2A12硬铝合金TIG焊工艺实例

1 2A12铝合金的焊接性分析 2A12(LY12)是典型的硬铝合金,合金系统是:Al-Cu-Mg,它的焊接性较差,其特点是: (1) 易氧化 铝和氧的亲和力很大,生成的氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好组合,焊接时易造成熔合不良与夹渣,焊接过程中合金元素易被氧化和蒸发.     

2A12铝合金熔焊过程气孔形成机制分析

以2A12铝合金为研究对象,实验研究了该材料在激光焊接过程中重熔区局部气孔形貌,结合理想气体状态数学模型分析了气孔形成机理。结果表明,随着激光功率的增大,2A12压铸铝合金重熔区气孔问题严重。铸件内预存微观气孔大部分演变为宏观气孔,是导致2A12熔化焊接接头多气孔的主要原因。     

高强铝合金7A52焊缝中焊接缺陷的产生及控制

在实验的基础上分析了高强7A52铝合金焊接时出现的常见焊接缺陷：热裂纹、气孔、夹渣等产生的原因，并对每种缺陷提出了预防措施。     

2A12铝合金板材回归热处理

采用显微维氏硬度法对T4状态的 2Al2板材回归热处理工艺进行了研究 ,分析了短时间加热对 2A12合金组织和性能的影响。结果表明 ,2A12板材回归热处理工艺参数为 2 5 0℃× (2 0～ 2 5 )s ,在短时加热过程中 ,随保温时间延长 ,合金组织和性能将依次表现出回归、人工时效、过时效等过程的特征     

2A12铝合金搅拌摩擦焊接过程中接头组织与焊接工艺的关系

利用搅拌摩擦焊接方法对2A12铝合金板材进行了焊接试验，探讨了搅拌头的设计参数、焊接过程的工艺参数等对2A12铝合金板材焊接接头组织的影响。经过试验得知，在焊接时，搅拌头转速可为750r／min～1180r／min，走动速度为23．5mm／min～30mm／min，皆可获得接头性能尚可的焊接接头。同时发现焊接区的硬度约为母材硬度的70％。搅拌头长度略小于焊接板材厚度时仍可能使板材焊透。采用带有螺纹的搅拌头进行焊接对焊缝孔洞的形成有一定影响。     

2A12铝合金热处理工艺研究

对2A12铝合金进行了固溶、时效和过时效工艺试验，测定了经不同工艺热处理后合金的性能，建立了2A12合金过时效工艺与硬度之间的关系曲线。试验结果表明，固溶处理和自然时效后合金的强度和断后伸长率均比人工时效后的提高了36％，固溶处理并分级时效后合金的强度提高了50％。生产中，为获得100～120HB硬度的过时效工艺为270℃×2h，要进行校正的2A12合金薄板的最佳热处理工艺为240℃×6～8h。     

2A14铝合金直流A-TIG焊接技术

依据某型号的铝合金焊接构件对焊后表面的高平面度要求,自主研制活性剂,实现2A14铝合金的直流A-TIG焊接. 并通过直流A-TIG焊缝的表面成形、X射线、微观组织观察及力学性能等方面开展2A14铝合金直流A-TIG焊接技术研究. 结果表明,当活性剂浓度为15%时可以获得表面成形、内部质量及力学性能良好的2A14铝合金直流A-TIG焊缝;与交流TIG焊相比,焊缝力学性能略高,微观气孔数量明显降低.     

2A12-O铝合金板材加工裂纹缺陷的研究

对2A12铝合金板材加工成形过程中局部出现裂纹的原因进行了研究,金相与能谱分析证明由于金属内部组织中存在氧化夹杂物,在板材轧制过程中形成夹杂分层,导致板材加工变形时因应力集中而开裂。并从熔体炉内精炼处理、在线净化等方面提出了解决措施。     

TIG焊工艺对LD10铝合金接头气孔的影响

LD10铝合金是国内航天运载器推进剂贮箱的主要应用材料,通常采用钨极氩弧焊(TIG焊).气孔是铝合金熔焊接头中的常见缺陷,文中对5.5 mm厚的LD10铝合金进行了4种不同工艺条件的TIG焊接,对比研究了4种工艺接头的气孔问题.结果表明,LD10铝合金采用TIG焊时,容易产生气孔,其中两面三层焊接头X射线检测出的不合格焊缝相对较多;对于合格焊缝中的微气孔而言,两面三层焊较少,其次是两面两层焊和单面两层焊,单面单层焊最多,它们的气孔率分别为0.90%,2.28%,2.53%,3.28%.焊缝气孔较多时,在接头横向拉伸试验中裂纹容易从气孔启裂.     

2A12硬铝合金热拉伸流变行为及本构建模

在变形温度350~500℃、应变速率0.01~1 s~(-1)条件下,利用Gleeble-3500热模拟实验机对2A12硬铝合金板进行热拉伸实验。结果表明:峰值应力随温度升高而减小,随应变速率提高而增大;随着应变速率减小,断裂总伸长率升高,而均匀伸长率降低;应变速率较低时,其断裂总伸长率在350~450℃时较高,升高到500℃时迅速降低,均匀伸长率则对温度变化不敏感;应变速率较高时,试样断裂总伸长率对温度变化不敏感,均匀伸长率随温度升高而降低。根据实验结果,采用Z参数建立的流变应力本构模型,能较好地描述2A12铝合金板材热拉伸变形下的流变行为。     

2A12铝合金的热压缩行为及热加工图

采用Gleeble-1500热模拟试验机对2A12铝合金进行了单向热压缩变形试验,研究了其在变形温度为320～480 ℃,应变速率为0.0003～1 s-1条件下的热变形行为,建立了基于动态材料模型的功率耗散效率因子η图,并对热加工图进行了组织验证。结果表明：合金的流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而降低,在高温区变形机制为动态回复,在低温区变形机制为动态再结晶,主要与合金变形过程中的析出相有关;随着应变量的增大,峰区的η值逐渐升高;当真应变为1.2时,在变形温度为440 ℃,应变速率为0.1 s-1时,η达到峰值且为48%,合金发生了动态再结晶,晶粒细化且无内裂纹。该结果为2A12铝合金实际热加工工艺的优化提供了理论依据。     

激光-MIG复合焊接2A12铝合金工艺和接头性能

对8 mm厚2A12铝合金板进行CO_2激光-MIG(metal inter gas)复合焊接,讨论了焊接电压和焊接速度对焊缝几何参数的影响,并研究接头显微组织和力学性能.结果表明:熔深和母材熔化面积决定于焊接速度.随着焊接电压的降低,焊缝熔宽、堆高面积、焊缝固液趾角逐渐减小,而成形系数逐渐增加.接头显微组织由α(Al)基体及α(Al)+Al_2Cu+Mg_2Si三相共晶组成;接头抗拉强度为281 MPa,为母材抗拉强度的69%;接头拉伸断口呈韧脆混合断裂,而母材断口呈微孔聚集型延性断裂.     

大型铝合金机车顶盖焊接工艺

介绍了大型铝合金顶盖的焊接工艺,并根据DIN6700体系要求分析顶盖结构,确定焊接方法及焊接材料,通过将顸盖分为四部分,详细介绍了顶盖的组装工艺及过程,并得出了大型铝合金结构件的焊接顺序,以及在整个顶盖的制造过程中采用的一些简单实用的工装与夹具.提出了如何在大型铝合金结构件生产过程中避免内应力集中的方法,从而有效避免了大量焊接裂纹的产生.     

铝合金焊接图像焊缝位置和间隙提取

基于自行设计的CCD被动视觉传感系统,在仅依靠电弧光照明的情况下,实现了钨极氩弧焊过程中实时提取清晰的熔池正前方图像.通过分析退化恢复、平滑后的图像间隙处灰度值特点,采取了特定区域自动域值分割、空穴检出法统计各8-连通域面积、基于8-领域面积阈值去噪、面积统计转换等步骤可以求得间隙值,进一步进行间隙细化,最后采用Hough小变换对细化后的间隙点进行拟合,检测出焊缝位置.     

基于光纤激光的LY12铝合金焊接试验分析

在飞机制造领域,铝合金主要用于制造飞机蒙皮、梁、桁条和框架等结构.采用多模光纤激光器进行了1.4 mm厚LY12铝合金的激光焊接试验,研究了焊接工艺参数对铝合金焊缝形貌的影响规律,并对焊接接头的显微硬度及断口形貌进行了分析.结果表明,大功率高速度连续激光焊缝的成形具有不稳定性,当功率为2 200 W,焊接速度为55 mm/s,保护气体流量为10 L/min时,可以获得成形良好且无宏观缺陷的焊接接头.接头的平均抗拉强度约为388 MPa,达到母材抗拉强度的63.98%,断裂类型为韧脆混合型断裂.     

铝合金罐的焊接

我厂制造两台装腐蚀性液体的铝合金罐，材质为铝锰合金，直径为4m，高2m，上盖板及底板板厚25mm，简体板厚16mm，上盖板开 500mm人孔，为预防上盖板变形，板面需焊接分布均匀的自制铝合金工字件。该罐的纵、环缝要求焊接接头有良好的抗腐蚀性，且罐身自重大，要求焊接接头具有良好的力学性。由于该罐为常压，图纸要求完工后进行装水试漏，为了获得各项性能指标良好的焊缝，首先对铝合金作了焊接性能分析，选择合理的焊接方法。     

5A06-O铝合金蒙皮的拼焊工艺

分析了4mm铝合金板5A06-O拼焊的焊接工艺特点，从焊前准备、焊接方法、焊接材料、焊接规范、焊后检查以及缺陷补焊等方面进行试验分析，确定了4mm铝合金板5A06-O的拼焊工艺，保证了铝合金顶盖蒙皮拼焊的焊接质量，满足出口电力机率的设计要求。     

P91集箱与12Cr1MoV端盖的焊接技术

P91钢广泛用于制造大型火力发电机组中的各种耐热管道,由于其合金元素含量较高,导致焊接性很差。文中分析了P91钢和12Cr1MoV钢的化学成分及力学性能,通过选用合理的焊接材料、坡口形式及恰当的焊接工艺参数来保证焊接质量。焊接过程中,采用多层多道焊,细化晶粒。焊后后热,消除残余氢,防止冷裂纹的产生。焊后对焊缝采用无损探伤检测,发现焊缝质量能满足使用要求,证明P91钢和12Cr1MoV钢两种焊接性较差的异种钢,采用恰当的工艺措施,可以获得优良的焊接接头。     

2A12铝合金在激光冲击下的组织与性能

分析了激光冲击加载下2A12铝合金组织和力学性能的变化规律,得出以下结论:激光冲击会使2A12铝合金位错密度大幅增加,晶界和晶内出现位错塞积、位错胞状组织等;随变形量的增加,结构中出现大量孪晶,二者互相作用,晶粒破碎细化。这些组织都会不同程度增加2A12铝合金的硬度和强度,从而有效地改善2A12铝合金的力学性能。激光冲击后,冲击区中心点硬度由94 HV升高到145 HV,升高了大约54%。     

铝合金2A12-O的动态充液拉深

针对铝合金板材成形性差的特点,提出液体内向流动动态充液拉深新技术。采用铝合金2A12-O板材对成形过程进行了初步实验验证后,运用有限元方法探讨不同的径向压力和不同的预胀路线对成形零件壁厚分布的影响。结果表明,采用该方法可以显著提高铝合金2A12-O的成形极限,成功拉深出拉深比达2.85的杯形件;径向压力显著影响杯形件壁厚的分布,通常较大的径向压力下的壁厚也较大。