焊接工艺对2024铝合金接头组织与性能的影响

研究了分别采用熔化极氩弧焊(MIG)和钨极氩孤焊(TIG)进行2024铝合金焊接的工艺,并对在两种工艺条件下获得的接头的力学性能和微观组织结构进行测试分析.试验结果表明,MIG焊接头的抗拉强度达到母材抗拉强度的60%以上,而TIG焊接头的抗扭强度只达到母材抗拉强度的50%,这是由于MIG焊接头焊缝组织要比TIG焊接头焊缝组织细小,晶界处共晶相数量明显减少,晶内析出了很多细小的共晶相,有利于提高接头强度;且MIG焊的热输入比TIG焊的热输入小,MIG接头软化程度也比TIG焊要小.因此在试验条件下,MIG焊工艺获得接头的性能要优于TIG焊接头.     

2219铝合金复合热源焊接工艺及接头性能

采用填丝TIG焊、激光辅助TIG复合焊、激光-高频脉冲TIG复合焊三种焊接工艺进行6 mm厚的2219铝合金焊接试验,研究了焊接工艺与接头组织和性能的相关性.结果表明,与填丝TIG焊接工艺相比,激光辅助TIG复合焊、激光-高频脉冲TIG复合焊两种复合热源焊接工艺提高了焊接速度,显著减少了热输入,细化了焊缝组织,减少了晶...     

高强铝合金TIG和MIG焊接接头组织与耐腐蚀性能的研究

为研究不同焊接形式对高强铝合金焊接接头组织与耐蚀性能的影响,本文采用金相组织观察、力学性能测试、电化学测试及失重试验研究了手工TIG、半自动MIG和机器人MIG三种焊接方式的高强铝合金焊接接头组织与耐蚀性能。结果表明,焊核区受热输入的影响使组织晶粒粗大,导致材料的硬度下降,其中半自动MIG焊核区的晶粒相比于其他两种焊接方式的细小。热影响区由于受到热循环的作用,晶粒长大,硬度相比于母材有所降低。热影响区的腐蚀电位按照半自动MIG、手工TIG和机器人MIG的顺序依次降低,焊核区的腐蚀电位按手工TIG、半自动MIG和机器人MIG的顺序依次下降。焊核区主要发生点蚀和晶间腐蚀。     

高速列车6N01侧墙激光复合焊接头软化行为分析

采用激光-电弧复合焊工艺焊接高速列车侧墙6N01铝合金型材,并对焊接接头的软化行为进行分析. 通过拉伸试验、显微硬度测试、微观金相试验和拉伸断口SEM试验,系统分析激光-电弧复合焊焊接接头软化行为,并与目前生产中应用的MIG焊接头的性能进行对比. 结果表明,采用复合焊,焊接接头强度均较MIG焊接头的强度提升10%以上,HAZ的软化区较MIG焊的减小了40%～60%;激光复合焊接头金相组织晶粒更细小,第二相质点数量多而且弥散细小,MIG焊热影响区晶粒长大倾向较大,强化相质点数量少并且尺寸较大. 采用激光-电弧复合焊方法对高速列车车体的侧墙所发生的焊接接头软化有较大的改善.     

6082铝合金中厚板高频脉冲MIG对接焊接头的组织和性能分析

采用高频脉冲MIG焊进行6082-T6铝合金15 mm中厚板对接焊，研究接头成形、微观组织和力学性能。接头条件为：坡口角度40°，焊接间隙1 mm，钝边0.5 mm,3层3道。结果表明：与常规脉冲MIG焊（深熔焊模式）相比，在相同的接头条件、焊接热输入降低约11%的状况下（常规脉冲MIG焊热输入为17.12 kJ/cm，高频脉冲MIG焊热输入为15.21 kJ/cm），高频脉冲MIG深熔焊的根部熔深增加约14%，两种焊接方法接头的组织类型相同，均为α-Al基体+化合物析出相，但常规脉冲MIG焊接头过热区的晶粒明显较为粗大；拉伸试样均断在热影响区处，断口呈典型的韧性断裂形貌，高频脉冲MIG接头的强度系数约为79%，较常规脉冲MIG焊接头的高出约4%；侧弯试样弯曲180°后，受拉面均无裂纹，焊接接头的塑性及熔合良好。对于6082-T6铝合金15 mm板厚的对接接头，高频脉冲MIG焊的焊接成形及接头的组织和性能优于常规脉冲MIG焊。     

热输入对铝合金双脉冲MIG焊接头性能的影响

采用双脉冲MIG焊技术对6061-T6铝合金进行对接连接,研究热输入对焊接过程、接头显微组织结构及力学性能的影响. 结果表明,在一定热输入范围内,双脉冲MIG焊焊接过程稳定,飞溅极少,焊缝呈现为美观的鱼鳞纹. 热输入较小时,焊接接头存在明显的未熔合和气孔缺陷,造成抗拉强度较低. 随着热输入的增加,焊接接头的热影响区宽度和熔合区晶粒尺寸逐渐增大,未熔合和气孔缺陷减少,抗拉强度显著提高.     

脉冲MIG焊对7N01铝合金焊接接头组织及力学性能的影响

采用金相、硬度、拉伸和微型剪切试验研究了7N01S-T5铝合金单脉冲MIG焊、双脉冲MIG焊和超微弧焊三种焊接工艺条件下焊接接头的组织及力学性能.结果表明,焊接热影响区晶粒长大,且析出强化相出现在晶界处;双脉冲MIG焊焊接接头系数高于单脉冲焊和超微弧焊,超微弧焊接接头韧性优于单脉冲和双脉冲焊接接头.     

7N01铝合金脉冲MIG焊与直流CMT焊多次补焊试验

高速列车用7N01铝合金有较大热裂纹倾向,而补焊时该问题更突出.分别采用脉冲MIG焊和低热输入直流CMT焊对4 mm厚7N01铝合金对接接头进行1次、2次、3次补焊,分析了补焊焊接接头的宏观成形、微观组织和硬度.结果表明,脉冲MIG补焊时下塌量和熔宽均大于直流CMT补焊,脉冲MIG补焊焊道与先焊焊缝微观组织界面明显,先焊焊缝晶粒粗大且晶界发生重熔,熔合区变宽,而直流CMT补焊焊道界面不明显,焊缝微观组织晶粒细小,熔合区无明显变化;脉冲MIG焊3次补焊后软化现象较直流CMT补焊严重.采用直流CMT焊进行7N01铝合金补焊,可有效降低热裂纹倾向并缓解接头性能下降.     

铝合金激光-多股绞合焊丝MIG复合焊接头组织与性能分析

选用1 × 3结构的ER5356铝合金多股绞合焊丝,进行5A06铝合金激光-多股绞合焊丝MIG复合焊对接试验,通过金相、扫描电镜、电子背散射衍射、拉伸和硬度测试等方法对20 mm厚焊接接头的微观组织和力学性能相关性进行分析. 结果表明,铝合金激光-多股绞合焊丝MIG复合焊工艺性较好,焊缝主要由α(Al)基体和弥散分布的Al₃Mg₂第二相组成,焊缝中心区以等轴晶为主,晶粒的平均尺寸为34.83 μm;热影响区晶粒细小,存在回复再结晶,晶粒的平均尺寸为10.21 μm. 焊接接头硬度在75 ~ 90 HV之间,其中熔合区硬度值最低,为母材硬度值的84.6 %;焊接接头平均抗拉强度292 MPa,为母材抗拉强度的84 %,拉伸试件断口断裂位置为熔合区附近,呈现出韧性断裂特征.     

6082-T6铝合金CMT+P焊与双脉冲MIG焊的接头组织及性能对比分析

对3 mm厚6082-T6铝合金型材采用冷金属过渡+脉冲焊(CMT+P)和双脉冲熔化极气体保护焊(MIG)两种焊接工艺进行了对接接头焊接试验,并对这两种工艺获得的焊接接头的力学性能和微观组织进行了评价。结果表明:采用CMT+P焊接工艺获得的焊接接头的强度优于双脉冲MIG焊接接头的强度; CMT+P焊焊缝软化现象较双脉冲MIG焊有明显改善; CMT+P焊焊缝熔合区比双脉冲MIG焊的焊缝熔合区窄,焊缝区晶粒更细小均匀,在双脉冲MIG焊缝热影响区产生晶间液化裂纹。采用CMT+P焊可以获得更优良的6082-T6铝合金型材焊接接头。     

高速列车用厚板铝合金CMT焊接工艺

针对低热输入、高质量焊接技术的需求,研究厚板铝合金多层多道冷金属过渡技术(cold matal transter,CMT)焊接工艺和脉冲MIG焊接工艺的区别,对CMT焊接和脉冲MIG焊接进行热循环曲线测量,焊接接头拉伸、弯曲、硬度等常规力学性能试验和接头微观组织分析.结果表明,铝合金厚板焊接时相对脉冲MIG焊接方法,CMT方法焊接温度场低,焊接接头软化明显减弱,冲击韧性得到提高,厚板多层多道焊接接头组织明显改善,晶粒明显细化.试验表明CMT焊接方法可获得相对脉冲焊接更加优良的铝合金焊接接头.     

一种T6态Al-13.0Si-0.7Mg合金的焊接性分析

分别采用ER4047和ER5183焊丝对T6态的Al-13.0Si-0.7Mg合金进行平板对接试验,为了降低热输入的影响,使用双脉冲MIG双面焊成形工艺,确定了两种焊丝对应的焊接工艺参数并且获得了良好的焊缝成形.鱼骨状热裂纹试验说明该种合金及两种焊丝对该合金的抗热裂性能良好.在此基础之上,对焊接接头进行金相组织观察和力学性能测试.结果表明,两种焊丝对应的焊接接头显微组织的差别较大;拉伸试验表明两种焊丝的接头强度为母材的70%左右,显微硬度测试结果表明焊缝热影响区存在软化现象.     

焊丝成分对6082-T6铝合金焊接接头组织和性能的影响

采用ER5356和ER5087焊丝对12 mm厚6082-T6铝合金进行熔化极惰性气体保护焊(MIG)后,通过显微硬度测试、拉伸力学性能测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)等研究焊丝成分对焊接接头力学性能与显微组织的影响。结果表明:采用ER5087焊丝焊接的6082-T6铝合金焊接接头焊缝区晶粒更细小;抗拉强度、屈服强度、断后伸长率以及焊接系数均高于ER5356焊丝焊接的6082-T6铝合金焊接接头的;两种焊丝焊接的6082-T6铝合金焊接接头的硬度最低区域与拉伸断裂位置均在距离焊缝中心10~15 mm处的热影响区,该区域β″强化相聚集长大、粗化,导致析出相强化作用减弱,成为焊接接头性能最薄弱区域。     

2219铝合金不同气氛下TIG焊焊接接头组织性能

为研究氦弧TIG焊焊缝质量,对比分析了2219铝合金氦弧TIG焊与氩弧TIG焊焊缝成形及组织性能.结果表明,在背部熔宽相同的条件下,氦弧TIG焊焊缝正面熔宽、下塌量及热影响区宽度均小于氩弧TIG焊,氦弧TIG焊与氩弧TIG焊焊缝的微观组织及第二相组织基本相似,焊缝区晶粒为等轴晶,热影响区晶粒为粗大的板条状,组织为粗大的α铝基体与金属间化合物Al₂Cu及少量的共晶组织,焊缝区的第二相组织明显多于热影响区,无法发挥弥散强化的作用.氦弧TIG焊与氩弧TIG焊焊接接头的断裂方式均为韧性断裂,抗拉强度基本保持一致,氦弧TIG焊焊接接头的断裂总延伸率高于氩弧TIG焊,维氏硬度高于氩弧TIG焊焊缝的硬度.     

焊丝成分对2519铝合金焊缝组织与性能的影响

采用ER4047焊丝及ER2319焊丝对2519铝合金进行熔化极惰性气体保护焊(MIG),并对焊接接头的力学性能和焊缝组织进行了分析.结果表明,用ER2319焊丝焊接的焊接接头的力学性能优于ER4047焊丝;ER2319焊丝细化了焊缝区的组织;2519铝合金焊接接头的抗拉强度低于母材,焊缝处是焊接接头的最薄弱环节,其次是焊接热影响区内的软化区,θ'相粒子受热影响而粗化是形成软化区的主要原因.     

厚壁焊接钛管的等离子填丝+脉冲TIG双枪焊接工艺研究

钛及钛合金厚壁焊管是海水淡化和海洋工程等行业的主要部件.采用前置直流等离子填丝+后置脉冲TIG电弧的双枪焊法,无耦合的等离子焊+TIG焊形式利用等离子弧焊与TIG焊的优点实现了大口径壁厚4 mm的TA1焊接钛管的优质、稳定焊接.结果表明,随着等离子气体流量的增加,直流等离子填丝焊的熔深增加,厚壁钛管全熔透;后置TIG电...     

紫外光对铝合金焊接接头腐蚀行为的影响

通过光学显微镜分析研究了6061铝合金熔化极惰性气体保护焊(metal inter gas welding, MIG焊)和搅拌摩擦焊(friction stir welding, FSW)对接头组织的影响.结合极化曲线测试，比较了紫外光照射与暗态对预沉积NaCl的基材及焊接接头腐蚀行为影响的差异.结果表明，MIG焊接头组织均匀性较差，焊缝Mg含量远高于母材，使得表现出较差的热力学稳定性.紫外光照射加速了铝合金焊接接头的腐蚀，尤其是明显加速了MIG焊接头的腐蚀.30天的紫外光照射对FSW接头的影响与母材相近.这些影响与材料本身的耐腐蚀性能及铝合金表面形成的半导体性质腐蚀产物密切有关.     

奥氏体不锈钢焊缝金属的电化学腐蚀性能

采用PASTAT30型恒电位仪测试了SUS 316奥氏体不锈钢钨极氩弧焊TIG,熔化极氩弧焊MIG和钨极氩弧焊加填丝TIG M焊缝金属的电化学腐蚀性能.结果表明,在质量分数9.8%H2SO4溶液中,母材及焊缝的抗电化学腐蚀能力由大到小的顺序为母材＞TIG M焊缝＞MIG焊缝＞TIG焊缝,在质量分数5.0%HCl溶液中为母材＞MIG焊缝＞TIG M焊缝＞TIG焊缝,由此可知TIG焊缝金属的抗腐蚀能力最弱.由Tafel曲线可知,SUS316奥氏体不锈钢在H2SO4溶液中的钝化区间较长,在HCl溶液中的钝化区间很短暂,所以不锈钢在盐酸溶液比硫酸溶液中抗腐蚀性能差.晶间腐蚀试验结果与9.8%H2SO4溶液中电化学腐蚀试验结果相同.