ER 5356铝合金焊丝焊接接头组织及力学性能

通过拉伸、弯曲、硬度试验和金相分析等,对ER 5356铝合金焊接接头的组织与力学性能进行了研究,并对断口进行了SEM扫描分析,结果表明：ER 5356铝合金焊丝焊接接头的拉伸性能和抗弯性能均符合要求;焊缝区显微组织主要为α（Al）相基体和其上分布的部分析出β（Mg₂Si）相,焊缝晶粒形态为等轴树枝晶,焊缝中心最后冷却,焊缝中部冷却较慢为等轴晶粒,晶粒均匀细小;热影响区的焊接温度超过了原有的时效温度,但又未达到固溶温度。出现了过时效效应,从而产生了过析出的软化区。     

铸造-挤压法制备ER4043铝合金焊丝及其组织性能

采用铸造-挤压-拉拔法制备出了ER4043铝合金焊丝,并以5052铝合金板材作为母材,用制得的ER4043焊丝进行了TIG焊接试验.采用OM、TEM、EDS、拉伸试验、硬度测试等方法,分析了制得合金的室温力学性能和微观组织,研究了焊缝的组织结构和力学性能.结果表明,均匀化后拉拔得到的线坯组织均匀,力学性能稳定,塑性优良;母材与热影响区的交界处是焊接接头的薄弱区;HAZ区内,来自母材的焊接气孔是形成易断裂区的主要原因.     

焊丝用5356铝合金连铸精细成形的研究

由于5356铝合金塑性较差,连铸时易发生"拉断"现象,很难直接连铸出直径不大于12 mm的连铸坯。为实现焊丝用5356连铸坯精细成形,对5356铝合金连铸的实验装置设计、熔体处理以及连铸工艺参数等方面进行了研究,采用三因素三水平正交试验研究了铝合金液温度、连铸速度和氮气充气压力对连铸坯的影响。结果表明:连铸速度是影响连铸坯表面质量的最主要因素。通过正交试验得出了最佳工艺参数为铝合金液温度780℃,连铸速度30mm/min,充气压力0.03MPa。     

SAL5356与ER5356铝合金焊丝对焊缝组织与焊接接头性能的影响

比较了一种采用半连续铸造-挤压法制备的SAL5356铝合金焊丝与ER5356铝合金焊丝焊接接头常规拉伸力学性能、金相组织、显微硬度以及纳米压痕试验。结果表明,确定的惰性气体保护焊（MIG）焊接工艺参数下,SAL5356铝合金焊丝焊接接头的抗拉强度和屈服强度均优于ER5356铝合金焊丝。在电弧稳定性上,SAL5356铝合金焊丝在低电流时稳定性不如ER5356铝合金焊丝,而在高电流时SAL5356铝合金焊丝稳定性优于ER5356铝合金焊丝。并提出国产焊丝需要进一步提高质量稳定性。     

电磁连铸和微合金化对5356铝合金组织性能的影响

研究了不同电源功率、拉坯速率和冷却水量等参数以及微量Sc元素对5356铝合金组织和性能的影响。结果表明,在电源功率10 k W,拉坯速率8 cm/min,冷却水量1.7 m3/h的工艺条件下,5356铝合金具有最优的表面和内部质量以及综合力学性能,抗拉强度、伸长率分别可达310.0 MPa和16.3%,且铸锭表面无明显铸造缺陷,边部组织基本为等轴晶,心部组织呈破碎枝晶形态,第二相分布均匀。5356铝合金合理的均匀化处理工艺参数为440℃,30 h,空冷,均匀化处理后合金元素Mg的微观偏析基本消除,在晶界连续分布的Al8Mg5相明显回溶。微量的Sc元素显著提高5356铝合金的强度和塑性。实验证明,5356Al+0.4%Sc(质量分数)合金晶粒明显细化,第二相数量减少,抗拉强度和伸长率达330.0 MPa和29.0%,分别提高6.5%和77.9%。     

硅对SAl5356铝合金焊丝显微组织和性能的影响

研究了硅对SAl5356焊丝及其焊接的5083铝合金焊缝显微组织及力学性能的影响. 结果表明,Si元素含量在0~0.12%时,随着Si元素含量的增加,SAl5356焊丝及其焊接接头强度稍有升高,塑性稍有下降;当Si元素含量高于0.12%时,随着Si元素含量的增加,SAl5356焊丝及其焊缝组织中含硅粗大相增多,焊丝拉伸性能下降,硬度不均匀性加剧,焊接接头强度及弯曲性能变差. 特别是当Si元素含量超过0.2%后,合金中含硅粗大相在晶界处富集,与α(Al)基体构成鱼骨状共晶组织,焊丝及其焊接接头力学性能下降更加明显,铝线材的强度比峰值下降了约12%,断后伸长率下降了约45%. 因此从提高SAl5356焊丝及其焊缝性能角度考虑,Si元素含量不宜超过0.2%,以控制在0.12%以内最佳.     

激光功率对5356铝合金激光诱导MIG电弧增材制造组织性能的影响

为了改善MIG电弧增材制造5356铝合金的组织及力学性能,将低功率激光与MIG电弧增材制造结合,采用低功率脉冲激光诱导MIG电弧增材制造技术进行了不同激光功率下5356铝合金单道多层墙体成形试验,分析了激光功率对沉积态5356铝合金组织、显微硬度及拉伸性能的影响.结果表明,低功率脉冲激光诱导MIG电弧增材制造成形试样整体冶金结合良好、无明显的未熔合现象.墙体的微观组织主要呈等轴晶状,与单MIG电弧堆积的墙体相比,等轴晶变得细小均匀,显微硬度提高,波动较小.加入激光可以减少Fe元素、Si元素含量和气孔数量,使墙体的力学性能提高,当激光功率为300 W时达到最大值,较单MIG电弧堆积墙体的抗拉强度提高了12.0%.     

TIG电弧增材制造5356铝合金微观组织与拉伸性能

针对TIG电弧增材制造5356铝合金试样不同区域微观组织及性能变化开展研究.结果表明,试样结合层与沉积层水平交替呈现,底部区域沉积层宽度最大(～2.4 mm),中间稳定区最小(～1.6 mm);沉积层组织均以等轴晶为主,在灰色基体上弥散分布黑色β-Al3Mg2第二相,并伴有少量Mg2Si和(FeMn)Al6金属间化合物,结合层存在大量气孔及缩孔等缺陷;底部区域沉积层晶粒尺度最小,而结合层缺陷最多.不同区域水平方向强塑性无明显差异(R m=274 MPa, A=32.3%),垂直方向强度与水平方向近似相等,但断后伸长率下降到26%,两个方向拉伸断口均以等轴韧窝为主.3个区域沉积层硬度值稳定,底部沉积层硬度值略高于其余区域,而结合层硬度值波动明显.     

国产ER5356焊丝在汽车空调铝储液罐上的应用

在现有工艺条件下采用国产ER5356焊丝替代进口ER5356焊丝用于6061铝合金储液罐的焊接,对比了2种焊丝的化学成分,并进行了焊缝剖面分析、焊缝探伤分析和耐压检测.结果表明,国产ER5356焊丝满足了储液罐筒体与筒盖的焊接要求,完全可以替代进口ER5356焊丝用于6061铝合金汽车空调储液罐的焊接.     

超声振动对5356铝合金组织及力学性能的影响

为探究超声振动对5356铝合金组织与性能的影响,改变变幅杆插入深度、超声处理时间等工艺制备出5356铝合金,通过对显微组织与断口形貌的观察、密度和室温力学性能的测试研究了5356铝合金超声处理对组织性能的影响,试验结果表明:未加超声处理的5356铝合金组织中存在大量的树枝晶,还有许多杂质包括氧化物夹杂。熔体超声处理后的5356铝合金晶粒组织均匀,大部分杂质被除去。当熔体温度为720℃,变幅杆插入深度30mm,超声处理时间2～5min时,5356铝合金力学性能最好,铸锭抗拉强度为225MPa,比未加超声处理试样提高7.1%,伸长率为11.7%,提高了52%,密度达到2.598g·cm-3。     

6061铝合金激光填丝焊接接头组织与性能

以2mm厚6061－T651铝合金的激光填丝焊对接接头为研究对象,利用光学显微镜、SEM、EDS、显微硬度计分析了优化试验条件下焊接接头的显微组织、析出相形态、分布及成分,并测试了接头的显微硬度。分析结果表明,由于激光焊具有能量集中、热输入小的特点,焊缝晶粒细小且热影响区较窄。在焊缝内部,大量条状和颗粒状的析出相均匀分布于其中,对焊缝的力学性能有显著影响。此外,焊后焊缝区的硬度远高于热影响区和母材,这与焊缝中大量析出的增强相、硅硬质点等因素有关。     

钛和锶对舰船用ER4043铝合金焊丝显微组织和性能的影响

研究了元素Ti,Sr变质对舰船用ER4043铝合金焊丝的显微组织以及焊缝力学性能的影响. 结果表明,钛的加入不仅能细化α-Al基体,还能变质共晶硅,促使粗大的片状或针状共晶硅转变为短棒状,提高4043合金轧杆以及接头的抗拉强度,并且当添加量为0.08%(质量分数)时接头强度达到166 MPa,比未变质4043焊缝接头强度提高5.7%;单独添加锶对α-Al晶粒的细化效果更为明显,共晶硅相以粒状均匀分布,并且当Sr元素的添加量为0.02%时,焊缝抗拉强度达到最大值187 MP,比未变质4043焊缝接头强度提高19.1%;通过数据对比可以发现,锶对4043的变质效果明显优于钛对4043的变质效果.     

6005铝合金中厚板等离子-MIG复合焊接头组织与力学性能

采用等离子-MIG复合焊工艺对16 mm厚6005铝合金进行双面焊接,研究焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,焊缝区为等轴树枝晶,熔合线附近为柱状晶组织,热影响区相比母材组织粗化;接头各区显微硬度值均低于母材;接头的侧弯试验可达180°;抗拉强度201 MPa,为母材强度的77.31%,断裂位置在热影响区内。     

不同处理态Al-Mg-Si铝合金的组织性能

采用扫描电镜、透射电镜、能谱分析和拉伸测试等手段,研究了热处理对Y、Zr微合金化Al-Mg-Si铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加Y、Zr有助于细化合金铸态晶粒,合金铸态组织在晶界处有明显的偏析,经535 ℃×14 h均匀化处理后偏析现象得到改善。合金经热挤压后,沿挤压方向分布着大量的第二相,随着固溶温度的增加,第二相逐渐溶解在铝基体中。时效处理后,合金中弥散分布着大量的β″相以及其他细小的析出相,起到第二相强化的作用。合金经530 ℃×2 h固溶+180 ℃×8 h时效热处理后的力学性能最佳,抗拉强度达408 MPa,伸长率为14.8%。     

舰船用6082铝合金TIG焊组织与力学性能分析

采用ER4043和ER4047焊丝,对厚度为12 mm的舰船用6082铝合金进行了TIG焊接试验研究,测试了焊缝强度并对其显微组织进行了观察分析.结果表明,在采用文中推荐的焊接参数条件下,使用Al-Si系焊丝的焊接接头力学性能优良,焊缝区组织为树枝状晶的铸态组织,熔合区出现异于焊缝中心的胞状晶;热影响区受焊接热循环作用组织有所粗化.使用ER4043焊接的接头抗拉强度略低于使用ER4047的接头,但塑性相对较好并且生成大气孔的倾向相对较低.     

5059铝合金的铸态及均匀化组织

用万能材料试验机对合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率进行测试,借助光学金相显微镜和扫描电镜观察合金均匀化热处理前后显微组织和成分变化,探索5059铝合金铸锭的最佳均匀化热处理工艺。结果表明,随着合金均匀化温度的提高,低熔点第二相快速溶解,但在480 ℃时均匀化时合金基体中出现过烧组织;均匀化温度为460 ℃时,保温24 h后,原铸态合金中β相较大程度地溶回到基体,同时不均匀组织和枝晶网状组织基本消除,继续延长保温时间,合金的组织没有明显变化,因此5059合金的最佳均匀化热处理工艺为460 ℃×24 h。     

Microstructure and properties of vacuum counter-pressure cast aluminum alloy

As a special casting process, counter-gravity casting has many advantages especially in producing thin-wall complicated castings and has widely been used in industry [1]. In recent ten years, various different counter-gravity casting processes have been continuously developed such as vacuum suction casting, low-pressure casting and counter-pressure casting [2-4] et al. Vacuum counter- pressure casting is a new kind of counter-gravity casting technology that was developed in recent years. It ha…