镁合金焊接接头的力学性能

随着镬合金应用的日益广泛，其焊接接头的力学性能也受到人们的重视。介绍和分析了采用不同焊接方法时焊接接头的力学性能。并提出一些看法，对镬合金焊接接头力学性能的研究有一定促进作用。     

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.     

AZ91D镁合金TIG焊接接头组织及性能研究

使用与母材AZ91D镁合金同质焊丝进行TIG焊接.采用金相显微镜、X射线衍射仪、拉伸试验机、布氏硬度计等分析测试手段对接头的组织特征、相组成和力学性能进行分析.结果表明:焊接电流为140 A,氩气流量12 L/min时,焊接接头的抗拉强度为母材的80%左右,断裂发生在热影响区.焊缝区组织是比母材晶粒细小、更均匀的等轴晶.X射线衍射表明该区由α-Mg固溶体和Mg17Al12相组成.     

镁合金活性TIG焊焊接接头组织特征分析

对活性化焊接(A-TIG)方法在镁合金焊接中的应用进行了初步的探讨。选取TiO2作为活性剂，研究了单一活性剂TiO2对镁合金焊接后微观组织的影响。试验结果表明，涂敷单一活性剂TiO2可以使焊缝熔深比常规的TIG焊增加2倍。与未涂敷活性剂的焊缝相比，涂敷TiO2活性剂可以增大焊接的熔深，减小熔宽。     

AZ91B镁合金TIG焊接头组织与性能

使用AZ61和AZ91焊丝TIG焊AZ91B镁合金均可获得组织致密、焊缝与母材结合良好的焊接接头。焊缝组织由分枝发达、呈雪化状的α枝晶以及晶间(α Mg17Al2)低熔点共晶体组成；熔合区组织由细小的α-Mg等轴晶和晶间共晶体组成；热影响区组织接近母材，由粗大的α-Mg树枝品和分布于其间的α Mg17Al2共晶体组成。由于焊接过程中镁的过热蒸发，导致焊缝相对含Al量升高，共晶体含量增多，从而使焊缝热裂纹倾向增大。使用ER AZ61焊接AZ91B合金更易获得抗热裂性能高、与母材成分和组织一致性好的接头；而且接头抗拉强度和伸长率也较高。     

AZ71镁合金TIG焊焊接接头微观组织与力学性能

采用钨极氩弧焊接方法对2.2mm厚镁合金AZ71薄板进行焊接加工。焊后对接头进行拉伸试验和硬度测试,结果表明:采用90A的电流焊接时,接头抗拉性能最好(281.23MPa),达到母材的89.58%。断裂发生在焊缝区,焊接接头断口呈准解理断口,接近解理断口;母材断裂为延性断裂,断口呈韧窝断口;焊缝区显微硬度最高,其次是母材,热影响区硬度最低。     

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.     

纵向直流磁场对AZ31镁合金TIG焊焊接接头组织及性能的影响

为了改善镁合金焊接性差的特点,在对AZ31镁合金进行TIG焊接过程中加入纵向直流磁场,系统分析了不同励磁电流对焊接接头各部分的影响规律.结果发现,与不加磁场的情况相比,引入磁场后接头组织发生明显变化,焊缝组织得到细化,析出第二相的数量明显增多,并且大部分以球状颗粒的形式析出于枝晶界上;热影响区组织粗大的现象得到了很好的控制;从焊缝经熔合区向热影响区过渡时出现的共晶相数量有逐渐减少的趋势.通过X射线衍射结果可知,焊缝主要由α-Mg和β-Al12Mg17两相组成.在适当的焊接工艺参数条件下,当磁场电流为 4 A 时,焊接接头的抗拉强度和硬度均显著提高,从而提高了AZ31镁合金焊接接头的综合力学性能.     

镁合金TIG焊过程热输入对接头组织的影响

以AZ31镁合金为研究对象,分析了不同焊接热输入对TIG焊接头微观组织的影响.结果表明,当热输入较大时,熔池液态金属的高温停留时间过长,冷却速度慢,焊接接头的过热问题较为严重,从而造成焊缝金属的组织晶粒长大,热影响区的宽度明显变大;而热影响区的粗大晶粒,降低了接头的性能,是接头断裂的危险区.     

异种镁合金激光焊接接头分析

采用CO2激光对三种镁合金AZ31、NZ30K、ZK60进行焊接,并通过光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及拉伸试验机对其焊接接头的微观组织和力学性能进行了分析和测试。结果表明,异种镁合金采用激光焊接均能得到良好的焊缝,其焊接接头的抗拉强度均小于母材的抗拉强度。元素分析表明,接头熔合区均存在明显的元素浓度梯度分布。     

厚板AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊接接头的组织与性能

对10mm厚板A231镁合金成功进行了搅拌摩擦焊接,获得成形良好、表面光滑、无裂纹、无气孔的焊接接头.研究该搅拌摩擦焊接头不同区域的显微组织特征,并通过拉伸、冲击和硬度试验分析了焊接接头的力学性能.结果表明,焊缝中心区是均匀细小的等轴晶粒,热力影响区晶粒大小不均匀,存在较明显的塑性流变带结构;焊接接头的抗拉强度达到母材的80%以上,焊接接头的冲击韧性比母材高,焊接接头的显微硬度比母材稍有降低,焊接接头具有较好的力学性能,说明搅拌摩擦焊是焊接厚板镁合金的一种有效方法.     

镁合金TIG焊工艺

分析了镁合金的焊接特点和焊接性,指出了目前镁合金熔化焊接时的难点.针对镁合金的TIG焊方法,从焊缝组织、极性选择、氩气流量以及工艺参数、缺陷修复等方面做了全面阐述.指出了镁合金TIG焊的不足之处和研究重点.     

30mm厚钛合金TC4磁控电弧窄间隙TIG焊接接头组织及力学性能研究

对30 mm厚钛合金TC4板材进行磁控电弧窄间隙TIG焊接试验,并对其接头组织与力学性能进行检测分析,包括金相组织、拉伸强度、冲击韧性及显微硬度。通过优化焊接工艺试验,得到了外观成形美观、保护效果良好,未见宏观缺陷的窄间隙焊接接头。焊缝显微组织主要由片状α相、β相及细针状马氏体α′相组成。磁控电弧窄间隙TIG焊接中电弧在窄间隙坡口中进行周期性摆动,能够降低焊接热输入的同时保证侧壁充分熔合,得到的热影响区与常规TIG焊接方法相比要窄,宽度大约为1～2 mm。对接头进行拉伸试验,断裂位置均在焊缝处,断裂方式为韧性断裂,接头抗拉强度可达到母材的96%以上。接头热影响区硬度值最高,焊缝中心区显微硬度最低,整个接头的硬度峰值出现在热影响区的粗晶区,但未见明显的硬化及软化区域。     

新型Al-Mg-Mn-Er合金TIG焊接头的微观组织及力学性能

对一种Al-Mg-Mn-Er合金薄板进行TIG填丝焊接,并研究接头的微观组织以及力学性能. 结果表明,焊缝中心为等轴树枝晶,熔合线附近未出现典型的联生结晶形貌,而是存在着一个宽度约为100 μm的细晶带,热影响区出现再结晶组织. 焊缝中的析出相主要以初生Al₃Er的形式存在,与母材相比,焊缝中初生Al₃Er的尺寸更加细小,分布更加均匀,焊缝中次生Al₃Er的数量相对较少,而且这些次生Al₃Er是焊接时母材中未熔化而保留下来的. 焊接区和热影响区的硬度均低于母材,其中焊缝区的硬度最低. 随着焊接热输入的增加,接头的抗拉强度先增加后减小,当焊接热输入为218 J/mm时,接头的抗拉强度最高,达到母材的71.4%,试样的断裂位置均位于焊缝区,断口形貌呈现韧性断裂特征.     

热处理对Al-Li-Cu合金TIG焊接头组织及力学性能的影响

Al-Li-Cu合金TIG焊后接头软化较为严重，强度仅为母材的55％，为了解决这一问题，研究了焊后固溶 时效热处理对接头组织及力学性能的影响。结果表明，焊后热处理可提高接头的强度，焊态接头经520℃固溶1h 150℃时效10h后强度系数高于0．64。但在接头强化的同时，母材却受到了一定程度的弱化，试件经520℃固溶1h 176℃时效10h后，母材处的强度弱化到初始强度的3l％，随着时效温度的提高和时效时间的延长，试件母材部位的弱化程度随之增大。     

镁合金AZ91D焊接接头组织与性能

在镁合金(AZ91D)TIG焊接头中,同质焊缝的相组成主要为α-Mg和β-Al12Mg17;β-Al12Mg17非连续地分布于α-Mg的晶界;β-Al12Mg17的体积分数为7.3%.焊接热影响区(特别是近缝区)最突出的显微组织特点是晶粒粗化和连续分布于晶界的β-Al12Mg17金属间化合物.由于晶粒细化焊缝区硬度值高于母材,而热影响区的硬度值则明显低于母材.与母材相比(σb=156 MPa,δ=4.8%),同质焊缝金属有更高的力学性能(σb=192 MPa,δ=4.9%).焊接接头的力学性能明显低于母材,接头强度为母材强度的69%;接头塑性为母材的72%;断裂主要发生在热影响区的近缝区.降低焊接热输入有利于改善焊接接头的力学性能.     

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.     

一种镁锂合金的TIG焊接组织与力学性能(英文)

以氩气为保护气体,用同种合金的焊丝对一种2mm厚的超轻镁锂合金板进行TIG焊接,研究焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,与母材相比,焊缝区晶粒细小,热影响区晶粒粗大。焊件的抗拉强度为母材的84%,断裂发生在热影响区,属于韧-脆混合性断裂。焊接后,焊缝区的Al和Ce在晶界处富集。     

两种TIG焊工艺对LD10接头力学性能的影响

对5.5 mm厚度的LD10(2A14-T6)铝合金进行了两种工艺的TIG焊接,采用热电偶测定了接头的热循环曲线,分析了不同工艺对接头力学性能的影响.结果表明,两面三层焊热影响区中同一点先后经历三次热循环,导致过时效区硬度大幅下降,拉伸时断裂于此;焊缝区各层所经历的热过程不同,导致其硬度起伏较大.与两面三层焊相比,单面两层焊有更高的抗拉强度,为358.3 MPa,热影响区范围窄,且过时效区硬度比三层焊时高,但焊缝中气孔和晶界网状分布的第二相的存在使焊缝和接头的塑性相对降低.