基于正交试验的2219铝合金电子束焊接工艺参数优化

通过正交试验方差分析对16mm厚2219铝合金电子束焊接工艺参数进行优化,以抗拉强度、弯曲角、外观质量和内部质量等为综合评定指标,得到其最佳工艺参数为:焊接电流190 mA、焊接速度850 mm/min、聚焦电流2045 mA和圆形扫描方式.     

SiC_p/2024铝合金复合材料粉末混合半固态挤压法制备

研究了SiCp/ 2 0 2 4铝合金复合材料的粉末混合 半固态挤压成形工艺及所制备材料的组织和界面特征。不同温度下半固态挤压的挤压力与位移曲线表明 ,半固态挤压过程的成形力低且稳定。SEM和TEM电镜观察结果表明 ,该工艺可以获得增强颗粒分布均匀、基体组织致密、界面结合良好且无界面反应的复合材料型材。分析了半固态挤压后复合材料的力学性能 ,结果表明 :与基体合金相比 ,复合材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度均有很大提高 ;与其它工艺生产的该复合材料相比 ,所制备的复合材料的塑性相对较高。     

2219铝合金焊接接头晶间腐蚀行为

采用晶间腐蚀试验及极化曲线测试方法对2219铝合金母材、搅拌摩擦焊（FSW）及钨极氩弧焊（TIG）接头的腐蚀行为进行分析,借助金相显微镜、激光共聚焦显微镜、体视显微镜、扫描电镜及能谱仪分析腐蚀形貌及腐蚀产物.结果表明,2219铝合金母材及焊接接头的腐蚀行为主要与析出相有关,Al₂Cu的析出导致贫铜的无沉淀带作为阳极优先溶解.母材的抗晶间腐蚀能力最差,由表面点蚀开始,沿轧制方向逐渐发展为剥落腐蚀;TIG焊次之,表现为网状晶间腐蚀;FSW焊最低,焊核表现为点蚀,散落分布于表面.     

SiCp/Al复合材料电子束焊接接头组织及性能

对SiCp/Al复合材料自身进行电子束焊接,研究了其接头成形、焊缝组织、热影响区组织及接头力学性能.结果表明,SiCp/Al复合材料自身直接电子束焊接时,接头的主要缺陷是焊缝成形差、易形成两侧堆积颗粒物的凹槽;焊缝组织中存在界面反应产生的灰白色初生硅、深灰色针状相Al4C3以及Al-Si共晶中的浅灰色针状共晶硅,形成脆性区,拉伸断裂位置便在此处,断裂为脆性断裂.熔合区附近硬度较高,与焊缝区组织及硬度差异较大.接头的最高强度为73 MPa,仅占母材平均抗拉强度的41％.     

SiC_p/2024Al复合材料板材脉冲电流辅助拉深成形

为解决颗粒增强铝基复合材料塑性加工困难的问题,采用脉冲电流辅助热拉深成形工艺。利用脉冲电流产生的焦耳热效应加热坯料,加热速度快、效率高,极大减少了坯料在加热过程中的热损耗。脉冲电流密度达到21.7A.mm-2时,坯料温度达到成形温度400℃。同时,铜电极和坯料之间安装的高电阻、低热传导率的不锈钢隔热片,有效地减小了坯料与电极间的热传导,提高了坯料的温度场分布均匀性。成形的工件表面质量光滑、形状精确、厚度均匀、无明显划伤和褶皱,圆角处无显微裂纹出现,尺寸精度达到±0.2mm。脉冲电流辅助热拉深成形工艺为SiCp/2024Al复合材料板材的塑性加工提供了一种高效、节能的绿色工艺方法。     

7A52铝合金电子束焊接头的组织与性能

采用ЭЛY-K型中压电子束焊机对7A52铝合金进行焊接,并对焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究.结果表明,其焊缝组织均匀致密、晶粒细小,由α(Al)+T(Mg<,3>Zn<,3>Al<,2>)相组成,与母材的组成相相同;焊缝中Mg、Zn元素均有不同程度的烧损,其中Zn元素的烧掼情况较Mg元素严重,焊缝中心Mg、Zn元素烧损情况较焊缝边缘严重:焊缝中心硬度最低;焊接接头平均拉伸断裂强度为431.7MPa,平均冲击韧度为27.67J/cm<'2>,为母材冲击韧度的82.4%.     

焊接热输入对2219薄板铝合金焊接接头性能的影响

针对2219薄板铝合金,采用不同焊接热输入的TIG焊开展了对比试验,分析了焊接接头的力学性能、组织形貌和断裂特征。研究结果表明,单道焊比双道焊的接头抗拉强度的平均值提高了19.6%,断后伸长率基本相同;双道焊的接头在熔合线附近,焊缝区形成柱状枝晶,组织大小不一、形状不规则,热影响区晶粒粗化,几何形态变化,组织形态不均匀,接头在焊接温度升高时,晶粒粗化,强度降低,断口呈现了沿晶界撕裂扩展的痕迹,局部呈“河流花样”特征;单道焊的接头在熔合线附近,焊缝区等轴晶分布较多,组织均匀一致,晶粒细小,接头在经历了加热、快速冷却、常温放置后,强化相溶于固溶体,Cu原子扩散、聚集,产生点阵畸变,晶粒得到细化,强度升高,断口呈现了典型的塑形断裂痕迹,韧窝形态明显。     

焊接热输入对2219薄板铝合金焊接接头性能的影响

针对2219薄板铝合金,采用不同焊接热输入的TIG焊开展了对比试验,分析了焊接接头的力学性能、组织形貌和断裂特征。研究结果表明,单道焊比双道焊的接头抗拉强度的平均值提高了19.6%,断后伸长率基本相同;双道焊的接头在熔合线附近,焊缝区形成柱状枝晶,组织大小不一、形状不规则,热影响区晶粒粗化,几何形态变化,组织形态不均匀,接头在焊接温度升高时,晶粒粗化,强度降低,断口呈现了沿晶界撕裂扩展的痕迹,局部呈“河流花样”特征;单道焊的接头在熔合线附近,焊缝区等轴晶分布较多,组织均匀一致,晶粒细小,接头在经历了加热、快速冷却、常温放置后,强化相溶于固溶体,Cu原子扩散、聚集,产生点阵畸变,晶粒得到细化,强度升高,断口呈现了典型的塑形断裂痕迹,韧窝形态明显。     

2219铝合金板材搅拌摩擦焊焊接接头局部力学性能研究

2219铝合金拼焊板焊接接头局部微区力学性能差异大,严重影响拼焊板的整体成形性能,为了构建拼焊板的整体成形损伤模型,预测成形破裂缺陷,有必要对搅拌摩擦焊拼焊板焊接接头的局部力学性能进行研究。针对焊接接头不同微区尺寸小,直接测量难度大的问题,提出显微组织分析与DIC测试相结合测试搅拌摩擦焊焊接接头局部力学性能的方法。首先通过微观组织分析与显微硬度测试相结合的方法确定了2219铝合金焊接接头各微区的形状和尺寸;其次通过DIC分析获得了2219铝合金焊接接头各微区在单向拉伸过程中应变变化情况;最后利用幂指数模型进行拟合,建立了拼焊板焊接接头各微区的局部力学性能模型。     

2219高强铝合金焊接接头的腐蚀性能

采用浸泡试验、极化曲线以及电化学阻抗测试,对2219高强铝合金母材和焊接接头在3.5%NaCl溶液中的腐蚀性能进行研究。浸泡后试样的显微形貌表明,试样中铜元素的分布及存在形态与其腐蚀性能密切相关;极化曲线表明,在电化学腐蚀过程中,搅拌摩擦焊接头的腐蚀电流最小,电子束焊接接头次之,而钨极氩弧焊接头的腐蚀电流最大;电化学阻抗测试表明,腐蚀过程中体系阻抗值由大到小顺序为搅拌摩擦焊的接头,电子束焊的接头,母材,钨极氩弧焊的接头。     

Electron beam welding of SiCp/2024 and 2219 aluminum alloy

SiC_p/2024 matrix composites reinforced with SiC particles and 2219 aluminum alloy were joined via centered electron beam welding and deflection beam welding, respectively, and the microstructures and mechanical properties of these joints were investigated. The results revealed that SiC particle segregation was more likely during centered electron beam welding (than during deflection beam welding), and strong interface reactions led to the formation of many Al₄C₃ brittle intermetallic compounds. Moreover, the tensile strength of the joints was 104 MPa. The interface reaction was restrained via deflection electron beam welding, and only a few Al₄C₃ intermetallic compounds formed at the top of the joint and heat affected zone of SiC_p/Al. Quasi-cleavage fracture occurred at the interface reaction layer of the base metal. Both methods yielded a hardness transition zone near the SiC_p/2024 fusion zone,and the brittle intermetallic Al₄C₃compounds formed in this zone resulted in high hardness.     

AA2219铝合金搅拌摩擦焊接工艺窗口的建立

建立AA2219铝合金搅拌摩擦焊接的工艺窗口。采用不同的工艺参数如旋转速度和焊接速度来焊接该铝合金。通过对焊接接头的宏观形貌分析,建立搅拌摩擦焊的工艺窗口。通过拉伸试验、显微组织观察,对工艺窗口不同区域的接头强度进行分析。焊接接头断裂的位置与最低硬度分布相关。所建立的工艺窗口可以用来选择适当的工艺参数来获得高质量的AA2219铝合金搅拌摩擦焊接。     

焊接方法对AA2219铝合金接头性能的影响(英文)

使用钨电极惰性气体保护焊接、电子束焊接和搅拌摩擦焊接技术制备无填充金属的AA2219铝合金对焊接头。研究三种焊接工艺对材料拉伸、疲劳和腐蚀行为的影响。使用光学和电子显微镜研究显微结构。结果表明,与钨电极惰性气体保护焊和电子束焊接相比,搅拌摩擦焊制备的接头具有较高的拉伸和疲劳性能与较低的耐蚀性能,这主要是由于其中的细化晶粒和均匀分布的强化析出相所引起的。     

SiCp／2024Al铝基复合材料的耐蚀性

用电化学方法和浸泡试验研究了SiC颗粒粒度和体积分数对SiCp/2024Al铝基复合材料在3．5％,NaCl水溶液中耐蚀性的影响,作为比较对2024Al的耐蚀性也进行了研究,结果表明,与基体相比,SiCp/2024Al复合材料并不增点蚀敏感性,其抗蚀性与SiC体积分数和粒度有关,SiC颗粒体积分数低或粒度高的复合材料,其抗蚀性往往大。     

Finite element modelling of tungsten inert gas welding of aluminium alloy 2024

Abstract

A finite element model to predict the evolution of stress and distortion for a bead on plate tungsten inert gas (TIG) weld in aluminium alloy 2024 plate is described. The thermal model was calibrated against thermocouple measurements, and the mechanical model was validated against direct measurements of residual strain made using synchrotron X-ray diffraction. Particular attention has been paid to the clamping arrangement, the transfer of heat between the plate and the copper backing plate, and the selection of appropriate thermal history dependent mechanical properties. The validated model has been used to determine the optimal arrangement for 'low stress no distortion' welding using laser heating applied to both sides of the joint line ahead of the TIG torch. In this manner it is predicted that the peak longitudinal tensile stresses in the weld region can be reduced to 15% of their normal values.     

2024铝合金小边距点焊行为分析

小边距点焊2024铝合金是航空、航天器点焊生产过程中经常遇到的情况,不可避免。研究此种条件下点焊过程动态参数的行为特征与接头形貌、力学性能以及显微组织之间的对应关系,为实现在线判识焊点质量提供可靠的理论依据。研究发现小边距焊点的外观与标准焊点相比无明显异样,但其熔化核心的形状以及显微组织存在明显区别。力学性能试验结果表明:随着边距的减小,焊点的负荷能力有所下降。在边距足够小的条件下点焊,容易产生喷溅或未焊透缺陷。分析所采集的动态参数行为特征,得知小边距点焊时的动态电阻减小、焊接电流增加、热膨胀位移量减小等监测信息与上述焊点质量信息之间存在必然的关联。     

2024Al与SiCp／2024Al复合材料的腐蚀与腐蚀控制研究

用电化学方法和腐蚀失重法研究了2024Al和SiCp/2024Al复合材料在3．5％NaCl水溶液中的耐蚀性,用电化学阻抗技术对它们的硫酸阳极氧化膜保护进行了跟踪评价。结果表明SiCp/2024Al在3．5％NaAl水溶液中2024Al有较大的腐蚀敏感性。2024Al表面的阳极氧化膜,经热水封闭后,可提供相当好的保护作用,热水封闭的SiCp/2024Al阳级氧化膜,具有良好的耐NaCl溶液腐蚀能力,由于氧化膜中SiC颗粒的存在破坏了氧化膜的完整性和均匀性,故其耐蚀性不如2024Al合金的阳极氧化膜。     

Ti2AlNb合金板材的电子束焊接

采用电子束焊接工艺研究Ti-22Al-24Nb-1Mo合金厚度为0.6 mm冷轧板的焊接性,用电子探针观察焊后焊接接头处的合金元素分布情况,通过光学金相显微镜、扫描电镜和透射电子显微镜对等对焊后及焊后热处理的焊接接头区域显微组织演变和相组成的变化进行了分析,利用维氏显微硬度计测试焊后及焊后热处理的焊接接头区域的显微硬度.结果发现:该合金板材具有良好的焊接性能,焊接接头未产生焊接缺陷;Al元素有一定程度的烧损,焊缝熔合区由柱状B2相晶粒组成;经焊后热处理,熔合区组织转变为(O+β)网篮组织;焊后及焊后热处理均为热影响区的硬度值最高;经焊后热处理,焊接接头的硬度显著提高.     

Interface and microstructure characteristics of SiC_p/2024 aluminium alloy composite

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｍｅｔａｌｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ(ＰＭＭＣｓ)ｄｕｅｔｏｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈ ,ｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｍｏｄｕｌｕｓ ,ｂｅｔｔｅｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｗｅａｒａｎｄｔｈｅｒｍａｌｓｔｅａｄｉｎｅｓｓｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｍｕｃｈｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｓｕｃｈｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ .Ｔｈ…