擦焊技术分别在自然冷却、气流、水流和水雾冷却环境下对铝合金薄板进行焊接试验,对焊缝接头的外观成形进行比较,同时对焊缝接头进行CT扫描、力学性能以及微观组织分析。结果表明:冷却方式是铝合金薄板搅拌摩擦焊接的一个关键因素,在焊接参数相同时,水雾冷却能够得到外表成形美观、内部无缺陷的焊接接头,焊缝接头平均强度为387.8 MPa,达到母材强度的82.5%。     

旋转速度对航空高强铝合金搅拌摩擦焊缝性能的影响

航空材料7022高强铝合金因具备密度低、比强度高等优点常被用作飞机框架零件材料。采用搅拌摩擦焊方法对7022铝合金进行焊接试验。结果表明,旋转速度是影响焊缝质量的关键因素,当旋转速度值为400 r/min时,能获得细小的等轴再结晶晶粒,焊缝力学性能达到最佳状态,焊接速度为100 mm/min时,抗拉强度σb为604.79 MPa,已超过母材的抗拉强度598 MPa,达到母材的102.5%,屈服强度σ0.2为525.21 MPa,接近母材的屈服强度530 MPa,达到母材的99.10%,平均延伸率约为3.45%,呈现出优异的力学性能。     

挤压ZK60-Gd合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能

采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、拉伸试验仪等手段研究了镁合金ZK60-Gd搅拌摩擦焊接头的组织与性能.结果表明:ZK60-Gd镁合金的焊接参数为:焊接速度120～240mm/min,搅拌头转速900～1300r/min.热输入量过大或不足均可导致缺陷;焊接头各区域的组织均有明显特征,焊核区形成细小均匀的再结晶组织;通过焊接工艺优化,焊缝的抗拉强度可达285MPa,为母材强度的87.08%,试样断裂均发生在热影响区.     

6061-T4铝合金激光焊接接头组织与力学性能研究

对汽车用6061-T4铝合金板材进行激光焊接，采用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜、维氏硬度测试、拉伸试验等研究了激光焊接接头微观组织、显微硬度、强度和塑性、拉伸试样断口形貌。结果表明，6061-T4铝合金激光焊接接头的母材区组织为粗大条状晶粒; 焊缝中心组织为细小的铸态树枝晶，针状β"析出相在晶界偏聚，位错密度降低; 激光焊接接头的强度(硬度)和塑性均比母材有一定下降。     

焊接速度及焊后时效处理对Al-Cu-Mg-Ag合金电子束焊接接头性能的影响

通过拉伸测试、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、透射电镜(TEM)和金相显微镜(OM)等手段, 研究了焊接速度以及焊后时效处理对Al-Cu-Mg-Ag合金电子束焊接接头性能的影响。结果表明: 随焊接速度提高, 焊接接头强度呈先上升后下降的趋势, 并在焊接速度1 200 mm/min时获得最大值358 MPa;焊后时效处理可以提升焊接接头抗拉强度, 其中焊接速度为1 200 mm/min时的焊接接头抗拉强度最大, 可达412 MPa, 为母材强度的77.6%。焊后时效合金性能的提高主要得益于θ'和X相的析出, 而焊缝熔合区晶界处Cu元素的偏析抑制了Ω相的析出。     

Inconel625高温合金等离子弧加丝焊接接头组织与性能研究

针对传统方法焊接厚板Inconel625合金时存在的未熔透,性能差的问题,采用等离子焊接技术对8mm厚Inconel625合金进行焊接,同时采用ERNiCrMo-3焊丝作为填充材料保证成型。通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、万能试验机和显微硬度试验机等设备对焊接接头进行显微组织和性能分析。结果表明,在焊接电流230A,焊接速度240 mm/min,送丝速度1400 mm/min,等离子气流量4.0 L/min下所获得焊接接头成型最好,力学性能最好;焊接接头均呈现出上宽下窄的“Y”字型形貌,母材区为奥氏体等轴晶,焊缝区基本以细小的胞状晶为主,熔合线区域为垂直于熔合线生长的粗大胞状晶,MC型碳化物和Laves相会在焊接过程中析出;接头抗拉强度最高,可以达到811.36MPa,焊接接头断裂为韧性断裂;所有参数下焊接接头均是焊缝区硬度最高,随着焊接热输入的增大,焊接接头整体硬度值升高,当电流达到240A与250A时焊接接头硬度差别较小。     

焊后时效对异种铝合金搅拌摩擦焊接头的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、万能力学试验机、显微硬度仪等表征分析了焊后时效工艺对A356-T6/6061-T6异种铝合金搅拌摩擦焊接头的影响,并讨论其影响机制。结果表明,人工时效有利于提高接头的抗拉强度和屈服强度,但延伸率有所下降。当时效温度为165℃、时效时间5 h时,接头抗拉强度和屈服强度分别达285、240 MPa,约为A356-T6母材的96.6%和90%,比未人工时效接头强度提高35.7%和60%,延伸率下降40%。焊后人工时效对整个接头的硬度都有一定的提高作用,焊缝各区提高幅度不一致,改变了焊缝区的硬度分布格局,导致低硬度区和断口位置由返回侧热影响区向前进侧转移。人工时效能有效降低第二相的面积分数和颗粒尺寸,提高第二相的圆整度。但保温温度过高和时间过长,均可能导致第二相面积分数的提高和粗化。     

SiCp／101铝基复合材料的填加焊丝TIG焊

研究在TIG焊焊接SiCp／101铝基复合材料时，填加铝镁和铝硅焊丝对接头组织性能的影响。结果表明，填加焊丝抑制了熔池中的界面反应。改善了熔池的流动性。但接头中缺乏增强相，焊缝与母材成分相差很大，降低了接头的机械性能。填加铝硅焊丝优于填加铝镁焊丝。     

2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头成形及力学性能

为研究不同焊接速度对2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)接头成形和力学性能的影响,在室温下对焊接接头进行冲击实验和拉伸实验,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对断口形貌和成分进行表征分析,采用光学显微镜(OM)对接头横截面进行观察。结果表明,焊接接头呈非对称形,前进侧宽度小于后退侧宽度;焊速为120mm/min时,接头冲击功最高达到18.45J,焊速为140mm/min时抗拉强度最优,为239.68MPa,延伸率为7.56%。随着焊速的增加,焊缝表面起毛倾向减小,出现隧道孔缺陷的倾向增加;接头抗拉强度与塑韧性随焊速的增加而提高,但焊速为140mm/min时,焊核区出现了隧道孔缺陷,造成接头的韧性下降;拉伸断口呈现上部韧性断裂和下部解理断裂,EDS元素分析韧性断裂部分存在第二相粒子Mg_2Si。     

7075/2A12异种铝合金FSW接头耐腐蚀性能实验研究

研究目的：研究2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头晶间腐蚀性能。研究方法：采用转速1000 r/min、焊速80 mm/min的参数对5 mm厚2A12/7075异种铝合金进行搅拌摩擦焊,7075铝合金置于前进侧。焊接后对接头取样并进行组织观察和晶间腐蚀实验。结果： 接头焊核区出现洋葱环,该区域为细小均匀分布等轴晶组织,晶粒平均尺寸8.2μm;前进侧热机影响区晶粒大小为10. 1μm,回退侧热机影响区晶粒大小为12.3μm。前进侧热影响区晶粒长度610μm,宽度42.8μm;回退侧热影响区晶粒长度71.7μm,宽度21.9μm。焊核区耐晶间腐蚀性能良好,最大腐蚀深度仅为16.7μm,评为2级腐蚀。2A12母材也表现出良好的耐晶间腐蚀性能,最大腐蚀深度58.3μm;7075母材耐晶间腐蚀性能很差,最大腐蚀深度高达381.0μm。结论：两侧热影响区晶粒都有所长大,前进侧热影响区更为明显。接头前进侧抗晶间腐蚀性能整体不如回退侧,焊核区的耐晶间腐蚀性能最好,最大腐蚀深度仅为16.7μm。2A12-T4母材耐晶间腐蚀性能好于7075-T6母材。