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。     

钢轨气压焊接头断裂的组织研究

对钢轨气压焊接头断裂的组织进行了研究,结果表明,钢轨焊接温度过高使轨底产生过烧组织或脱碳等缺陷;钢轨焊接后,接头温度降至450－550℃时必须及时正火,否则在焊接热影响区将产生马氏体组织和冷裂纹,使钢轨性能下降。     

送丝速度对Ti-3Al-6Mo-2Fe-2Zr钛合金激光填丝焊接头组织与性能的影响

采用Ti-6Al-4V(TC4)焊丝对2 mm厚的Ti-3Al-6Mo-2Fe-2Zr钛合金进行激光填丝焊接,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线能谱仪等分析测试方法研究了送丝速度对接头显微组织和力学性能的影响. 结果表明,由于从熔合线至母材受到焊接热作用逐渐递减,热影响区组织依次为单一β相、基体β相 + 初生α_p相、基体β相 + 初生α_p相 + 少量次生α_s相. 焊缝中有针状α'相生成,且分布不均匀. 随着送丝速度的增加,针状α'相的数量增加,尺寸增大. 激光填丝焊接头的抗拉强度及断后伸长率均低于母材,随送丝速度的增加,接头抗拉强度上升,断后伸长率下降.其原因在于TC4焊丝的加入,促使针状α'相在焊缝中析出,送丝速度加快,造成焊缝中钼当量[Mo]_eq降低,析出的针状α'相数量进一步增多,尺寸增大. 针状α'相的析出提高了焊缝强度,当送丝速度大于1.0 m/min时,接头的断裂位置为热影响区.     

铝合金双丝MIG焊焊接接头组织与耐腐蚀性能

采用扫描电镜、X射线衍射和电化学分析仪等测试方法研究了6082-T6铝合 金双丝MIG焊焊接接头的组织及其耐腐蚀性能.结果表明,6082-T6铝合金双丝MIG焊接头组织主要由α-AJ,少量的α-AJ+Mg<,2> Si共晶和Mg<,2> Si组成,其中Mg<,2> Si主要分布于晶界;对焊缝与母材的动电位极化曲线与盐雾...     

铁素体/奥氏体双相MIG焊接头组织与动态性能研究

文中对铁素体/奥氏体双相MIG焊接头组织与冲击性能等进行研究。通过分析接头区金相组织、硬度分布和冲击吸收功以及断口形貌,探究焊接接头微观组织演变机理与冲击性能之间的关系。结果表明,铁素体/奥氏体双相焊缝组织为均匀奥氏体和少量铁素体,热影响区组织分别为粗晶区的δ铁素体+马氏体、细晶区与混合晶粒区为马氏体+铁素体;硬度分布由粗晶区、细晶区、焊缝、母材硬度值依次降低,其中熔合线处硬度最大;冲击断口表现为韧性断口,冲击吸收功随温度下降呈降低趋势。研究证明,热输入是影响接头组织与冲击性能的重要因素。铁素体/奥氏体双相组织接头较单一铁素体组织接头动态性能有所提升。     

5A90铝锂合金T形接头激光填丝焊接头组织性能分析

对2.5 mm厚5A90铝锂合金T形接头激光焊和激光填丝焊接头组织与性能进行了研究.结果表明,与不填丝相比,焊接过程中填充焊丝有效减少角焊缝咬边、下塌等缺陷,明显改善焊缝表面成形,同时增大了接头熔化区面积,提高了激光的吸收率;填丝还使得T形接头两侧角焊缝组织大小趋于相同,但组织相对粗大;接头抗拉强度接近提高20%,拉伸断口呈韧性断裂.     

振幅对线性摩擦焊接头组织和元素分布的影响

针对航空发动机整体叶盘常用的TC11和TC17钛合金,在线性摩擦焊设备上进行了试件焊接,对TC11/TC17钛合金线性摩擦焊接头进行了金相组织观察和电子探针测试,并测量了焊接过程的温度.结果表明,当其它工艺参数不变时,TC17侧焊合区的宽度随着振幅的减小而变宽,两侧热力影响区的组织沿着受力方向被拉长,而焊核区的组织为动态再结晶组织.Cr元素的浓度变化距离随着振幅的增加而增大.焊接过程的温度可达到1 200℃,超过了钛合金的β转变温度.     

异种钢LMHW与MIG焊接头力学性能对比分析

激光-MIG复合焊（LMHW）由于结合了激光和电弧两个独立热源各自的优点,极大程度地避免了二者的缺点,因此成为在汽车、船舶、石油化工等领域具有极大应用前景的新型焊接方法. 以25CrMo4和33MnCrB5-2异种钢试样为研究对象,对比研究了LMHW和MIG焊的焊接接头金相组织差别与硬度分布差异. 结果表明,LMHW焊缝成形均匀饱满,焊接成形效果好于MIG焊接. LMHW接头焊缝中心的组织比MIG焊的组织更细,整体硬度比MIG焊接头整体硬度高,接头的质量较MIG焊的接头质量好. LMHW的接头整体硬度高出MIG焊接头的整体硬度30%.     

填充金属对TC4钛合金激光填丝焊接头组织性能影响

分别采用TC3实心焊丝和Ti-Al-V-Mo系药芯焊丝作为填充金属，进行TC4钛合金板窄间隙激光填丝焊，并对获得的焊接接头组织性能进行分析研究。结果表明，两组焊接接头各区域的微观尺度区别较明显，激光填药芯焊丝焊接接头中的焊缝区与粗晶区中的α’马氏体长度较小，并且焊缝区中原始β相晶界宽度也较窄；激光填实心焊丝焊缝中α’马氏体板条约为0.55μm，板条α’马氏体之间穿插着少量残留β相，在α’马氏体内部发现位错，并形成少量的位错塞积；激光填药芯焊丝焊缝中的针状α’马氏体宽度约为0.35μm，板条α’马氏体之间同样穿插着少量残留β相，针状α’马氏体内含有少量的细孪晶和大量的位错塞积形成的位错墙，同时在相界位置也发现更加密集的位错，残留β相含量也要略多；激光填实心焊丝焊接接头焊缝区中晶粒间的取向差大于10°的大角度晶界占比约79.25%，药芯焊丝约为96.27%；激光填药芯焊丝焊接接头的焊缝区及热影响区硬度平均值及拉伸性能数值均大于激光填实心焊丝的焊接接头。     

高氮奥氏体不锈钢MIG焊接头的组织和性能

高氮钢焊接技术的研究是高氮钢研制和应用的关键技术之一.采用熔化极惰性气体保护焊方法对7 mm和14 mm厚的高氮钢进行了焊接,研究了焊接接头的组织和力学性能.研究结果表明,高氮钢MIG焊焊缝和热影响区的组织为奥氏体和少量的δ-铁素体,焊接接头强度与母材相当.7 mm厚板MIG焊焊接接头具有较好的韧性,而14 mm厚板热影响区韧性较低,其原因为经历多次焊接热循环导致敏化区的碳化物Cr23C6析出增多,致使韧性下降.     

镁合金MIG焊接工艺及焊接接头组织性能分析

采用脉冲 MIG 焊接工艺,进行 AZ31B 镁合金板材的焊接性分析,焊后利用光学显微镜、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机和显微硬度仪等设备对焊接接头的组织与力学性能进行了检测分析.结果表明,通过优化工艺参数,采用脉冲 MIG 焊接工艺可以在不开坡口、不需背面强制成形的条件下,实现镁合金单面焊接双面成形,获得连续、没有表面缺陷的焊接接头.焊接接头的热影响区较窄,晶粒稍有长大.焊缝区组织均匀,晶粒细小,硬度值高于母材.焊接接头的抗拉强度可达到母材的 95% 以上.

Abstract：

The pulsed MIG welding was used to weld AZ31B Mg alloy, and the weldability of the alloy was studied. The microstructure, mechanical property and hardness of the welded joint were investigated via the metal phase microscopy, scanning electron microscope, tensile testing machine and hardness instrument. The results show that one-side welding with back can be obtained through this technique at optimized parameters when there was no groove and no shaped ban, which continuous butt joints have no surface defects.The heat-affected zone of the joints is narrow, and the grains of the zone are slightly larger than that of the base metal. The grains of fusion zone are tiny, the microstructure is homogeneous and the hardness of welded joint is higher than that of the base metal. The tensile strength is up to 95% of the base metal.     

高镁铝合金板材MIG焊接头组织性能分析

采用国产5087焊丝熔化极惰性气体保护焊(MIG)对20 mm厚5083铝合金板材进行焊接试验,借助成分分析仪、光学显微镜、维氏硬度计以及材料试验机,对焊后材料显微组织特征与材料性能研究。试验结果表明,焊丝满足焊接需求;维氏硬度值在80～90 HV之间,其中焊核区硬度最低;焊接板各区显微组织差异明显,符合热影响的作用效果;焊接接头具有较好的力学性能,焊后抗拉强度与焊前母材抗拉强度之比(焊接强度系数)均大于0. 9。     

铝合金激光-MIG双面焊接接头组织和性能研究

针对16mm厚1561铝合金(俄罗斯牌号),采用不开坡口无间隙的双面激光-MIG复合焊接工艺,并研究焊接接头的拉伸性能、显微硬度和微观组织。结果表明,采用较大的激光功率使双面焊道交叉面积增大,有利于减少焊道根部缺陷,提高拉伸性能;接头中存在着基体相α-Al和第二相Fe(Mn Al)6,第二相经焊接热循环重熔后弥散分布,其中单独激光作用区弥散度最高;焊缝硬度在激光单独作用区相对于母材升高,而在激光-电弧复合作用区相对于母材降低,这与焊缝显微组织中的第二相数量和形态密切相关。     

线性摩擦焊IN718接头微观组织与织构演变

不同工艺参数下对IN718高温合金进行了线性摩擦焊接试验，采用OM，SEM，EBSD等对接头微观组织与织构进行了表征.结果表明，在摩擦压力169 MPa、振幅3 mm、频率35 Hz、摩擦时间6 s参数组合下获得的接头质量相对较好，但在焊缝端部仍能发现氧化物和碳化物.焊缝区δ相完全溶解，残留少量NbN；而热力影响区δ相部分溶解，部分晶界发生液化并伴有Laves相的产生.焊缝区发生了充分动态再结晶，呈现为等轴细晶组织，并在剪切力的作用下出现了明显剪切织构C（100）[011]，而热力影响区发生部分动态再结晶，形成了（335）[186]织构.     

热输入对C300接头温度场及焊缝胞晶组织的影响

通过数值计算和组织观察,分析了热输入对马氏体时效钢(C300)钨极氩弧焊焊接接头温度场及焊缝胞晶组织的影响. 结果表明,试验条件下,随着热输入的增大,熔深和熔宽均增大,深色腐蚀区(HAZ2,heat affected zone 2)逐渐变宽并远离焊缝中心,上窄下宽的差异也将随之增大,760 ℃等温线距热源中心的距离基本符合r=0.465E+0.987 (mm)关系式;胞晶尺寸随着热输入的增大而增大,基本符合λ₂=3.324×E2/3 (μm)关系式,小热输入情况下适用性高. 最佳热输入不仅可以得到成形良好的焊缝,而且计算值与实测值吻合程度较高.     

TZM钼合金钨极氩弧焊工艺及焊接接头组织

针对TZM钼合金,研究了钨极氩弧(TIG)焊工艺中不同焊接电流对焊接品质的影响,分析了焊接接头的显微组织及性能。结果表明,当TIG焊焊接电流为210 A,焊接速度4 mm/s,氩气流量8～12 L/min时,可获得品质优良的焊缝。焊接接头组织主要由焊缝中心粗大的柱状晶及热影响区的等轴晶组成,取代了母材的片层状纤维织构,削弱了材料的强度,改善了材料的塑性。     

异质钛合金线性摩擦焊接头微观组织与显微硬度分析

选用优化的工艺参数对TC4/TC17异质钛合金进行线性摩擦焊及测温试验.焊后利用光学显微镜、扫描电镜及显微硬度仪等对接头微观组织及显微硬度进行分析.结果表明,线性摩擦焊接过程中界面温度超过1 200℃、超过β相变温度,在焊后冷却过程中发生再结晶,产生细小针状组织.界面混合区再结晶组织有等轴化甚至球化现象.TC4侧热力影响区由被拉长的α相及破碎的β相组成,TC17侧热力影响区的α相和β相被拉长细化.TC4侧热力影响区组织发生应变强化,TC17侧热力影响区靠近焊缝侧发生一定的软化现象,靠近母材侧强化现象明显.     

焊后热处理对Al-Zn-Mg-Cu合金MIG焊接接头组织与性能的影响

采用ER5356焊丝对Al-4.6Zn-1.5Mg-0.15Cu合金板材进行熔化极钨极氩弧焊试验,并对焊接接头进行了不同的焊后热处理。借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)研究不同焊后热处理试样的组织变化规律,并进行了显微硬度测试与拉伸试验。结果表明:经固溶加时效处理后,焊接接头抗拉强度与显微硬度得到明显提升,抗拉强度与焊缝硬度均值分别提高至304 MPa与85 HV,相比焊后未处理的263 MPa与66 HV,增幅分别达15.6%与28.8%。焊接接头经时效处理后,组织的不均匀性及强化相的分布得到改善;而经重新固溶后,第二相发生回溶,再经时效处理将使得一部分不稳定的过饱和固溶体重新析出且弥散分布。     

6N01铝合金水冷MIG焊接头组织和性能

针对6N01铝合金熔化焊接头软化问题,研究了水冷对MIG焊接头组织和性能的影响,并与自然冷却条件下接头进行对比.金相试验结果表明,水冷使填充和盖面焊道部分熔化区变窄,焊缝近熔合线的柱状晶区变宽,焊缝内部等轴晶细化;显微硬度试验结果表明水冷条件下接头软化区范围明显变窄且硬度提高;软化区TEM观察显示水冷减少了β'析出相长大;水冷还提高了MIG焊接接头屈服强度和抗拉强度.结果表明,水冷能优化6N01铝合金MIG接头组织并提高力学性能.