焊后热处理对铝锂合金激光焊接头微观组织的影响

采用Nd:YAG激光对3 mm厚5A90铝锂合金薄板进行激光焊接,焊后对接头进行了固溶-时效处理,对热处理前后接头微观组织和显微硬度的分布进行了对比研究。研究结果表明,焊态5A90铝锂合金激光焊焊缝组织晶粒形态为等轴枝晶,未观察到强化相;经过焊后处理后,接头不同区域组织均呈现明显的晶界,焊缝金属晶粒形态转变为等轴晶,焊缝组织均匀性得到改善,并且焊缝金属晶粒内部弥散析出较多的δ'强化相。焊态下5A90铝锂合金激光焊焊缝的显微硬度低于母材,焊后热处理使焊缝金属中δ'强化相析出从而使焊缝的硬度显著提高。     

稀土镁合金搅拌摩擦焊工艺研究

采用带螺纹搅拌头对8 mm厚Mg-Gd-Zn稀土镁合金板进行搅拌摩擦焊接试验。结果表明,当焊接速度增大时,焊接接头的抗拉强度和伸长率增加,屈服强度减小;拉伸试样的焊核区均为细小的等轴晶组织,强化相MgGd_3、GdZn沿晶界弥散分布;热机影响区为塑性流变组织,其织构形态与母材的有较大差异;焊接速度增大时,焊缝晶粒尺寸减小。     

AZ61/ZK60异种镁合金TIG与A-TIG接头的组织及力学性能（英文）

采用钨极氩弧(TIG)焊与活性钨极氩弧(A-TIG)焊对异种镁合金AZ61/ZK60进行焊接。结果发现,焊接接头主要由细小的等轴树枝晶与Mg_(17)Al_(12)、MgZn_2颗粒组成。当焊接电流为80A时,接头晶粒细化程度最大,晶粒尺寸为19μm,抗拉强度达到207 MPa。使用A-TIG焊获得的异种镁合金接头抗拉强度和焊缝宽度与焊接前TiO_2活性剂涂敷量有关,焊缝两侧不同母材导致的热影响区组织差异并不影响焊缝成型。     

AM60变形镁合金薄板激光焊接接头的组织与性能

以AM60变形镁合金薄板为研究对象，分析C02激光焊后接头的组织和性能，探讨镁合金激光焊接的工艺特点。结果表明：在合适的工艺参数下，能获得表面成型良好、变形小的焊接接头。金相观察分析发现接头中热影响区不明显，焊缝区组织致密，晶粒细小，晶界上均匀分布着脆性相（Mg17A112），但内部易产生气孔、裂纹等微观缺陷。硬度测试结果显示，焊缝硬度略高，母材和热影响区硬度相当。在本实验条件下采用C02激光焊能实现AM60镁合金的焊接，抗拉强度可达母材的94％，断口表现为混合断裂。     

金属铪真空电子束焊接工艺及组织性能研究

采用真空电子束焊接工艺焊接金属铪板材，研究了金属铪焊后的微观组织和力学性能。结果表明，金属铪在焊接电压为60 kV、焊接束流为36 mA/40 mA、焊接速度为1000 mm/min的工艺条件下，可以实现金属铪的稳定焊接，获得无内部缺陷的焊接接头。金属铪组织为晶粒大小一致、晶界清晰的等轴晶组织，晶粒度达到10级。经真空电子束焊接后，其焊缝区的晶粒明显长大，表现为不均匀分布的、粗大的树枝晶组织，并存在少量的退火孪晶组织。由于焊缝区域晶粒粗化及树枝晶的形成，金属铪真空电子束焊接接头的拉伸性能显著低于母材，断后伸长率仅约为母材的50%。同时，金属铪焊缝拉伸断口形貌呈现光滑的解理台阶、撕裂痕、裂纹等解理断裂特征，并伴有河流状花样，为脆性断裂。     

焊接速度对Mg-Mn系镁合金光纤激光焊接接头组织和成形的影响

采用大功率光纤激光器对Mg-Mn合金进行一系列激光焊接工艺试验,并对焊缝成形的形成规律、接头的微观组织进行研究。使用金相显微镜分析测试手段,研究光纤激光焊接接头各区域的显微组织,分析主要焊接参数(焊接速度)对焊接质量的影响。试验结果表明:当焊接功率为2 200 W、焊接速度为1 500~1 800 mm/min时,焊缝成形良好,无气孔缺陷。Mg-Mn合金激光焊接在不同的焊接参数下,焊缝的晶粒中均存在等轴晶和柱状晶,且晶粒主要组织为α-Mg固溶体和Mg_8Ce金属间化合物。焊缝的组织形态受到焊接速度的影响比较明显,随着焊接速度的不断升高,焊缝的熔宽相应减小,且晶粒尺寸也随之减小。     

搅拌摩擦焊接参数对ZK60镁合金接头微观组织和力学性能的影响

采用搅拌摩擦焊接方法对6 mm厚的挤压态ZK60镁合金板材进行焊接.在广泛的焊接参数(600-1200 r/min的旋转速率和50-200 mm/min的焊接速度)下,均得到了高质量的焊接接头.在焊接工具的搅拌和摩擦热的联合作用下,在焊核区形成了细小、均匀的再结晶晶粒,同时MgZn2粒子被破碎并大部分固溶入镁基体.对于ZK60镁合金,MgZn2粒子的弥散强化作用高于晶粒细化的作用,因而焊核区的硬度低于母材,拉伸时接头在焊核区发生断裂.在低热输入焊接参数(≤800 r/min)下,随焊接参数的变化,焊核区晶粒尺寸、焊接接头的抗拉和屈服强度及延伸率变化较小.在高热输入焊接参数(1200 r/min)下,焊核区晶粒明显变大,接头的抗拉和屈服强度略有下降.对焊接接头进行人工时效后,不同热输入条件下得到的焊接接头的强度和延伸率都有明显提高.     

高频振动下的不锈钢激光焊接

在不锈钢激光焊接过程中对工件施加高频振动,研究不同焊接速度和振动频率对接头宏观成形、微观组织及显微硬度的影响. 结果表明,焊缝边缘为柱状树枝晶,中央为细小等轴晶,焊缝组织为奥氏体和残余δ铁素体. 焊接速度增加,虽可使熔宽和焊缝区晶粒尺寸减小,接头硬度增大,但无法阻碍树枝晶的生长. 施加高频振动可抑制枝晶的数量和大小,并增加焊缝中等轴晶的数量,优化接头综合性能. 振动频率增加,焊缝区晶粒尺寸减小、等轴晶数量增加且有细小等轴晶弥散分布于树枝晶之间,焊缝硬度增大,振动起到了细晶强化的效果. 而振动频率对熔宽并无明显影响.     

焊接速度对异种不锈钢激光焊接接头组织与性能的影响

以1 mm厚0Cr18Ni9和1Cr17Ni2两种不锈钢激光双面焊接接头为研究对象,对不同焊接速度下接头的宏观形貌、金相组织、显微硬度和抗拉性能进行了分析。结果表明:焊接速度过小会导致焊缝表面出现飞溅和焊瘤等缺陷,提高焊接速度可改善焊缝表面质量,但熔池深度也随之减小。热影响区分为四个形状不规则的区域,以晶粒粗大的柱状晶为主;随着焊接速度增大,焊缝组织晶粒逐渐得到细化,硬度降低,接头试样的伸长率和抗拉强度均先增大后减小。焊接速度大于400 mm/min或低于250 mm/min都无法获得性能优良的焊接接头,当焊接速度为300～350 mm/min时,接头组织均匀致密,抗拉强度超过了0Cr18Ni9母材。     

焊接速度对2524铝合金光纤激光焊接头组织及性能的影响

对2524铝合金进行光纤激光焊试验,采用显微组织观察、X射线衍射分析、拉伸试验和硬度测试等手段,探究焊接速度对接头显微组织和力学性能的影响。结果表明,焊接速度较低时,热输入较大,焊缝发生下塌,热输入不足则会造成接头未连续焊透;随着热输入减少,焊缝熔宽逐渐减小,焊缝中心等轴树枝晶尺寸减小,熔合区柱状树枝晶的存在区域变窄,枝晶间距减小,生长方向性更强;在单向拉伸试验中,接头抗拉强度随焊接速度增加而增大,在75mm/s时达到最大,为329.21MPa,达到母材的73.15%;接头硬度随焊接速度增加而呈"U"型分布,焊缝中心软化最为严重。     

TA1超薄板激光焊接组织与性能的研究

选用0.5 mm工业纯钛TA1作为研究对象,在不同激光功率下采用不同焊接速度对其进行焊接试验,焊后分析了不同焊接速度对TA1焊缝宏观形貌、显微组织、接头力学性能及硬度、接头耐蚀性的影响。结果表明：随着焊接速度增加,焊缝宽度逐渐减小,焊缝表面成形质量提高;焊缝组织中粗大块状α相逐渐减小,针状α相逐渐增多,晶粒细化;接头抗拉强度逐渐增大并趋于母材强度,耐腐蚀性也越来越好。随着焊接功率增加,焊缝宽度逐渐增加,焊缝组织中粗大块状α相逐渐增加,抗拉强度逐渐降低,耐腐蚀性越差。     

AZ31镁合金搅拌摩擦对接焊接头性能及组织分析

在特定的工艺参数下通过搅拌摩擦焊对AZ31镁合金进行对接焊。借助光学显微镜、万能拉伸机、扫描电镜研究了试样的显微组织和焊接速度对接头性能的影响。结果表明:当旋转速度为1200 r/min,其他参数固定时,焊接速度在60~80 mm/min范围变化,可以得到成型美观、性能良好的对接接头,但是,当焊接速度为42 mm/min时,在前进侧出现隧道型孔洞缺陷;随着焊接速度的增加,焊核区晶粒尺寸减小;当转速为1200 r/min,焊接速度为60 mm/min时,抗拉强度达到最大值222.6 MPa,焊缝强度达到母材的88.9%;焊缝的整体断裂形式是由解理断裂和韧性断裂组成的混合型断裂。     

激光-电弧复合焊接AZ31B/ZM5异种镁合金组织及性能分析

采用低功率激光-电弧复合焊对变形镁合金AZ31B与铸造镁合金ZM5进行焊接,利用光学显微镜、显微硬度仪和万用力学试验机等对异种镁合金接头的组织特征、元素分布和力学性能进行研究。结果表明:在940 W激光功率,110 A电弧电流,880 mm/min焊接速度,15 L/min保护气流量时可获得成形良好的接头;接头AZ31B侧的热影响区宽度小于ZM5侧的,焊缝晶粒呈细小等轴树枝晶形貌、由α-Mg和β-Mg17Al12两相组成;接头元素分布Al含量呈阶梯分布,ZM5焊缝AZ31B;接头显微硬度从AZ31B至ZM5逐渐升高,硬度最低处为AZ31B热影响区,最高处为ZM5部分熔化区;接头抗拉强度高于ZM5母材,断裂于ZM5母材处。     

激光焊接工艺对304不锈钢薄板搭接接头组织性能的影响

采用三因素三水平的正交试验对0.8 mm厚304不锈钢板进行了激光搭接焊,系统地研究了焊接速度、焊接功率、离焦量对焊接接头组织性能的影响。结果表明,以剪切载荷为标准时,焊接速度对薄板激光焊的影响最大,焊接功率次之,离焦量最小。焊缝中心由等轴的奥氏体基体和部分树枝状的δ铁素体组成,在焊缝边缘处存在细小的柱状树枝晶区域,减少焊接功率或者焊接速度可使柱状树枝晶区域的宽度增大。从母材到焊缝中心,显微硬度呈现出先增大后减小的趋势,采用负离焦量、低焊接功率、高焊接速度的焊接条件时,焊接接头的硬度较高。     

6082铝合金的电子束焊工艺及其接头组织与性能

采用真空电子束焊工艺焊接6082铝合金,通过金相组织观察、断口扫描分析、拉伸试验和显微硬度测试对获得的接头进行显微组织和力学性能的研究.结果表明,采用圆形扫描方式,电子束流为105 mA,焊接速度为1500 mm/min的工艺条件下,获得接头具有最佳的力学性能,接头抗拉强度达到母材本身强度的81％左右.接头金相组织观察表明,焊缝金属为细小的等轴晶组织,在晶界及晶粒内分布着较多的强化相;接头焊缝XRD相结构分析证实,焊缝金属基体为α - Al,并含有β(Mg2Si)强化相和单质Si相;拉伸断口扫描观察显示,接头断口表面分布大量的韧窝,韧窝尺寸小且分布均匀,呈明显韧性断裂特征.     

AZ31镁合金管TIG焊焊接工艺及性能研究

采用φ2 mm镁合金焊丝,在焊接电流30～50 A,焊接速度10～15 mm/s的条件下,交流TIG焊焊接AZ31镁合金管,用光学显微镜观察镁合金母材、焊缝及热影响区的显微组织,测定了接头和母材硬度.结果表明:焊缝与热影响区之间的熔合线清晰可见;热影响区组织由于过热影响而晶粒粗大;焊缝区的晶粒比热影响区细小,由细小的等轴晶组成,是典型的铸造急冷组织;Mg17Al12和Mg17(AlZn)12共晶体呈不连续网状分布在晶界上.由于焊缝表面的晶粒细小且排列紧密,焊缝硬度比母材低,比热影响区高.     

Mg-5Zn-1Mn-0.6Sn镁合金板材光纤激光焊接头的显微组织及液化行为（英文）

采用光纤激光焊对厚度为2 mm的细晶Mg-5Zn-1Mn-0.6Sn镁合金板材进行焊接,研究焊接接头的成形特征、显微组织和半熔化区的液化行为。研究结果表明,随着焊接功率的降低及焊接速度的增大,焊接接头的宽度和深度减小;此外,当焊接速度过快时,焊缝中会出现气孔。在半熔化区中主要存在两种液化现象:一种是由基体熔化及偏析诱导液化导致的沿晶界的液化网络,另一种为由晶界上残余第二相液化导致形成的液化熔池现象。在本研究中,主要的液化机制为基体的熔化及偏析诱导液化。     

基于响应曲面法的铝合金激光封边焊接

采用响应曲面法对2A12铝合金激光封边焊接进行了研究,结果表明,2A12铝合金激光封边焊接焊缝几何特征的主要影响因素依次为离焦量、焊接速度和激光功率. 2A12铝合金激光封边焊缝的显微组织自熔合线向上依次呈现较粗大的胞状树枝晶、细小的胞状树枝晶和等轴晶. 在熔合线附近和过渡区域,强化相沿晶界分布;而在焊缝中心区域,还有少量强化相分布于晶粒内部. 与正离焦量相比,负离焦量时,焊缝的晶粒尺寸较大并且镁元素烧损也更加严重,使得强化相CuMgAl₂含量降低,导致强化效果减弱和焊缝硬度降低. 离焦量为 + 2 mm和?2 mm时,激光封边焊接的气密性均良好.     

激光功率对304不锈钢薄板搭接接头组织和性能的影响

研究了在1.2 mm/s焊接速度下,激光功率对304不锈钢薄板搭接接头组织和性能的影响。结果表明,焊缝区熔合线附近组织为树枝晶组织,焊缝中心为等轴晶,随着激光功率的提高,枝晶变长,枝晶间距变大,等轴晶区域减小,晶粒粗化。焊缝区的显微硬度随激光功率的提高而增大,高于母材硬度。不同激光功率条件下制备的接头强度不同,激光功率为5 kW时,接头的抗拉强度最优,略高于母材的强度。     

超细晶ZK60镁合金的数控搅拌摩擦焊研究

采用不同工艺参数进行了超细晶ZK60镁合金的数控搅拌摩擦焊,并对接头的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能进行了测试与分析。结果表明,随着旋转速度R与焊接速度v比值的增大,超细晶ZK60镁合金焊接接头的抗拉强度、冲击韧性和耐腐蚀性能均呈现出先增大后减小;从提高焊接接头综合性能出发,优选的焊接工艺参数为:R/v值为12.5,轴肩压力1 350 N,主轴倾角1.5°。