铝合金激光-TIG复合焊热输入对组织及性能的影响

研究了激光-TIG复合焊在不同热输入下焊缝成形、接头拉伸性能、断口特征、接头硬度特征及接头金相特征。试验结果表明,在文中试验条件下:+7 mm离焦量的热输入是+5 mm离焦量的1. 6倍,大热输入下,焊缝变得宽大;+7 mm离焦量下焊缝背面宽度是+5 mm离焦量的1. 2倍,接头拉伸性能下降,+5 mm离焦量和+7 mm离焦量下抗拉强度分别为母材的88%和82%,断后伸长率分别为母材的96%和48%;大热输入下,断口处韧窝较为平浅,显微硬度降低;热输入较小时,无论是焊缝还是熔合区,第二相析出质点数量多而细小而且呈弥散分布;热输入较大时,焊缝及熔合区的第二相质点数量较少且尺寸较大,即焊缝及熔合区的第二相质点聚集长大。     

工艺参数对汽车用镁合金激光焊接接头组织和性能的影响

采用激光焊对NZ30K镁合金进行焊接,研究了激光功率、焊接速度和热输入对镁合金激光焊接接头组织和性能的影响。结果表明,随着激光功率的增加,镁合金正面熔宽变化不大,背面熔宽增加。镁合金焊缝正面和背面熔宽随着焊接速度的增加而减小。随着焊接热输入量增加,镁合金焊接接头抗拉强度增加。焊缝熔透后,抗拉强度随热输入增加变化不大,最大抗拉强度达到母材强度的79.8%。     

低活化马氏体钢激光焊接工艺与性能研究

研究了不同激光焊接工艺下低活化马氏体钢的焊缝形貌、显微硬度、常温拉伸和-40℃冲击性能,并对冲击断口形貌进行了观察。结果表明,当焊接热输入分别为1.2、1.4和1.8 k J·cm~(-1)时,低活化马氏体钢焊接接头均未出现未焊透现象。随着焊接热输入的增加,焊接接头上下表面的焊缝熔宽均呈逐渐增加的趋势。不同焊接热输入下,焊接接头的抗拉强度和屈服强度都明显高于低活化马氏体母材,且断裂位置都在母材处,而断后伸长率与母材相当。焊接热输入为1.4和1.8 k J·cm~(-1)时,焊缝区-40℃冲击功略高于基材,而热影响区-40℃冲击功与母材相当。     

TC4钛合金激光-MIG复合焊接头组织性能

采用激光-MIG复合焊接方法实现了3 mm厚TC4钛合金的焊接,并研究了焊接接头的组织特征、硬度分布、拉伸性能和耐蚀性能。研究结果表明：激光-MIG复合焊接可以实现TC4钛合金的高质量焊接,焊缝成形良好,无明显缺陷;焊缝中心为粗大的β相柱状晶,晶内为细小的针状α′马氏体;热影响区主要为等轴状的α相+β相+α′马氏体,随着远离熔合线,晶粒越来越细且α′马氏体含量越少;焊缝区硬度最高、热影响区硬度次之,母材区硬度最低,且热影响区粗晶区硬度高于细晶区硬度;焊接接头平均抗拉强度为1 069 MPa,平均断后伸长率为5.3%,试样均断裂在靠近热影响区的母材区域,断口呈现塑性断裂特征,同时焊接接头的耐蚀性能略高于母材。     

激光焊接工艺对TRIP590钢焊接接头组织性能的影响

采用三因素、三水平正交实验方法设计激光焊接试验参数,研究了离焦量、焊接功率和焊接速度对TRIP590钢接头组织性能的影响,以断后伸长率为标准,获得了最佳工艺参数为功率2500 W,焊接速度67.7 mm/s,离焦量1 mm。结果表明,当离焦量为负值和零时接头焊缝区域硬度比离焦量为正值时高,此时马氏体的转变较充分,且热影响区马氏体和贝氏体组织较多,但焊接功率较大且焊接速度较低时接头焊缝的宽度无增大趋势,而在较低的焊接功率下,选择合适的离焦量会增大焊接热输入,进而促使焊缝硬度增加,马氏体的转变更加充分。     

激光焊接工艺参数对GW103K稀土镁合金焊缝成形及力学性能的影响

采用光纤激光焊接工艺对4mm厚T6态GW103K稀土镁合金板进行焊接试验,通过改变激光功率、焊接速度、离焦量以及热输入研究了激光焊接工艺参数对焊缝成形以及焊接接头室温、高温力学性能的影响.结果 表明:在单道焊透的情况下,以上焊接工艺参数对焊缝成形均有影响,焊缝背面熔宽受到焊接工艺参数的影响最大.同时焊接热输入对焊接接头...     

2.0mm厚TC4钛合金激光焊接接头组织与力学性能研究

对2.0 mm厚的TC4钛合金进行激光焊接试验,分析接头的微观组织和力学性能。结果表明,焊缝区由晶粒粗大的β相和镶嵌在β相中的针状α相组成;热影响区由初生α相+β相组成,β相中还包含针状的二次析出α相。TC4钛合金激光焊接头抗拉强度在1095~1106 MPa,屈服强度为1054~1066 MPa,均大于母材。激光焊接接头断后伸长率在10.1%~11.1%,比母材低。当激光功率在2000~3500 W,焊接速度为1.5~8.0 m/min,离焦量为-1.5~1.5 mm时,均可得到焊缝表面成形良好,表面和内部无气孔等缺陷的高质量焊缝。     

基于响应面法的6013铝合金单模光纤激光焊接工艺及性能研究

选用2?mm 6013铝合金板材进行单模光纤激光焊接工艺试验,构建以激光功率、焊接速度、离焦量为输入变量,正背熔宽、背宽比和熔合区截面积为输出变量的3D响应面模型,模型具备显著性,且拟合良好.分析工艺参数变化对焊接接头几何特征的影响规律,并对典型焊缝进行了显微组织及力学性能分析.结果表明,激光功率与背面熔宽、背宽比及熔合区截面积变化呈正相关;焊接速度与输出变量均呈负相关;离焦量与正面熔宽及熔合区截面积变化呈正相关,与背宽比变化呈负相关.在背宽比回归模型中,激光功率与离焦量存在明显的交互作用.单模光纤激光可在低功率、高焊速的工艺匹配下实现2?mm 6013铝合金全熔透,且焊接接头截面熔宽更窄,微观晶粒尺寸小,其抗拉强度和断面延伸率分别为315.5?MPa和12.3％,可达到母材的90％和42％.     

CO_2激光焊接600MPa DP钢接头组织与性能

采用CO2激光对抗拉强度为600MPa,厚度1.4mm的DP钢进行焊接.研究焊接速度对焊缝外观和截面成形的影响、接头的组织特点、硬度、强度和成形能力.结果表明,激光功率相同,焊接速度较低时焊缝易产生气孔,焊接速度较高时易发生飞溅;焊接速度对焊缝熔深及熔宽也有影响.焊缝区组织主要由马氏体构成,从焊缝、焊接热影响区到母材,组织中马氏体含量下降,接头的最高硬度出现在焊缝或热影响区.在平行于焊缝方向,焊接接头的抗拉强度高于母材,垂直于焊缝方向,接头的抗拉强度与母材相当.由于焊缝出现马氏体组织,接头的塑性和韧性降低,板材的冲压成形能力下降.     

TNW700钛合金薄板TIG焊接头组织及性能北大核心

通过对0.8 mm厚的TNW700钛合金薄板进行对接氩弧焊(TIG),研究了焊缝接头的焊缝和热影响区组织及接头力学性能及硬度分布。结果表明,采用TIG焊的TNW700薄板可获得性能良好的焊接接头,焊缝组织主要由针状马氏体α'相组成,热影响区主要由α相及少量β相组成,组织存在不均匀性;焊缝的强度高于母材约15%、断后伸长率约为母材的54%;焊缝的硬度分布规律为:热影响区>焊缝中心>母材,热影响区存在较明显的硬化倾向。     

TNW700钛合金薄板TIG焊接头组织及性能

通过对0.8 mm厚的TNW700钛合金薄板进行对接氩弧焊(TIG),研究了焊缝接头的焊缝和热影响区组织及接头力学性能及硬度分布。结果表明,采用TIG焊的TNW700薄板可获得性能良好的焊接接头,焊缝组织主要由针状马氏体α'相组成,热影响区主要由α相及少量β相组成,组织存在不均匀性;焊缝的强度高于母材约15%、断后伸长率约为母材的54%;焊缝的硬度分布规律为:热影响区焊缝中心母材,热影响区存在较明显的硬化倾向。     

超塑成形TC4薄板激光焊接头组织及性能研究

对1mm厚Ti6A14V钛合金薄板进行了激光焊接工艺试验,研究结果表明:激光焊配合修饰焊工艺获得成形均匀和质量良好的接头,且焊缝内部无气孔、裂纹等缺陷。接头焊缝区组织以针状α′马氏体相为主,热影响区组织分为粗晶区和细晶区,粗晶区包含较多的针状马氏体,细晶区则为板条状α相+少量针状马氏体;接头硬度由母材区到焊缝区呈逐渐增高趋势,焊缝区显微硬度最高,为371 HV。薄板TC4钛合金激光焊接头拉伸强度与基材相当,断后伸长率略低于母材,接头横弯弯曲角度略低于母材,弯曲断裂于母材侧。     

ZL109铝硅合金CO_2激光焊接头组织与性能

采用CO2激光器在无填充金属的条件下对ZL109铝硅合金进行焊接,研究了焊接接头的微观组织与力学性能.结果表明,焊缝组织由胞状枝晶和树枝晶组成,焊缝物相主要是α-Al,Si和Mg2Si.焊缝显微硬度高于热影响区和母材,当焊接速度为3.0m/min,其平均值为125HV0.05.热输入对接头力学性能有显著的影响,随着热输入的增大,接头抗拉强度和断后伸长率均先增加后降低,当热输入为44J/mm时,接头抗拉强度和断后伸长率值最高(121.2MPa,4.3%),断裂发生在热影响区,断口表面具有脆性断裂特征.     

Nd:YAG激光焊接800 MPa TRIP钢的接头组织与性能

采用Nd:YAG激光对强度为800MPa,厚度为1.2mm的TRIP钢板进行焊接.研究焊接速度对焊缝外观和截面成形的影响及接头的组织特点、硬度、强度和成形能力.激光功率相同,焊接速度较低时焊缝易产生气孔,速度较高时易发生飞溅;焊接速度对焊缝熔深及熔宽也有影响.焊缝组织主要由马氏体构成,从焊缝、热影响区到母材,组织中马氏体含量下降,接头的最高硬度出现在焊缝或热影响区.在平行于焊缝方向,焊接接头的抗拉强度高于母材,垂直于焊缝方向,接头的抗拉强度与母材相当.由于焊缝中出现马氏体,接头的塑性和韧性降低,板材的冲压成形能力下降.     

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.     

超大离焦量对TRIP800高强钢激光焊接接头微观组织与力学性能的影响

传统激光焊接车用先进高强钢时，经常容易发生焊接接头热影响区软化、焊缝脆化以及塌陷等影响焊接接头成形性能和力学性能的问题。针对此问题，使用超大离焦量激光焊接工艺，对1.6 mm厚度的TRIP800高强钢进行激光焊接，获得一种大尺寸的新型焊接接头，并对新型焊接接头的微观组织、硬度和力学性能进行分析。结果表明，当采用激光功率3 500 W、焊接速度3 m/min、离焦量为50 mm时，能够获得形貌良好、无明显缺陷的激光焊接接头。接头热影响区的组织以残余奥氏体和马氏体组织为主，焊缝区域以马氏体组织为主。焊接接头硬度的分布曲线由焊缝区至母材区呈现逐步降低的趋势，超大离焦焊接接头的抗拉强度与母材的强度相当，断后延伸率约为无离焦接头的1.25倍，断口呈现大量的韧窝，以韧性断裂为主。对于TRIP800高强钢的新型焊接接头力学性能的提升，主要是由于较宽的焊缝区域组织，增强了抵抗裂纹的能力，分散了激光焊接时的能量集中，使焊接接头不易产生较大的内应力，成形性能较好。     

TRIP800高强度钢激光焊工艺

针对TRIP800高强度钢进行激光焊接工艺研究。实验结果表明:1.8 mm厚的TRIP800高强度钢在纯度大于99.9%的氩气保护下,采用光纤激光器焊接,在焊接速度7 mm/s、激光功率570 W、离焦量0 mm的工艺参数条件下可以获得优质的焊缝;焊接接头的抗拉强度660 MPa,断裂方式为塑性断裂。最佳工艺参数条件下的焊缝硬度呈现"M"形分布,接头的最高硬度出现在热影响区,焊缝区硬度较高,母材硬度最低。     

7A19铝合金搅拌摩擦焊组织性能分析

研究了不同焊接规范参数对退火态和T6态7A19铝合金搅拌摩擦焊接头的金相组织、硬度分布及力学性能影响.结果表明,7A19铝合金的搅拌摩擦焊焊接性能良好.焊缝金相致密无缺陷,焊核区的微观组织是无方向性的、细小的等轴晶粒,热影响区晶粒被拉长.焊缝区硬度分布均匀,与母材相比没有明显的下降.热影响区是接头的脆弱区,接头拉伸强度随着焊接热输入的降低而增加.采用合适的焊接参数,7A19铝合金在退火态下进行焊接,接头效率能达到母材的89.6％,断后伸长率为8.7％;在T6态下进行焊接,接头效率能达到母材的85％,断后伸长率为6.7％.     

TC11钛合金厚板电子束焊接组织及性能

采用大功率电子束对TC11钛合金40mm厚板进行焊接,观察焊缝微观组织并分析其对力学性能的影响。结果表明,电子束焊接接头焊缝形成定向特征的柱状晶,显微组织为针状α′,随着焊缝深度增加,形成的针状α′更细更短。焊缝显微硬度高于热影响区和母材。随着焊缝深度、焊缝硬度增加,而热影响区和母材显微硬度没有明显变化。电子束焊接接头各项力学性能均达到国家军用标准GJB 2744《航空用钛及钛合金自由锻件和模锻件规范》,抗拉强度和屈服强度与母材相当,但是断后伸长率和断面收缩率相比母材略有降低。拉伸试样断口全部位于母材区域,断裂方式为典型的韧性断裂。     

氩气流量对304不锈钢激光焊接接头组织性能的影响

使用ND:YAG激光焊接对板厚为1 mm的304不锈钢进行对接焊接试验,利用金相显微镜、万能试验机等分析测试手段,研究了不同氩气流量对其焊接接头组织性能的影响。结果表明:以脉冲激光为加载热源在焊接电流170 A、脉宽13 ms、频率3 Hz、焊接速度50 mm/min、离焦量-1 mm、氩气流量11 L/min的焊接工艺参数下,焊接接头可获得最佳表面外观和综合力学性能。焊接接头近缝区主要是细小柱状晶体,焊缝中心区主要是细小的树枝晶和微量的胞状晶,氩气保护使焊缝中心区的等轴晶区增大;焊接接头抗拉强度均高于母材抗拉强度的85%;焊缝中心区显微硬度母材显微硬度热影响区显微硬度。