补焊对5754铝合金焊接接头组织和性能的影响

气体绝缘输电线路的外壳需具有良好的焊接质量,如有焊接缺陷,必须补焊修复,但这可能影响焊接接头的性能。为揭示焊缝修补对焊接接头性能的影响,对可用于制作气体绝缘输电线路外壳的尺寸为10 mm×125 mm×500 mm的5754铝合金试板进行了1～3次的补焊试验,检测了未补焊和补焊的焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:未补焊和补焊1、2、3次的接头热影响区均发生了再结晶,焊缝区均为胞状树枝晶,补焊的接头晶粒比未补焊的接头粗大,且随着补焊次数的增加,晶粒更为粗大。此外,补焊和未补焊的接头热影响区均发生软化,抗拉强度为母材的80%～85%,拉伸试样均断裂在热影响区。未补焊和补焊1次、2次的接头的抗拉强度高于退火态母材的抗拉强度,但硬度相差不大;补焊3次的接头硬度最低。未补焊和补焊的接头的热影响区硬度最低。     

2219铝合金搅拌摩擦焊焊缝顶锻式摩擦塞补焊接头性能分析

采用顶锻式摩擦塞补焊方法对10 mm厚2219铝合金搅拌摩擦焊焊缝用2219铝合金塞棒进行了补焊,研究得出塞棒锥角大于塞孔锥角的配合方式能有效避免缺陷的产生。对塞补焊接头的微观组织、常温和低温力学性能、显微硬度和断口形貌进行了分析。结果表明,塞补焊接头分为塞棒区、焊核区、热力影响区、热影响区和母材区5部分,焊核为细小的等轴再结晶组织,热力影响区晶粒发生粗化长大和弯曲变形,热影响区组织晶粒结构与母材相似。塞补焊接头的低温抗拉强度和断后伸长率基本达到搅拌摩擦焊接头的性能。塞补焊接头显微硬度分析表明,焊核区硬度最高,最低硬度值出现在热力影响区。     

低碳钢管道不停输补焊接头的显微组织

在试验管道上,采用Q235低碳钢进行管道不停榆补焊研究,对比了不停输补焊和停榆补焊焊接接头显微组织的变化,并研究了管道内水的流速对接头显微组织的影响.研究结果表明,低碳钢管道不停输补焊时,管内流动介质不断带走焊接区的热量导致焊接接头快速冷却,焊缝及粗晶区的晶粒形状和显微组织较停输焊接的有很大变化.焊缝的主要组织由晶界先共析铁素体和晶内针状铁素体组成,晶界先共析铁素体形态为细长的长条状,而且形成了沿晶界铁素体向晶内生长的不平衡组织侧板条铁素体.粗晶区的原奥氏体晶粒尺寸较停输补焊时有所减小,但形成了魏氏组织铁素体、粒状贝氏体和马氏体等不平衡组织,而且水流速度越大,粗晶区的高温停留时间越短,越容易形成不平衡组织.     

补焊次数对A6N01S-T5铝合金对接接头微观组织与力学性能的影响

对A6N01S-T5铝合金进行一次焊接和三次补焊试验,系统分析补焊次数对接头微观组织和力学性能的影响。结果表明,焊缝区由α-Al以及(α-Al+Mg_2Si)的伪共晶组织构成;随着补焊次数的增加,焊缝区组织变化不大,热影响区产生过时效现象形成软化区。焊缝区显微硬度高于热影响区,且随补焊次数的增加热影响区范围增大,显微硬度值下降;这主要与热影响区过时效现象加剧有关。补焊对焊接接头抗拉强度和弯曲性能影响较小,而对延伸率影响较大;随着补焊次数的增加,延伸率不断下降。拉伸试样均断裂于热影响区,为接头力学性能的薄弱部分。     

多次补焊对5083-H111铝合金焊接接头组织与性能的影响

通过拉伸、弯曲和硬度等试验以及金相显微组织分析,研究多次补焊对5083-H111铝合金焊接接头组织与性能的影响。结果表明:未补焊和一次补焊~四次补焊时拉伸试件均断于焊缝,接头抗拉强度随补焊次数增加变化不大,并且均满足相关标准要求;未补焊和一次补焊~四次补焊焊接接头均具有良好的弯曲性能;未补焊和一次补焊~四次补焊时熔合线接头各区域硬度值变化不大,均无明显软化现象;接头各个区域的显微组织在补焊前后无明显变化。     

异种铝合金摩擦塞补焊工艺与组织性能

采用顶锻式摩擦塞补焊方法,以2219-T6铝合金为塞棒材料,分别对8 mm厚2024-T3和7075-T6两种铝合金FSW接头进行了摩擦塞补焊试验研究,深入探讨了不同焊接压力下塞补焊接头的微观组织、显微硬度、力学性能及断口形貌特征. 结果表明,塞棒和母材或FSW焊缝是由等轴晶进行过渡,获得了紧密结合的接头,热力影响区和热影响区晶粒发生长大. 整个塞补焊接头塞棒区软化最严重,硬度在85 ~ 95 HV之间. 2024铝合金塞补焊接头抗拉强度和断后伸长率分别达到了母材的70%和65%以上,7075铝合金塞补焊接头抗拉强度和断后伸长率分别达到了母材的62%和48%以上. 塞补焊接头断裂模式为韧性特征.     

LD10铝合金熔焊接头缺陷的拉锻式摩擦塞补焊

采用拉锻式摩擦塞补焊方法对4 mm厚的LD10铝合金熔焊接头缺陷进行了补焊,焊后对塞补焊接头的微观组织和力学性能进行了分析。研究结果表明,摩擦塞补焊接头分为焊缝区、热影响区和母材区三部分,焊缝由细小的等轴再结晶组织构成。选择合适的焊接参数和接头结构,塞补焊接头的抗拉强度可以达到310 MPa,达到或超过熔焊接头的强度。塞补焊接头断裂位置分析表明,塞补焊后接头多断裂于塞补焊焊缝外侧的熔焊区域。     

燃气管道焊接修复残余应力的有限元分析

运用大型有限元分析软件ABAQUS的热-力耦合功能,对20钢燃气管道全补焊和局部补焊修复方式进行有限元模拟,获得了这两种修复方式焊接接头的残余应力分布情况。同时对内压与焊接残余应力共同作用下的补焊接头进行有限元分析。结果表明,采用全补焊方法修复后的燃气管道焊接接头残余应力明显小于局部补焊;而且在内压与焊接残余应力共同作用下,全补焊接头有较低的拉应力。这说明全补焊接头的承载性能更好,同时降低了燃气管道应力腐蚀开裂的可能性,适合工程应用。研究结果为优化燃气管道焊接修复工艺提供了理论基础。     

多次补焊对铝合金型材焊接接头力学性能的影响

针对中空铝合金挤压型材6005A薄壁对接接头在焊态下和分别进行1~3次焊接修补后的拉伸、弯曲、硬度和疲劳性能进行了测试实验和对比分析。结果表明,与焊态下相比,焊缝金属经过1~3次补焊后,焊接接头的抗拉强度和弯曲性能均符合标准规定的要求,接头延伸率变化不大但都低于母材延伸率。在焊态下和分别经过1次、2次补焊后,接头在寿命107周次条件下的疲劳极限也符合规范要求,但经3次补焊后的接头的疲劳极限未能达到要求值。硬度和拉伸实验均表明,在焊接接头的热影响区存在过时效软化区,且软化区为整个焊接接头最为薄弱的环节。     

焊后热处理对铝/钢焊接接头组织和显微硬度的影响

选用脉冲旁路耦合电弧焊以ER4043铝合金丝作为填充材料进行铝/钢异种金属的搭接焊,焊接接头分别在270℃和350℃下进行焊后热处理。采用扫描电镜观察焊接接头微观组织,使用能谱仪和显微硬度测试仪测试热处理前后焊接接头不同区域合金元素的扩散情况和硬度分布情况。结果表明:焊后热处理会使焊接接头中的合金成分产生均匀化扩散,350℃热处理后焊接接头焊趾区生成了一层金属间化合物Fe_2Al_5Zn_(0.4);270℃热处理后焊接接头焊缝金属组织的硬度分布均匀,焊趾区组织硬度变化较小,这有利于防止焊接接头产生应力集中、提高焊接接头的力学性能。     

A7N01铝合金焊接接头的补焊性能分析

以高速列车用A7N01铝合金原始焊接接头和一次补焊接头为研究对象,通过残余应力测试、拉伸试验、硬度试验、金相分析以及断裂韧度测试等手段对补焊前后焊接接头力学性能进行了研究,基于断裂力学理论对补焊前后焊接接头进行了力学性能测试和显微组织分析,依据试验结果对补焊前后构件临界失稳断裂长度进行计算,由金相分析结果假定补焊前后初始裂纹长度,利用Paris公式对含有初始缺陷的补焊前后焊接接头进行疲劳剩余寿命计算,计算结果说明尽管补焊工艺一定程度造成了材料性能损失,在存在裂纹的情况下依然是一种有效的提高构件承载能力的方法.     

不同环境压力下X65管线钢焊接接头的组织及硬度

对API X65管线钢进行模拟高压干法水下焊接,对不同环境压力条件下(0.1,0.3,0.5,0.7 MPa)焊接接头的显微组织及硬度进行测试,分析环境压力对焊接接头组织和性能的影响。结果表明:X65管线钢的组织由铁素体、珠光体和上贝氏体组成。不同环境压力下焊缝的显微组织均为铁素体、珠光体和少量的碳化物;热影响区的组织均为针状铁素体和少量的珠光体。热影响区熔合线附近的硬度较高,远离融合线处硬度降低,并逐渐接近母材金属的硬度。环境压力对焊接接头的显微组织及硬度的影响不大。     

ZM6铸造镁合金氩弧焊补焊特性与接头组织及性能

大尺寸、复杂结构的ZM6镁合金铸件极易出现裂纹、疏松、气孔和夹杂等铸造缺陷，开发高质量补焊修复技术将有助于推动其更广泛的应用。利用钨极氩弧焊（TIG）补焊技术，针对不同尺寸的圆形坡口，采用优化的焊前预热措施、焊接工艺参数和焊后热处理工艺，对ZM6铸造镁合金TIG补焊焊缝成形、接头组织特征和力学性能进行分析。研究结果表明，针对直径10～40 mm的坡口，采用焊前200℃预热1 h和160 A焊接电流，可以获得无裂纹、无气孔、无未熔合缺陷的补焊接头。补焊接头焊缝区晶粒细化，晶粒尺寸为30～40μm；热影响区宽度较窄，但晶粒发生长大，团簇状析出相明显减少，因此热影响区硬度最低。随着坡口尺寸增大，焊缝区和热影响区的硬度均发生下降，试样拉伸强度降低。拉伸试样主要断裂于热影响区，平均抗拉强度和延伸率达母材的93.7%和95.1%。     

补焊对6082铝合金焊接接头组织和性能的影响

通过拉伸、弯曲、硬度及等试验及金相组织分析,对未补焊和补焊1次的6082铝合金MIG焊焊接接头组织和性能进行了研究.结果表明:未补焊和补焊1次试样的断裂位置均位于热影响区,补焊1次时抗拉强度明显下降,但仍满足试验标准的要求;二者都有良好的弯曲性能;补焊对焊缝和母材的硬度影响不大,补焊1次时软化现象更显著;未补焊和补焊1次时焊缝和熔合区的显微组织无显著变化.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,α(A1)固溶体基体上均匀分布大量的强化相Mg2Si.     

6061铝合金搅拌摩擦焊沟槽及隧道缺陷补焊工艺研究

搅拌摩擦焊焊接过程中,因焊接参数选取不当或设备稳定性不足时,焊接接头中就会产生沟槽、隧道等缺陷。文中选用6061铝合金车体材料,采用不同工艺对沟槽、隧道缺陷进行补焊,并对补焊后接头的组织性能进行分析。结果表明,采用TIG+FSW(friction stir welding,搅拌摩擦焊)或TIG+FSSW(Friction stir spot welding,搅拌摩擦点焊)焊接工艺可以对沟槽、隧道等缺陷实现补焊。且补焊后可以得到焊接变形小、强度高、塑性好的接头,不同的补焊工艺对接头的组织和硬度影响不大。     

采用FSW与MIG工艺补焊6005A-T6铝合金的接头力学性能

针对6005A-T6铝合金型材搅拌摩擦焊接头缺陷补焊的应用要求,研究搅拌摩擦焊(FSW)补焊和熔化极气体保护焊(MIG)补焊工艺,对两种补焊接头的力学性能进行分析。结果表明:FSW补焊与MIG补焊方法均可以消除FSW接头缺陷,两种补焊接头的强度均达到无缺陷的FSW接头强度的88%以上,FSW补焊接头的平均抗拉强度为216.72 MPa,平均屈服强度为145.5 MPa,略高于MIG补焊接头的平均抗拉强度(206.2 MPa)和平均屈服强度(134.07 MPa)。两种补焊的接头硬度最低值都出现在热影响区,最高值都出现在母材区。     

两种热处理状态2219铝合金对接接头补焊特性

开展了运载火箭贮箱用2219铝合金CYS与C10S两种热处理状态VPTIG接头补焊研究,通过试验对补焊接头力学性能及微观组织进行分析。结果表明,焊接接头随补焊次数的增加,接头常温、低温断后伸长率均有不同程度的下降,一次补焊、二次补焊低温断后伸长率下降幅度分别为16. 7%,24. 6%。拉伸过程中,试样断裂位置均发生在焊接接头CYS侧熔合区,2219铝合金CYS态一侧熔合区晶粒度明显大于C10S态一侧。微观组织分析表明,接头力学性能下降的原因为补焊热循环导致共晶相发生晶间偏析,晶间的脆性共晶相长大,热影响区组织晶界相较母材原始组织同样发生长大现象,焊核区枝晶数量增加,熔合区、热影响区组织不同程度的长大共同导致了接头断后伸长率降低。     

2219铝合金FSW焊缝摩擦塞补焊接头性能分析

采用顶锻式摩擦塞补焊方法,对8 mm厚2219-T87铝合金FSW焊缝进行了摩擦塞补焊试验研究,深入探讨摩擦塞补焊接头的微观组织、常温和低温力学性能、硬度及断口形貌变化特征. 结果表明,摩擦塞补焊接头具有明显的组织不均匀性,主要由塞棒区、塞棒热力影响区、再结晶区、母材热力影响区、热影响区和母材区组成;母材热力影响区晶粒具有显著变形特征, 其硬度最低为85 HV,是整个接头的薄弱部分. 摩擦塞补焊接头的常温和低温抗拉强度均达到FSW接头的80%以上,断后伸长率达到70%以上,其断裂模式为韧性特征.     

2219-T87铝合金拉锻式摩擦塞补焊接头组织及性能

对6 mm厚的2219-T87铝合金板进行了拉锻式摩擦塞补焊试验,对焊接接头的微观组织、显微硬度、抗拉强度及拉伸断口进行了观察与测试. 结果表明,采用优化的摩擦塞补焊工艺可实现2219-T87铝合金母材和2219-T87铝合金塞棒的冶金连接. 拉锻式摩擦塞补焊过程中,塞棒承受拉应力,应优化接头设计和焊接工艺参数从而防止塞棒被拉断. 未焊合是接头的主要缺陷,易出现在接头的近上表面处. 焊缝区发生明显软化,最低硬度出现在靠近连接界面的塞棒热力影响区,最低值为84.4 HV. 接头的抗拉强度可达326.4 MPa,断后伸长率可达4.45%,抗拉强度和断后伸长率分别为母材的71.7%和44.5%,拉伸断口呈韧窝形貌.     

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.