新型Al-Mg-Mn-Er合金TIG焊接头的微观组织及力学性能

对一种Al-Mg-Mn-Er合金薄板进行TIG填丝焊接,并研究接头的微观组织以及力学性能. 结果表明,焊缝中心为等轴树枝晶,熔合线附近未出现典型的联生结晶形貌,而是存在着一个宽度约为100 μm的细晶带,热影响区出现再结晶组织. 焊缝中的析出相主要以初生Al₃Er的形式存在,与母材相比,焊缝中初生Al₃Er的尺寸更加细小,分布更加均匀,焊缝中次生Al₃Er的数量相对较少,而且这些次生Al₃Er是焊接时母材中未熔化而保留下来的. 焊接区和热影响区的硬度均低于母材,其中焊缝区的硬度最低. 随着焊接热输入的增加,接头的抗拉强度先增加后减小,当焊接热输入为218 J/mm时,接头的抗拉强度最高,达到母材的71.4%,试样的断裂位置均位于焊缝区,断口形貌呈现韧性断裂特征.     

热处理对Al-Li-Cu合金TIG焊接头组织及力学性能的影响

Al-Li-Cu合金TIG焊后接头软化较为严重，强度仅为母材的55％，为了解决这一问题，研究了焊后固溶 时效热处理对接头组织及力学性能的影响。结果表明，焊后热处理可提高接头的强度，焊态接头经520℃固溶1h 150℃时效10h后强度系数高于0．64。但在接头强化的同时，母材却受到了一定程度的弱化，试件经520℃固溶1h 176℃时效10h后，母材处的强度弱化到初始强度的3l％，随着时效温度的提高和时效时间的延长，试件母材部位的弱化程度随之增大。     

TC4钛合金TIG焊接头组织及力学性能

采用TIG焊,通过改变焊工艺参数,对厚2.4 mm的TC4钛合金板材施焊.利用光学显微镜观察焊接接头显微组织,扫描电子显微镜观察拉伸试件断口形貌.用万能试验机测定焊接接头力学性能.结果表明:经历TIC焊接热循环后.焊缝组织为针状马氏体α′;热影响区组织不均匀,距焊缝较近的区域为α′,远离焯缝处为α+少量α′,拉伸试件断...     

过共晶ZA合金TIG焊接熔合区成分及微观组织特征

用光学显微镜、透射电镜、扫描电镜、能谱分析、显微硬度等分析手段,对ZA合金TIG焊接熔合区的显微组织及其形态、显微硬度及成分等进行了研究。结果显示在选用同质填充材料的情况下,焊接熔合区的锌含量低于焊缝和母材,铝及铜的含量则高于母材、熔合区的组织形态主要是柱状树枝晶,室温组织主要是Zn相、α相和Al4CU9、CuTi2、Al7Cu3Mg6化合物;溶合区的组织形态变化较大,靠近焊缝的组织较,可见细薄的类珠光体Zn和α层片组织,靠近母材的组织较粗大,但仍比母材的组织,没有出现类似低合金钢焊接时的粗晶区。熔合区细小化合物的显微硬度较高,可对基体起强化作用。用TIG方法焊接过共晶ZA合金,熔合区不会出现粗大的过热组织,且组织的细化及细小的化合物都对基体起强化作用,这有利于提高焊接接头的综合力学性能。     

Al-Li-Cu合金搅拌摩擦焊与TIG 焊接头组织及力学性能分析

组织分析表明,Al-Li-Cu TIG焊焊缝和搅拌摩擦焊焊核区均由等轴晶粒构成,但前者的晶粒尺寸较后者的大;TIG焊接头热影响区组织粗化程度较搅拌摩擦焊严重;搅拌摩擦焊接头内存在一独特的热机影响区,该区内的组织发生了较大程度的变形。实验结果表明铝锂合金搅拌摩擦焊可避免形成TIG焊时的凝固裂纹等缺陷。搅拌摩擦焊接头的力学性能优于TIG焊接头,二者的拉伸强度分别为393MPa和337MPa,延伸率分别为14．4％和6．6％。     

Mg-Gd-Y-Zr合金TIG电弧熔覆层微观组织演变及力学性能研究

目的 在AZ91D镁合金表面熔覆Mg-Gd-Y-Zr合金,分析熔覆层微观组织演变规律及其对熔覆层力学性能的影响。方法 采用直流脉冲钨极氩弧焊（DC PTIG welding）,在不同平均电流下,将Mg-Gd-Y-Zr合金焊丝送入AZ91D镁合金熔池,制备熔覆层。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪,分析不同平均电流条件下的熔覆层微观组织。基于显微维氏硬度仪与往复式滑动摩擦磨损设备,表征熔覆层硬度及摩擦学性能。结果 熔覆层微观组织主要由α-Mg、Mg24(Gd,Y)5及Al2(Gd,Y)相组成。熔覆层呈现明显分层特征,主要是由晶界Mg24(Gd,Y)5相分布差异造成。平均电流增大,熔覆层中心晶粒尺寸先保持不变,而后快速增大,Al2(Gd,Y)相由细小弥散颗粒变为团聚状分布,晶界Mg24(Gd,Y)5相则由连续网状演变为不连续岛状,直至变为细小颗粒状。熔覆层硬度随平均电流增加,呈现略微上升,随后快速下降的趋势,其最高硬度达90.8HV。摩擦磨损测试过程中,平均电流为110 A所得熔覆层失重速率小于AZ91D基材。结论 采用DC PTIG在AZ91D基体表面成功制备了耐磨性能优于基体的含Gd、Y稀土元素的熔覆层,稀释率决定熔覆层Al2(Gd,Y)相形貌及分布规律。     

2091Al-Li合金TIG焊焊接接头组织与强度

研究了２０９１Ａｌ－Ｌｉ合金ＴＩＧ焊焊接接头焊态及不同热处理状态下的显微组织和拉伸性能。结果表明：在焊态焊缝区已存在少量细小的沉淀强化相δ′相,但由于其体积分数小,沉淀强化作用弱,此对固溶强化为主强化机制,接头强度较低,接头强度系数为６４％,焊后经人工时效处理,由于有大量的沉淀强化相δ′和Ｓ′相析出,沉淀强化作用强,接头强度有明显提高,接头强度系数可达８９％,焊后经固溶处理加入人工时效,沉淀强化相     

AZ91B镁合金TIG焊接头组织与性能

使用AZ61和AZ91焊丝TIG焊AZ91B镁合金均可获得组织致密、焊缝与母材结合良好的焊接接头。焊缝组织由分枝发达、呈雪化状的α枝晶以及晶间(α Mg17Al2)低熔点共晶体组成；熔合区组织由细小的α-Mg等轴晶和晶间共晶体组成；热影响区组织接近母材，由粗大的α-Mg树枝品和分布于其间的α Mg17Al2共晶体组成。由于焊接过程中镁的过热蒸发，导致焊缝相对含Al量升高，共晶体含量增多，从而使焊缝热裂纹倾向增大。使用ER AZ61焊接AZ91B合金更易获得抗热裂性能高、与母材成分和组织一致性好的接头；而且接头抗拉强度和伸长率也较高。     

铝合金／镀锌钢TIG熔钎焊接头界面组织及力学性能

采用TIG熔钎焊进行了铝基钎料在镀锌钢板上的润湿铺展试验及铝合金与镀锌钢板的搭接试验,分析了钎料在钢表面的润湿铺展性,研究了接头界面组织,并测试了接头力学性能.研究结果表明,在1rIG电弧热源作用下铝基钎料在镀锌钢板上润湿铺展良好,钢板未熔化,润湿角<20°;获得了较好的铝合金与镀锌钢搭接接头,钢母材侧为钎焊连接,金属间化合物层厚度<9.0 um,从焊缝侧到钢侧金属间化合物经历了FeAl3-Fe2Al5+FeAl2→FeAl2+FeAl的转变,铝母材侧为熔焊连接,焊缝晶粒尺寸明显增大;搭接接头存在局部"未钎合"缺陷,成为裂纹根源,导致接头断裂在焊根附近的焊缝上,抗拉强度仅有90 MPa.     

Q345E热丝TIG焊接头微观组织与力学性能研究

采用传统TIG焊接工艺和热丝TIG焊接工艺对12 mm厚Q345E钢板进行了焊接,并对焊接接头进行了金相组织分析和拉伸、硬度、-40℃冲击等力学性能测试。组织分析结果表明,两种工艺焊接接头组织类型和晶粒大小基本一致;焊缝组织以铁素体和珠光体为主,表层焊缝中有少量无碳贝氏体和粒状贝氏体;热影响区组织为铁素体和珠光体,粗晶区中有少量粒状贝氏体。力学性能测试结果表明,两种工艺焊接接头拉伸试验断裂位置均位于母材,抗拉强度为530～545 MPa;硬度分布趋势基本一致,盖面焊焊缝中心处硬度最高,硬度值为221 HV10,低于350 HV10;焊接接头冲击吸收能量均大于34 J,断口形貌为韧窝型塑性断口;强度、硬度、冲击韧性等力学性能均满足要求。在相同电弧功率条件下,热丝TIG焊接头微观组织和力学性能与传统TIG焊接头无明显差距,热丝TIG焊接效率是传统TIG焊接效率的1. 6～2倍以上。     

焊丝成分对5E61铝合金TIG焊接头组织和性能的影响

为研究焊丝成分对5E61铝合金船板焊接接头组织和性能影响,试验采用Wire-1561,Wire-5B71和Wire-5E613种焊丝对4 mm厚5E61-H116铝合金船板进行非熔化极惰性气体保护焊(tungsten inert gas welding,TIG焊),并分析了焊接接头的表面形貌、成形质量、微观组织和力学性能. 结果表明,在相同的焊接工艺下,3种焊丝接头焊缝成形质量良好,焊缝中心无肉眼可见气孔. 不同焊丝接头焊缝区显微组织差异明显,Wire-5B71焊缝晶粒最小,Wire-5E61焊缝晶粒次之,Wire-1561焊缝晶粒最大. 由于Mg元素的固溶强化和Er元素的细晶强化,Wire-5E61接头焊缝区显微硬度最大. 对接头试样进行拉伸测试,接头断裂位置主要沿熔合线附近的柱状晶区,此位置显微硬度最低. Wire-1561,Wire-5B71和Wire-5E61 3种焊丝接头抗拉强度分别为322,323和338 MPa,焊接系数分别为0.83,0.84和0.88,断后伸长率分别为13.0%,14.5%和14.5%,满足实际工程应用.     

5083铝合金MIG焊接头微观组织与力学性能

采用熔化极惰性气体保护焊开展了6 mm厚5083-H111铝合金热轧板焊接工艺试验,研究了接头宏观形貌和力学性能随工艺参数的变化规律,分析了不同区域的微观组织和元素分布对接头力学性能的影响。结果表明,采用优化后的工艺参数进行焊接,得到的接头表面成形良好,无明显缺陷。随着送丝速度增加,焊缝宽度随之增加;熔合线附近的热影响区发生完全再结晶,形成了粗大的等轴晶;焊缝边缘沿散热方向形成柱状晶,焊缝中心则为细小的等轴晶组织;Fe和Mn在热影响区偏聚严重,形成Al6(Fe, Mn)相,焊缝中Mg主要分布在晶界处,形成β(Al3Mg2)相。拉伸试验结果表明,接头最大抗拉强度可达307 MPa,约为母材抗拉强度的96%,拉伸后断裂于热影响区,呈韧性断裂;受焊接热输入影响,焊缝和热影响区的硬度低于母材,随着焊接热输入增加,焊缝和热影响区的硬度降低。创新点： (1)优化焊接工艺参数,获得了表面成形良好的焊接接头。(2)研究了焊接工艺参数对接头宏观形貌和气孔分布的影响。(3)阐明了接头不同区域的微观组织和元素分布对接头力学性能的作用机理。     

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...     

Al/Ti异种金属TIG熔钎焊接头的显微组织及力学性能

以AlMg3焊丝对5052铝合金和Ti-6Al-4V钛合金进行TIG熔钎焊,获得了同时具有熔焊和钎焊双重特征的接头。采用 BSE、EDS、XRD以及万能拉伸试验机对铝/钛熔钎焊接头微观组织及力学性能进行了研究。试验结果表明：在焊接过程中将钨极中心向铝合金一侧偏离焊缝中心线0.8 mm时,铝/钛接头钎焊界面形成2~4 μm厚的锯齿状TiAl3反应层。在拉伸试验中,接头断裂发生在铝合金母材,最高抗拉强度达到185 MPa。     

304&Q235异种钢TIG焊接接头组织及力学性能研究

为了充分发挥材料各自的优势,异种钢材料的组合应用应运而生.本文采用TIG焊对Q235普通碳钢和304奥氏体不锈钢进行异种钢焊接试验,并采用控制变量的方法优化焊接工艺,获取符合工程实践要求的焊接接头.结合金相显微镜以及扫描电镜对焊接接头各区域微观组织演变过程进行观察,采用X射线衍射仪对焊缝进行物相分析,利用万能拉伸试验机...     

CuCrZr合金与316L不锈钢电子束焊接头微观组织与力学性能

在焊接电压150 kV和焊接速度15 mm/s不变的情况下,以3种厚度分别为1.5,2.5,3.5 mm的CuCrZr合金与316L不锈钢为研究对象,分别采用对应的电子束流为11,13,15 mA进行真空电子束焊试验,并对焊接接头的显微组织与力学性能进行了对比分析。结果表明：3种不同厚度的焊接接头焊缝区的硬度均高于CuCrZr合金母材区的,接近316L不锈钢母材区的,其中3.5 mm厚度的硬度最大,为HV196;在抗拉测试中,板厚1.5 mm的焊接接头抗拉性能最好,断裂位置位于铜侧,抗拉强度达到了546 MPa,断后伸长率为54%。但3种焊接接头焊缝区微观均出现了微裂纹,焊缝区存在大量的弥散组织,组织主要为富铁与富铜固溶析出相。     

AZ61镁合金薄板TIG焊接头的组织和性能

对3mm厚的AZ61镁合金薄板采用AZ31、AZ61两种焊丝进行TIG焊,探讨焊丝成分对焊接接头组织和性能的影响。通过光镜、扫描电镜、X-ray和力学性能测试等手段,分析了两种焊丝所焊接头的外观形貌、显微组织、焊缝析出相和力学性能等的差异。结果表明:采用这两种焊丝都能获得无明显缺陷的焊接接头,AZ61焊丝的焊缝宏观形貌优于AZ31。焊缝区组织为细小等轴晶,主要存在α-Mg和β-Mg17Al12两种相,热影响区组织较粗大。采用AZ31焊丝接头的焊缝区和热影响区硬度均低于母材;采用AZ61焊丝的接头与母材相比焊缝区硬度值较高而热影响区硬度较低。拉伸断裂位置均为热影响区粗晶区。     

Cu-Cr-Zr合金TIG焊工艺及接头组织与性能分析

采用Cu-Cr-Zr焊丝对Cu-Cr-Zr合金进行TIG焊试验研究。并通过扫描电镜、能谱分析等观察分析焊接接头的显微组织,并研究焊接接头硬度和导电率的变化规律。研究结果表明,在适当的焊接工艺下可以对Cu-Cr-Zr合金实施TIG焊,焊接接头成形良好。焊缝中心为粗大等轴晶,熔合区为粗大柱状晶组织,热影响区晶粒粗化,粒状Cu-Cr、Cu-Cr-Zr化合物在焊缝及熔合区的晶界及晶内析出。与母材相比,焊接接头的导电率和硬度下降,其中熔合区弱化最明显。     

ZTA15钛合金铸棒TIG焊接头组织与力学性能研究

补焊质量直接关系ZTA15钛合金铸件的力学性能及其使用寿命,以TC4焊丝为填充材料对ZTA15钛合金铸棒开展TIG焊接工艺试验,并对焊接接头的组织及室温拉伸性能、400℃拉伸性能和室温冲击韧性进行了分析。结果表明,TIG焊接接头质量良好,未发现任何气孔、裂纹、未熔合等缺陷;焊缝及热影响区组织均由针状马氏体α’相+片状α相+β基体组成。焊接接头室温、400℃的抗拉强度和屈服强度均高于ZTA15铸棒,断后延伸率分别达到母材的41.8%和37.2%,而室温冲击韧性达到母材的95.5%。室温、400℃拉伸试样的断裂位置为母材区,断裂机制均为准解理断裂。     

回火温度对9Cr0.11V钢TIG焊缝组织与力学性能的影响

研究了不同回火温度对9Cr0.11V钢焊缝组织和力学性能的影响。结果表明,随回火温度的升高,由表层到焊缝中心硬度逐渐降低。850℃回火处理后,焊缝硬度整体明显下降,回火马氏体尺寸增大,均匀性提高。回火后断口的韧窝数量增加,冲击韧度明显改善。