ZL205A铝合金MIG焊接接头的组织与性能研究

研究了ZL205A铸造铝合金金属极惰性气体保护焊焊接接头的力学性能和显微组织。结果表明,ZL205A铝合金焊接性能较好,焊接过程为亚射流过渡形式,可以得到成形良好无缺陷的焊接接头。焊接接头的焊缝区为树枝状铸造组织,熔合区靠近焊缝一侧为柱状晶,靠近热影响区一侧为细小的等轴晶组织,热影响区由于受焊接热循环作用晶粒变粗大。焊缝区的冲击韧度较高,是热影响区和母材冲击韧度的2倍。焊接接头的硬度分布较为均匀。     

7020铝合金MIG焊焊接接头的组织与性能

采用显微硬度及拉伸力学性能测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、微区X射线衍射(Micro XRD)研究经ER5356焊丝金属极惰性气体保护焊(Metal inert gas,MIG)的7020铝合金厚板焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明:7020铝合金MIG焊焊接接头的抗拉强度为268 MPa,屈服强度为231 MPa,伸长率为4.5%,焊接系数约为0.7;焊接接头的焊缝区为树枝状铸造组织;熔合区靠近焊缝一侧为柱状晶,靠近热影响区一侧为细小的等轴晶组织;热影响区为发生了部分再结晶的纤维组织;基材为明显的纤维组织。焊缝区的铸态组织导致其成为焊接接头最薄弱的位置,η′(MgZn2)相粗化导致热影响区内离焊缝中心约30 mm的位置形成硬度较低的软化区。     

Q235钢与316不锈钢异种钢焊接接头组织及力学性能的研究

采用手工电弧焊,填充A307焊条,对Q235钢和316不锈钢进行焊接,得到两种钢的焊接接头。利用金相显微镜对焊接接头的不同区域进行显微组织分析,通过扫描电镜能谱仪对焊接接头进行元素扫描,利用维氏硬度计对焊接接头的硬度进行测定。结果表明:在Q235钢和316不锈钢焊接接头中,焊缝组织呈柱状晶生长,在近焊缝一侧Q235钢中产生脱碳层而软化,在近Q235焊缝一侧出现增碳层而硬化,靠近焊缝的Q235钢热影响区出现针状铁素体组织,热影响区晶粒相对较粗大。316不锈钢热影响区和母材区组织均为奥氏体,Q235钢母材区组织为铁素体与珠光体。通过线扫描发现镍、铬元素在焊缝区域分布基本均匀。焊接接头中焊缝区硬度最高,约为195HV,Q235钢的硬度最低,约为121HV。     

6005A-5083异种铝合金激光-MIG复合焊接

采用激光-MIG复合焊接方法对高速列车用6005A-5083异种铝合金进行焊接,分析焊接接头的显微组织及力学性能。研究结果表明,焊缝组织对异种铝合金材料的适应性良好,靠近5083铝合金的焊缝微观组织与靠近6005A铝合金的焊缝微观组织特征相同;5083铝合金与6005A铝合金的硬度分布有明显差别,5083铝合金的热影响区宽1 mm,6005A铝合金的热影响区宽10.5 mm,6005A铝合金热影响区的软化区是整个接头硬度最低的部位;接头平均抗拉强度225 MPa,拉伸试样在6005A铝合金热影响区的软化区发生断裂;接头抗弯性能良好;6005A铝合金的热影响区冲击功最高,焊缝的冲击功最低。     

2219铝合金薄板拉延件与锻件焊接接头的组织和性能分析

针对2219铝合金薄板拉延件与锻件的对接,采用TIG焊接工艺进行焊接,分析了接头的组织形貌、硬度分布特点、力学性能和断裂特征。研究结果表明,拉延件和锻件焊接接头靠近熔合线的焊缝区组织基本相同,均是由柱状枝晶和等轴晶组成,靠近熔合线的热影响区组织不同,拉延件一侧的板条状组织呈现组织和性能上互不相同的若干小区,锻件一侧的晶粒形状不规则,比拉延件一侧更粗大,晶界边更长。焊接接头的焊缝区硬度最低,两边热影响区的硬度呈波浪式上升并最终上升至母材硬度,拉延件比锻件的接头软化区更宽,塑性更好。焊接接头抗拉强度平均值可达到305.58 MPa,δ5伸长率平均值可达到5.21%。接头通常断裂在锻件一侧熔合线处,断口的大、小韧窝交错排列,一部分韧窝较深,撕裂棱较多,一部分韧窝较浅,具有层状撕裂形貌。     

不同脉冲频率对A6N01铝合金焊接接头组织的影响

研究不同脉冲频率对A6N01铝合金焊接接头焊缝成形、微观组织的影响。结果表明,不同的脉冲频率对焊缝成形、缺陷无明显影响;不同脉冲频率焊接接头的焊缝微观组织均为典型树枝状晶组成的铸态组织,熔合区靠近焊缝一侧为柱状晶组织,靠近基体一侧为等轴晶组织,热影响区部分晶粒较母材晶粒粗大;母材为典型的再结晶组织。可以考虑选择不同的脉冲频率进行焊接。     

喷射成形7055铝合金MIG焊接头组织与力学性能

对喷射成形和热挤压工艺制备的7055铝合金进行MIG焊焊接试验。对焊接接头组织及其力学性能进行了研究,试验结果表明:焊缝组织主要为树枝状晶,熔合区靠近焊缝一侧为柱状晶,靠近热影响区一侧为等轴晶,热影响区为粗大的等轴晶组织;接头的抗拉强度为112.5 MPa,焊接系数约为0.68;拉伸断口扫描观察显示,接头的断裂特征呈现为韧性断裂和脆性断裂。     

6005A-5083铝合金焊接接头的微观组织与力学性能研究

为提高接头质量和可靠性,通过微观组织观察、室温拉伸、硬度、疲劳等试验对6005A-5083焊接接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明:6005A-5083铝合金焊接接头焊缝成形良好,无明显焊接缺陷,焊缝组织未见异常。6005A侧熔合区存在轻微的Mg元素偏析,5083侧合金元素分布均匀。接头抗拉强度、屈服强度和伸长率的平均值分别为181MPa、115MPa、7.2%,其断口呈现韧性断裂特征,通过S-N曲线拟合得到的疲劳极限不低于75 MPa。焊接接头焊缝区域、5083侧热影响区、6005A侧热影响区宽度分别约为10mm、10mm和35mm。该焊接接头存在软化区,6005A侧熔合区为较薄弱环节。     

高速列车用6A01-T5铝合金MIG焊接接头软化行为研究

利用万能材料拉伸试验机、显微硬度计、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱仪等设备研究了6A01-T5铝合金MIG焊接接头的微观组织与力学性能,重点针对其软化行为进行了分析。结果表明,焊缝心部为等轴晶的典型铸态组织,靠近熔合线附近的焊缝为柱状晶组织。在距离两侧熔合线约6 mm处的热影响区均存在一软化区,为焊接接头的最薄弱区。焊接接头抗拉强度159 MPa,断后伸长率10.2%,断裂位置为硬度最低的软化区。软化区受焊接热影响产生过时效作用,Mg_2Si析出相聚集长大是导致该区域硬度降低的主要因素。     

7055喷射成形高强铝合金激光焊接头组织及性能

采用激光焊接对2 mm厚喷射成形的7055-T76511铝合金进行焊接试验。通过显微硬度和拉伸试验测试焊接接头的力学性能,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)以及X射线衍射(XRD)分析焊接接头的微观组织。结果表明,7055铝合金激光焊接头无明显的软化区,焊缝显微硬度最低,约为130~140 HV,接头的抗拉强度372 MPa,伸长率4.1%。焊缝组织有明显的三个区(热影响区、熔合区和焊缝区)。热影响区组织是产生了部分再结晶的等轴晶粒;熔合区由于非均匀形核形成了等轴非枝晶区(non-dendritic equiaxed grain zone,EQZ),晶粒尺寸3~8μm;焊缝区靠近熔合线为柱状枝晶,中心为胞状枝晶。     

焊接电流对TC4钛合金窄间隙TIG焊缝成形及组织的影响

对30 mm厚的TC4钛合金板材进行窄间隙TIG单层填丝焊试验,研究了焊接电流对焊缝成形的影响,分析了焊接接头的显微组织和显微硬度。试验结果表明:随着焊接电流的增加,焊缝熔深、熔宽增加,焊缝表面下凹程度增大,但是焊缝熔宽增加幅度较小;焊缝区晶粒发生严重粗化,主要为粗大的柱状晶,其显微组织均为针状马氏体α'组织;靠近焊缝区侧的热影响区晶粒比靠近母材侧的粗化程度大。焊接接头显微硬度分布相似,焊缝区硬度稍高于母材硬度,并未存在明显的软化区;峰值硬度出现在热影响区,随着焊接电流增加,热影响区峰值硬度降低。     

X70大变形钢焊接接头热影响区软化及其影响研究

通过电子拉伸、硬度测试以及金相组织分析,对X70大变形管线钢焊接接头的力学性能及显微组织进行了深入研究。结果表明,X70焊接接头均断裂于焊缝附近(近缝区);X70焊接接头热影响区粗晶区存在明显的软化,焊接接头上表面硬度损失大于下表面,最大硬度损失达28 HV0.2,但下表面软化区宽度大于上表面。X70焊接接头热影响区粗晶区大量粗大的粒状贝氏体和准多边形铁素体的存在是导致焊接接头热影响区软化并断裂于焊缝附近(近缝区)的主要内因。     

DP590高强钢激光焊接接头组织与显微硬度分析

使用YAG型光纤激光器对DP590钢进行激光焊接试验,研究了焊接接头的微观组织和显微硬度。结果表明:激光输出功率为3 k W,焊接速度为3、4、5 m/min时,焊接接头外观形貌较好,没有出现裂纹、气孔。随着焊接速度的增大,焊接接头的焊缝区和热影响区的宽度逐渐减小。焊缝中心的组织为板条状的马氏体,靠近焊缝热影响区的组织为马氏体和少量的铁素体,靠近母材热影响区的组织为马氏体和大量的铁素体。接头焊缝区的显微硬度明显高于母材,焊缝中心的最高硬度为380 HV。焊接接头的硬度从焊缝到母材呈逐渐减小的趋势。     

AerMet100焊丝焊接的30CrMnSiNi2A接头组织和力学性能研究

采用Aer Met100焊丝对航空用超高强度钢30Cr Mn Si Ni2A进行了焊接,对焊接接头的微观组织和力学性能进行了研究。结果表明,焊缝区域组织主要由粗大的柱状晶和枝晶或细小的等轴晶组成。靠近焊缝的热影响区的过热区为粗大的马氏体组织,随着距离焊缝距离的增大,热影响区的组织逐步转变为细小的马氏体和贝氏体的混合组织。焊接热影响区边缘的组织为回火索氏体。焊接接头的抗拉强度可达1200 MPa,伸长率大于5%,并且焊接接头试样的断裂位置在焊接热影响区的边缘。     

一种新型镍基耐蚀合金与625合金异种金属焊接接头的组织和力学性能

对一种新型镍基耐蚀合金X-2#与625合金手工氩弧焊接接头进行拉伸性能和硬度的测试,并结合OM,SEM和EDS分析等手段研究了焊接接头的组织和性能.结果表明,X-2#/625异种金属焊接焊缝重熔区等轴晶组织增多,有利于提高焊缝区强度.X-2#合金一侧熔合区组织过渡良好,而625合金一侧晶界有Nb C和Laves相析出,影响材料的力学性能.热影响区在靠近重熔区附近的晶粒由于受2次热循环的影响,出现晶粒长大现象,而X-2#合金一侧热影响区的热稳定性较好.625合金母材晶粒细小导致其热影响区晶粒长大明显,从而使625合金一侧热影响区的Vickers硬度值降低.X-2#/625焊接接头在室温到700℃下的抗拉强度均低于2侧母材,焊缝区为接头最薄弱环节,断口形貌均为韧窝状的韧性断口.     

ZL205A高强铸造铝合金焊接接头的组织与性能研究

试验研究了ZL205A高强铸造铝合金手工钨极氩弧焊焊接接头的力学性能和显微组织。结果表明,ZL205A铝合金焊接性能较好,由于焊接热循环,焊接接头的力学性能远低于母材的力学性能。焊接接头中焊缝硬度值最低,焊缝拉伸性能最差,因此焊缝为焊接接头最薄弱区。焊接接头热影响区内的软化区由于过时效导致强化相聚集长大,性能较差,是焊接接头中第二薄弱区。焊接接头经过T5处理,提高了接头的强度。     

7075/5A06异种铝合金TIG焊接头的显微组织和力学性能

采用BJ380A和ER4043铝合金焊丝进行7075/5A06异种铝合金TIG焊对接试验,并对接头的显微组织和力学性能进行分析。结果表明:焊缝无裂纹,但存在分散的气孔;7075母材一侧热影响区晶粒长大较5A06母材一侧的明显,且采用BJ380A焊丝获得的焊缝晶粒较采用ER4043焊丝获得的焊缝晶粒粗大。采用两种焊丝获得的接头抗拉强度均为220 MPa左右,约为5A06铝合金母材的70%,且接头均断裂于焊缝处。显微硬度测试时,7075母材一侧热影响区出现软化现象,而5A06母材一侧热影响区出现硬化现象。另外,采用ER4043焊丝获得的焊缝硬度大于采用BJ380A焊丝获得的焊缝硬度。     

TC4/TC18异种钛合金焊接头的组织性能研究及数值模拟

通过TIG焊对TC4/TC18异种钛合金进行焊接,利用光学显微镜、显微维氏硬度计和拉伸试验机,研究了焊接电流对异种钛合金焊接接头显微组织和力学性能的影响。结果表明,在不同的焊接电流下,母材至焊缝中心的显微组织变化规律是一致的,随着电流的增大,TC4侧热影响区显微组织变化不大,TC18侧热影响区晶粒先长大后减小。焊后TC18母材一侧热影响区出现软化现象,而TC4母材一侧热影响区出现硬化现象。拉伸断口均靠近TC18热影响区一侧,焊接头的抗拉强度均高于母材的73%。基于SYSWELD焊接模拟软件,模拟得出TC4/TC18的焊接头残余应力集中在TC18侧热影响区,与拉伸试验断裂结果相吻合。     

TC4钛合金焊接接头的组织和性能分析

采用3种不同焊接工艺对3.0 mm厚的TC4钛合金进行TIG焊,利用OM,XRD,SEM,EDS等手段对接头的显微组织进行分析,并通过万能试验机、洛氏硬度仪测定其力学性能。结果表明,TC4钛合金由初始α相和β相组成,热影响区组织为α′相和初始α相,焊缝由粗大的针状α′马氏体组成,最大尺寸晶粒出现在焊缝区;焊缝硬度与母材的相当,热影响区硬度分布不均匀,在靠近熔合区的粗晶区存在一个软化区,硬度达到接头的最低值。焊接接头的室温抗拉强度与母材的接近,断裂位置在熔合区附近的粗晶区,断裂形式为脆性断裂;采用焊接电流130 A,焊接速度9.2 m/h和热输入617.2 J/mm的工艺参数时,TC4合金T1G焊焊接接头性能优于其他工艺条件下所得接头的性能。     

X80管线钢热丝TIG焊接接头显微组织和力学性能

采用热丝TIG焊对X80钢板进行对接,并研究了接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊缝区主要为针状铁素体(AF)组织,热影响区粗晶区主要为贝氏体铁素体(BF)和粒状贝氏体(GB)组织,细晶区主要是多边形铁素体(PF)和少量贝氏体组成;焊接接头的平均抗拉强度为643 MPa,断裂在母材区;在-30℃时焊缝区的冲击吸收功高于热影响区,焊缝主要是韧脆混合断裂为主,而HAZ主要以脆性断裂为主。焊缝区的硬度较高,焊接接头HAZ存在硬化和软化现象。