AZ61镁合金薄板TIG焊接头的组织和性能

对3mm厚的AZ61镁合金薄板采用AZ31、AZ61两种焊丝进行TIG焊,探讨焊丝成分对焊接接头组织和性能的影响。通过光镜、扫描电镜、X-ray和力学性能测试等手段,分析了两种焊丝所焊接头的外观形貌、显微组织、焊缝析出相和力学性能等的差异。结果表明:采用这两种焊丝都能获得无明显缺陷的焊接接头,AZ61焊丝的焊缝宏观形貌优于AZ31。焊缝区组织为细小等轴晶,主要存在α-Mg和β-Mg17Al12两种相,热影响区组织较粗大。采用AZ31焊丝接头的焊缝区和热影响区硬度均低于母材;采用AZ61焊丝的接头与母材相比焊缝区硬度值较高而热影响区硬度较低。拉伸断裂位置均为热影响区粗晶区。     

变形镁合金TIG焊接头组织和力学性能研究

采用TIG焊、使用与母材同质的焊丝对4.6mm厚的AZ31B变形镁合金进行焊接,利用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、电子拉伸试验机等手段对焊接接头的显微组织、元素分布、断口形貌、接头硬度和强度等进行了分析.结果表明:焊缝区为细小的等轴晶,组织为α-Mg固溶体和网状分布的B-Mg17Al12金属间化合物;接头硬度分布不均匀,焊缝区最高,热影响区最低;焊缝区Mg元素烧损,Al含量较高;接头抗拉强度达到220MPa,是母材的93%,断裂发生在热影响区,断口形貌为韧-脆混合断裂.     

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。     

AZ61A镁合金搅拌摩擦焊接头组织与性能研究

通过拉伸、弯曲、金相、硬度以及脉动拉伸对采用搅拌摩擦焊焊接工艺的型号为AZ61A的4 mm镁合金进行焊接性能研究。试验结果表明:4 mm拉伸试件的断裂位置均位于热影响区,抗拉强度满足标准要求;所有的面弯和背弯试件均未出现断裂,弯曲性能较好;搅拌摩擦焊接头热影响区部分晶粒有所长大,焊核区为细小的等轴晶,组织由α(Mg)相和沿晶界分布的β(Mg17Al12)相组成,热机影响区晶粒大小不均匀,可观察到较明显的塑性流变带结构;焊核区的硬度分布近似为均值,且与母材的相差不大,热影响区的硬度最低;从脉动疲劳试验结果可以判定断裂位置在热影响区,为韧性断裂和准解理断裂的组合。     

AZ61A镁合金等离子焊接头组织与性能

通过拉伸、硬度、弯曲试验和金相组织分析,研究AZ61A镁合金等离子焊接头的拉伸性能、硬度、弯曲性能和金相显微组织。结果表明,拉伸试件的断裂处均位于焊缝区,抗拉强度值分别为220MPa和223MPa,且Rm(W)/Rm(pm)0.7,满足试验要求;所有弯曲试件均未出现断裂,弯曲性能良好;等离子焊所获得的接头热影响区窄且晶粒粗大,焊缝区晶粒细小,组织由α相及其上弥散分布着的灰色点状物Mg17Al12组成;焊缝区整体硬度高于热影响区和母材,热影响区基本未发生软化。     

6082厚板铝合金TIG焊工艺试验及应用

通过拉伸、弯曲、硬度等试验及金相组织分析,对采用TIG焊的6082厚板铝合金焊接接头组织和性能进行研究。结果表明:采用TIG焊的焊接试样的断裂位置位于热影响区,试样抗拉强度低于母材抗拉强度,约为母材的50%,但能满足产品焊缝位置的设计强度要求;试样有良好的弯曲性能,焊缝及母材的硬度变化不大,热影响区软化现象明显;焊缝组织呈等轴枝晶分布,熔合区组织为晶粒粗大的柱状晶,基体的晶粒沿轧制方向延长呈纤维状。通过各种试验和分析,TIG焊接接头抗拉强度虽低于母材抗拉强度,但能满足产品设计强度,根据产品结构特点及设计强度要求,厚板6082铝合金可采用TIG焊。     

镁合金厚板载流搅拌摩擦焊接头的组织与力学性能

采用载流搅拌摩擦焊方法进行20 mm厚AZ31B镁合金厚板的单面单道次对接焊实验,并测试和分析接头内部缺陷、金相组织、物相组成和力学性能。结果表明:该方法可以使镁合金厚板获得较佳质量的焊接接头;接头焊核区由α-Mg相组成且晶粒显著细化;接头系数达94.5%,接头正弯强度、背弯强度和冲击吸收功分别达到母材的122.5%、103.8%、168%;接头硬度最低值位于前进侧热影响区。     

AZ31B镁合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能

对我国航天工业中常用的6.6 mm厚的AZ31B镁合金进行了搅拌摩擦焊试验,获得了型面良好、表面质量光滑、检测无缺陷的焊接接头。对比分析了镁合金在不同工艺参数下的焊接接头拉伸、硬度以及断裂等力学性能;同时,研究了AZ31B镁合金搅拌摩擦焊在不同区域的显微组织结构。结果表明,焊接接头抗拉强度达到250 MPa,为母材的89.3%,焊接接头硬度大于母材硬度,接头断裂位置位于前进边热力影响区附近;焊核区晶粒大小均匀,热力影响区晶粒大小不一,存在焊核区塑性流动和搅拌头的转动双重作用结构,从而论证了航天AZ31B镁合金搅拌摩擦焊的可行性。     

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.     

铜夹层AZ31B/TC4异种金属TIG熔钎焊研究

以厚度50μm的纯铜箔作中间层,利用交流TIG熔钎焊方法对AZ31B镁合金和TC4钛合金进行搭接焊,观察分析了焊接接头的宏观形貌及显微组织,测定了焊接接头的元素分布及抗拉强度。结果表明,在电流70 A、焊接速度120 mm/min的条件下可以实现镁钛异种金属的可靠连接,熔钎焊接头由焊缝区、镁合金母材的热影响区和镁/钛界面结合区三部分组成,其中镁/钛界面结合区呈锯齿状嵌入式结构,其显微组织由α-Ti、α-Mg及沿α-Mg晶界分布的Mg-Cu-Al共晶体组成;试样拉伸断裂发生在焊缝区与热影响区的交接处,抗拉强度达到140 MPa,锯齿状嵌入式结构提高了镁/钛界面结合强度。     

AZ31镁合金TIG焊接接头疲劳性能试验研究

采用TIG焊对厚度10 mm的AZ31镁合金板材进行对接焊和十字角接焊。对母材、对接接头、十字角接接头的静载抗拉强度和疲劳性能进行了试验,分析了焊接组织对焊接接头的抗拉强度和疲劳强度的影响。结果表明:AZ31镁合金母材、对接接头、十字角接接头的静载抗拉强度分别为254.3、186.1、213.4 MPa,焊接接头的抗拉强度均低于母材的抗拉强度。焊接热影响区存在典型的过热组织,晶粒粗大,焊缝区域主要为晶粒细小的铸造急冷组织。母材、对接接头和十字角接接头在2×10~6循环次数下的疲劳强度分别为58.3、26.1、18.2 MPa,焊接接头的疲劳强度远低于母材的疲劳强度。疲劳裂纹主要萌生于焊缝表面的气孔位置,焊缝区晶粒间沉淀相的减少是疲劳裂纹产生和扩展的主要原因。     

AZ31镁合金氦-氩混合气体TIG焊接头组织和力学性能研究

以氦-氩混合气体为保护气氛，对AZ31镁合金板材进行了TIG焊，并对焊接接头的显微组织、力学性能进行了测试。结果表明，焊缝区全部由均匀细小的等轴晶组成，热影响区组织较粗大；热影响区的硬度明显比母材低，焊缝区的显微硬度和母材相近；焊件的抗拉强度为母材的68．6％，断裂发生在热影响区，属于韧-脆混合断裂。     

焊接速度对AZ31镁合金TIG焊焊接接头微观组织和力学性能的影响

研究了厚度为5 mm的AZ31镁合金板的钨极氩弧焊焊接性能,分析了焊接速度对焊缝微观组织和拉伸强度的影响。结果表明,AZ3镁合金TIG焊焊接热输入随着焊接速度的降低而增大,加大了焊缝熔深和熔宽,有效提高了接头的力学性能。随着焊接速度降低至70 mm/min,过大热输入导致了熔合区晶粒的粗化,并且增大了第二相(β-Mg17Al12)的尺寸与体积分数,降低了接头强度。     

AZ31B镁合金熔焊接头弯曲变形行为研究

采用与母材同质的焊丝对AZ31B镁合金板材进行手工钨极氩弧焊,利用专门设计的模具对镁合金熔焊接头进行423K弯曲变形试验,通过光学显微镜、扫描电镜及拉伸试验机等手段,研究了弯曲前、后的AZ31B镁合金熔焊接头的微观组织及力学性能.结果表明:AZ31B镁合金熔焊接头经423K弯曲变形后,焊缝区和热影响区都出现了一定的孪晶,接头热影响区铸态枝晶组织转变为细小的孪晶组织,孪生成为接头主要的变形机制;焊缝近表面处孪晶密度比中部密度大,焊缝及热影响区晶粒明显得到细化;接头抗拉强度由原先的178MPa增加至216MPa,伸长率由7％提高到9％.     

AZ31B镁合金焊接接头组织特征及力学性能

采用钨极氩弧焊(TIG)焊接AZ31B镁合金,研究了焊接接头的微观组织,并分析了接头的力学性能.结果表明,选择45-60A焊接电流,快速填丝焊可使焊接接头的力学性能达到母材的90％以上,焊接性能良好.拉伸试验中,焊接试样断裂位置多发生在晶粒粗大的热影响区,经扫描电子显微镜(SEM)分析,接头呈韧性-脆性混合断裂.     

喷丸对镁/钢焊接接头微观组织和力学性能的影响

采用TIG电弧为热源,AZ31B镁合金焊丝为填充材料,对AZ31B镁合金和镀锌双相钢进行熔钎焊连接。焊后采用高能喷丸工艺对镁/钢焊接接头进行强化处理,结合BSE、XRD、光学显微镜以及万能拉伸试验机等检测方法对AZ31B镁合金和镀锌双相钢的TIG熔钎焊接头微观组织和力学性能进行研究。结果表明:当喷丸强度为0.10 MPa时,镁/钢接头具有最大抗拉强度242 MPa,接头熔焊区的平均晶粒尺寸减小至34μm,且接头最大残余压应力达到81MPa;接头断裂位置位于镁合金母材,断面呈现良好的塑性断裂特征。     

不同焊接方法下AZ31B镁合金焊接接头组织性能研究

针对3 mm厚的AZ31B镁合金分别进行了MIG焊、 FSW焊和CMT焊对接试验,对3种焊接方法下焊接接头的组织和力学性能进行了对比分析。结果表明, CMT焊焊接接头的抗拉强度和显微硬度比MIG焊、 FSW焊焊接接头的抗拉强度和显微硬度高;拉伸时CMT焊焊接接头断裂在母材,而MIG焊、 FSW焊焊接接头断裂在焊接接头。CMT焊有大量小颗粒状的第二相β-Al12Mg17, MIG焊焊缝金属中的β-Al12Mg17晶粒粗大,分布不均匀, FSW焊焊缝金属中没有β-Al12Mg17,但焊核区晶粒比母材晶粒细小。     

06Cr25Ni20奥氏体不锈钢钢管焊接接头的组织和性能

通过拉伸和维氏硬度测试以及金相分析,对8 mm厚的06Cr25Ni20奥氏体不锈钢钢管焊接接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明:采用?2.5 mm H0Cr26Ni21焊丝进行TIG打底焊、?4 mm A402焊条进行SWAW填充焊和盖面焊的焊接接头性能良好,焊缝区和热影响区硬度都略高于母材;焊缝组织为奥氏体+少量铁素体组织,热影响区为粗大奥氏体组织;拉伸断裂于母材区域,为韧性断裂;并且焊接接头的抗拉强度高于母材抗拉强度,能达到560MPa。     

AZ31B镁合金CMT焊接接头组织与力学性能

对厚度3 mm的挤压态AZ31B镁合金板材进行CMT对焊,焊接工艺参数为:直径1.6 mm WE-33M焊丝、送丝速度6 m/min、焊接电流76 A、焊接速度0.8 m/min、焊缝间隙1.5 mm,焊接过程稳定、无飞溅,焊缝成形良好。在此焊接工艺下对焊接接头的微观组织、显微硬度、力学性能和拉伸断口形貌进行了观察。结果表明,焊缝组织晶粒细小,焊缝区的显微硬度最高,平均约为86 HV,热影响区硬度约为62 HV,母材区的显微硬度约为65 HV。焊接接头最大抗拉强度为248.8 MPa,伸长率7.16%,分别为母材的96.7%和98.6%。断裂位置位于母材区,属于韧性断裂。     

单一活性剂对AZ31B镁合金薄板A-TIG焊的影响

针对镁合金AZ31B,选取氧化物Al_2O_3、氯化物CdCl_2、氟化物AlF_3为活性剂进行活性焊接试验。通过涂覆不同活性剂后,分别采用5 mm板材表面堆焊和2 mm板对接焊试验分析其对焊缝熔深、表面形貌和焊接接头微观组织及力学性能的影响。试验结果表明,堆焊试验中所选活性剂对焊缝表面成型影响各不相同,但均能增加焊缝熔深,其中CdCl_2效果最好;对接焊试验中,活性焊接头强度与普通TIG焊相当,所有拉伸试件均在热影响区断裂;焊接接头仍然为混合断裂方式。