5083铝合金TIG焊接头组织与性能分析

采用TIG焊方法,以ER5356焊丝作为填充材料,对板厚为12 mm的5083铝合金进行了焊接试验研究.结果表明,在文中推荐的焊接参数条件下,可以获得优良的焊接接头,满足美国船级社(ABS)、中国船级社(CCS)的标准要求.对显微组织观察发现,焊缝组织细小均匀,主要为α-Al和β-Al₃Mg₂相,热影响区组织相比焊缝区有一定的粗化,母材为沿轧制方向的纤维状组织.对力学性能测试分析,焊接接头的抗拉强度达到母材强度的90%以上,并具有良好的抗冷弯性能.     

5083铝合金TIG焊接头组织与性能分析

采用TIG焊方法,以ER5356焊丝作为填充材料,对板厚为12 mm的5083铝合金进行了焊接试验研究.结果表明,在文中推荐的焊接参数条件下,可以获得优良的焊接接头,满足美国船级社(ABS)、中国船级社(CCS)的标准要求.对显微组织观察发现,焊缝组织细小均匀,主要为α-Al和β-Al₃Mg₂相,热影响区组织相比焊缝区有一定的粗化,母材为沿轧制方向的纤维状组织.对力学性能测试分析,焊接接头的抗拉强度达到母材强度的90%以上,并具有良好的抗冷弯性能.     

不同焊接工艺下2219铝合金TIG焊接头性能分析

针对2219铝合金的对接TIG焊,采用单面两层焊和两面三层焊的工艺方法开展了对比试验,分析了焊接接头形貌和组织性能。研究结果表明,两种工艺方法均可以获得良好的焊缝成形,力学性能满足结构设计要求;两面三层焊比单面两层焊的焊接接头抗拉强度和断后伸长率的平均值分别提高了1.7%和33.3%,抗拉强度基本相同,断后伸长率得到了大幅提升;相比于单面两层焊,两面三层焊的背部封底焊接增加了背部焊缝宽度,背部熔合线的形状以及与水平方向的夹角都发生了变化;两种工艺方法的焊接接头各区域组织特点鲜明,相同区域的微观形貌相差不大;在焊缝背部相同位置,两种工艺方法的硬度值曲线走向趋势相同,封底焊增大了过时效软化区的宽度,提高了焊接接头的断后伸长率。     

含铒铝合金TIG焊接头组织与性能

为了研究Er元素对焊缝的强化作用及机理,对含Er元素铝合金进行TIG重熔焊试验,通过对接头组织结构观察和力学性能测试,发现在焊缝的晶界处有初生Al3Er相析出,但与母材相比析出相数量较少,在晶界处未形成连续的环状,次生Al3Er相在焊缝中也有析出,但数量极少,Er元素将以固溶态和偏析的形式存在.Er元素对焊接接头的强化...     

异种热处理状态2219铝合金TIG焊接头性能研究

采用变极性TIG焊对2219铝合金C10S与CYS异种热处理状态材料进行焊接,通过万能拉伸试验机、光学显微镜、扫描电镜对接头力学性能及微观组织进行分析研究。结果表明:2219铝合金具有良好的低温适用性,-196℃条件下,接头抗拉强度、断后伸长率分别达到母材(CYS)原始性能的76%和75%,异种热处理状态焊接接头CYS侧熔合区晶粒组织粗大,抗拉强度低,是接头力学性能的薄弱点。     

1561铝合金TIG焊接头组织与力学性能分析

1561铝合金具有较高的强度,是制造大型水面舰船的优质材料。本文针对5 mm厚1561铝合金实施了双面单弧TIG立焊试验,通过金相、扫描电镜、显微硬度和拉伸试验研究了焊接接头的显微组织与力学性能。结果表明:母材基体中主要含有α(Al)、弥散的β(Mg2Al3)相与片状(Fe Mn)Al6相,在焊接热循环的作用下,弥散相逐渐消失,而(Fe Mn)Al6相的尺寸、形态和分布也发生了变化;接头各区域硬度差别不大,其中熔合线处数值最高,约为HV90,热影响区硬度值最低,约为HV75;焊接接头拉伸性能良好,其中抗拉强度和屈服强度达到了母材的90%以上,且多数试样在热影响区位置发生断裂。     

汽车用铝合金TIG焊接工艺

针对厚度为3mm的6061和6101铝合金板材进行TIG焊接试验研究,分别采用四种不同的填充材料进行焊接,并分析焊接接头力学性能和显微组织。研究结果表明:所有接试验力学性能均低于母材,采用ER5356焊丝的焊接接头抗拉强度达到母材的63.2%,断后延伸率为母材的62.5%。测试焊接试样各区域的显微硬度,显示焊缝区域硬度高于其他部位。采用ER5356焊丝和ER4043焊丝的焊接接头,在焊缝区域可见晶界清晰的等轴晶粒,其热影响区的晶粒较粗大。通过对比分析显微组织和力学性能,四种填充材料中,ER5356适合作为汽车用6101和6061铝合金板材的焊接填充材料。     

含钪铝合金变极性TIG焊接头组织与性能

采用变极性TIG焊接工艺对6 mm厚5B70含钪铝合金板材进行了焊接试验,对焊接接头的组织和力学性能进行了研究,分析了钪元素的作用。研究结果表明:接头的抗拉强度最高可达368 MPa,强度系数为0.89,断后伸长率为10.7%;断裂发生在熔合线处,断口形貌为韧窝;焊缝两侧硬度值最低,焊缝中心硬度稍高。在钪元素的作用下,焊缝组织得到了明显细化,熔合区形成的等轴晶层增强了焊缝与基材的相容性,热影响区的再结晶受到了抑制,接头的抗软化能力和抗拉强度提高。     

2219铝合金TIG焊接头残余应力分布

利用钨极氩弧焊获得了2219铝合金焊接接头,分析了接头力学性能和微观组织。采用X射线衍射法对2219铝合金TIG焊接头进行表面残余应力测试,获得了焊接接头表面残余应力分布,并对2219铝合金焊接接头表面残余应力分布的规律进行了分析。结果表明,该工艺条件下接头力学性能稳定。接头纵截面上存在横向应力及纵向应力稳定区,最大横向拉应力和压应力分别为55 MPa和114 MPa,分别位于焊缝中部和起弧点;最大纵向拉应力为165 MPa,位于焊缝中部热影响区。接头横截面上,仅在焊缝及靠近焊缝区域存在纵向拉应力,远离焊缝的区域处于压应力状态。     

2A12铝合金TIG焊接头组织性能分析

采用普通交流TIG焊和随TIG焊旋转挤压两种方法对2A12铝合金薄板进行焊接,分别对焊接熔合区、热影响区和焊缝区的显微组织进行晶相分析.结果表明,与普通交流TIG焊相比,随TIG焊旋转挤压法对变形和气孔的控制效果较好,得到的焊缝组织品粒细小而均匀,有效降低了残余应力,提高了焊接接头的力学性能.对焊接接头进行拉伸试验,拉伸试样断裂的位置均为焊缝区,焊缝在冷却过程中由于偏析而生成的低熔点共晶θ相和S相使得力学性能下降,且随焊旋转挤压法焊接接头的抗拉强度和屈服强度约为普通交流TIG焊接头的1.2倍.     

TA15钛合金与铝合金TIG焊接头组织分析

本文采用4043焊丝和纯Al焊丝（SAI-3）对TA15钛合金与2024铝合金以及TA15钛合金与5A06铝合金进行了钨极氩弧焊（TIG）。采用金相显微镜和显微硬度计对TA15／2024及TA15／5A06接头焊缝、熔合区以及热影响区进行显微组织分析和显微硬度测定。试验结果表明,采用钨极氩弧焊方法,控制焊接电压20V,焊接电流105A,焊接速度在90～95mm／mjn时,TA15钛合金与铝合金接头熔合良好。其中采用4043焊丝,TA15／5A06接头区显微组织分布均匀,与TA15／2024接头相比,接头近钛合金一侧熔合区Ti-Al金属间化合物较少;采用纯铝焊丝（SAI-3）,TA15与铝合金焊接时,接头区出现明显的显微硬度升高的脆性组织。     

双激光束焊接5052铝合金

采用6 k W连续光纤激光器进行了5052铝合金双光束对接焊,研究了双光束并行与串行排列两种模式焊接及不同焊接速度下的焊缝形貌和组织。结果表明,以并行方式焊接的焊缝中存在较大孔洞,采用双光束以串行方式焊接铝合金可以获得良好的焊缝成形,不会出现气孔;在一定功率下,随着焊接速度的增大,焊缝逐渐变成漏斗状;双光束串行排列进行深熔焊过程中,熔池液态金属的流动方向平行于焊接方向,稳定匙孔,更有利于焊接过程的稳定;焊缝各区域组织一致,均有大量α(Al),并且有少量β(Mg2Al3)和Al2O3,由于快速凝固时各区域温度梯度不一,各区域组织形貌不尽相同。     

铝合金TIG电弧横焊接头缺陷及控制

重型运载火箭燃料贮箱要求对铝合金进行立式装配焊接,TIG电弧横焊是能够较好满足制造要求的方法之一.对铝合金TIG电弧横焊接头的成形特点和焊接缺陷进行分析,利用平板堆焊试验研究焊接电流、焊接速度和焊枪角度对焊缝正面偏移量的影响,最后研究焊接电流频率对气孔缺陷的影响规律.结果表明,采用较小的焊接电流、较快的焊接速度有助于降低焊缝正面的不对称性,利用电弧分力可以抑制熔池下淌,焊接频率为100 Hz时气孔缺陷最少.结合上述试验结果提出了铝合金横焊缺陷的控制措施并进行了试验验证.     

不同热处理状态2219铝合金TIG焊接头组织性能分析

采用“直流氦弧打底+交流氩弧盖面”的两层TIG自动焊进行了2219CYS与2219C10S的焊接,分析了不同热处理状态焊接接头的组织及成分,进行了接头常温及低温（-196℃）拉伸试验及断裂行为研究.结果表明,2219C10S和2219CYS母材组织均为α（Al）基体上分布着Al₂Cu强化相,但母材显微组织形态存在较大差异.焊缝和部分熔化区晶界上分布着条网状α+θ共晶,内部为颗粒状α+θ共晶,固溶到基体中的Cu元素含量分布不均匀.接头断裂起源于CYS侧紧邻打底焊熔合线的部分熔化区,之所以在CYS侧启裂与母材强度、晶粒尺度、晶粒取向及晶界偏析有关.     

5052铝合金双光点激光焊接组织与性能

双光点激光焊接能够明显改善铝合金在激光焊接时容易产生气孔、咬边等焊接缺陷的情况且焊接过程稳定,是近几年焊接工作者研究较多的新兴焊接方法。在对5052铝合金进行双光点激光焊接工艺研究基础上,着重对2．0mm厚5052铝合金双光点激光焊接接头组织与性能进行了研究。观察了单、双光点激光焊接接头组织,并测试了焊接接头各区域的显微硬度及室温拉伸力学性能,观察了断口形貌。结果表明,双光点激光焊接接头组织得到细化,接头各区域硬度高于母材,但低于单激光焊接接头。焊接接头抗拉强度略高于单激光焊接接头及母材,断后伸长率相差不大。     

5052铝合金激光焊接接头组织和性能研究

采用扫描电镜、显微硬度和抗拉强度等测试方法,研究了5052铝合金激光焊接接头组织和性能。研究结果表明,铝合金激光焊接接头热影响区主要为树枝晶,晶粒较为粗大;焊缝区主要为等轴晶,晶粒较母材和热影响区细小。铝合金激光焊接接头显微硬度焊缝区最高,热影响区最低。随着激光功率的增加,铝合金激光焊接接头抗拉强度先增加后降低,激光功率3.0 k W时达到最大值204.5 MPa,拉伸断口为典型的韧窝断口形貌。     

5052铝合金薄板搅拌摩擦焊接头组织和力学性能研究

采用搅拌摩擦焊方法对2.2 mm厚的5052-H32铝合金薄板进行焊接,并对焊接接头进行了显微组织观察、拉伸性能及显微硬度测试.结果表明:其焊接接头晶粒明显细化,力学性能显著提高.当搅拌头旋转速度为700 r/min、焊接速度为150 mm/min时,焊接接头的抗拉强度达到215MPa,超出母材(198 MPa)9％,屈服强度达到120MPa,超出母材(86 MPa)39％,接头硬度达到72 HV,超出母材(61 HV)约18％.     

不同气氛对2219铝合金TIG焊接头组织和性能的影响

氩弧TIG焊熔深浅、焊接效率低,难以适用于厚板2219铝合金的焊接。针对此问题,分别采用两面四层氩弧TIG焊工艺和氦弧TIG焊打底两面三层焊接工艺进行焊接,分析了不同工艺对接头组织和力学性能的影响。结果表明：氦弧打底的两面三层焊接接头与两面四层氩弧焊接头相比,由于打底层单次热输入量较大,焊缝过时效区硬度大幅下降,焊缝区等轴晶长大、θ相增多,因此虽然硬度、抗拉强度增大,但是延伸率明显降低。合适的焊接速度和电流可以细化接头处的晶粒,抑制第二相的析出和聚集,从而提高接头的力学性能。     

1561铝合金TIG深熔焊接头组织与力学性能

采用TIG深熔焊工艺,对1561高镁铝合金进行了焊接,并对接头的显微组织和力学性能进行系统分析.结果表明焊缝中无气孔和裂纹缺陷;打底焊道中部存在“∧”字形粗晶区,其上下部晶粒尺寸细小;双层焊经历第二道的盖面焊后,打底焊道晶粒明显长大,熔合区晶粒晶界发生重熔,焊缝软化现象仍有发生;焊缝和热影响区的显微硬度低于母材,但热影响区并没有表现出明显的软化现象.接头抗拉强度可达314 MPa,表明深熔焊工艺适合于1561高镁铝合金的焊接.