铝合金浮动式双轴肩FSW接头组织性能分析

对12 mm厚6082-T6铝合金浮动式双轴肩搅拌摩擦焊接头微观组织及力学性能进行了分析研究.结果表明,焊核区发生了动态再结晶和沉淀相溶解,热影响区晶粒和沉淀相粗化;沿焊缝横截面硬度的分布呈高-低-高-低-高的W形分布趋势,且接头沿厚度方向上、中、下层硬度分布趋势较为一致,硬度最低值出现在热影响区;断口形貌分析表明,接头断裂模式为韧-脆混合型断裂;主轴旋转频率600 r/min,焊接速度为300 mm/min,搅拌头倾角为0°时,接头抗拉强度达到了231 MPa,可达母材的79%.     

6061铝合金FSW接头与MIG焊接头对比试验

采用搅拌摩擦焊(FSW)和MIG焊分别对6061铝合金板进行了焊接试验,测试了焊接接头的强度,观察了焊接接头的金相组织,并进行了接头的硬度分布测试.结果表明,搅拌摩擦焊接头抗拉强度高达212.05 MPa,是母材抗拉强度的86％,比MIG焊的接头强度略高.焊接接头软化区宽度比MIG焊接头软化宽度窄.6061铝合金母材为典型的轧制组织,焊核区为细小的等轴晶组织,MIG焊接头焊缝为柱状晶组织.     

厚板铝合金FSW和MIG焊接接头疲劳性能

对厚度10 mm的6082-T6铝合金搅拌摩擦焊(FSW)和MIG焊接接头的疲劳强度进行了试验研究,并与6082-T6母材疲劳性能进行了对比分析.结果表明,6082-T6母材的疲劳S-N曲线最高、MIG焊接接头S-N曲线度最低,而FSW接头的疲劳S-N曲线近似位于两者之间;在高应力区FSW疲劳强度低于MIG焊接接头、而在低应力区高于MIG焊接接头.大部分FSW试样疲劳裂纹启始于焊缝根部的"弱连接"缺陷,采用机械加工去掉1.4 mm厚度焊缝根部材料后,FSW疲劳强度明显提高并接近母材数据.厚板6082-T6铝合金FSW焊缝根部质量控制是影响疲劳性能的关键因素.     

7003铝合金FSW焊接接头组织与性能研究

以生产轨道车辆常用的7003铝合金型材为研究对象,采用搅拌摩擦焊(FSW)工艺焊接,480℃2 h固溶和150℃2 h人工时效后室温停放72 h,探讨焊接接头的组织和性能。通过慢应变速率拉伸试验、常温拉伸试验、显微维氏硬度测试、扫描电镜测试等分析,对母材和焊缝的抗腐蚀性能、力学性能及微观组织形貌进行分析。结果表明:当慢应变速率为1×10-6s-1时,母材的应力腐蚀因子为2. 73%,焊缝样的为4. 93%,焊接接头未发现晶间腐蚀,且接头的导电率和抗拉强度、伸长率分别为32. 4%IACS、382. 7 N/mm2、7.8%。     

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.     

6082铝合金激光-MIG复合焊接工艺及接头组织性能

激光焊接为动力电池铝合金薄板焊接提供了有效技术手段,然而传统激光焊接工艺在高焊接速度要求下易产生飞溅、气孔等缺陷,影响构件的服役性能. 文中开展可调环形光斑激光搭接焊工艺调控研究,阐明了中心-环形激光功率对焊缝成形的影响规律,在此基础上,确定了无飞溅、少气孔、大搭接面熔宽的高速稳定焊接工艺窗口. 在上述工艺窗口范围内,以小熔深波动与大搭接面熔宽作为目标,基于Kriging模型与NSGA-Ⅱ遗传算法开展多目标工艺参数优化. 经验证,在焊接速度70 mm/s以上,焊缝成形质量进一步得到提升,搭接面熔宽提高8.89%、熔深波动小于10%、无明显成形缺陷.

     

低合金高强钢焊接接头组织性能研究

本文结合实际生产条件根据“低强匹配”原则,选取JM-100焊丝搭配WQ960高强钢的Ar（80％）＋CO2（20％）混合气体保护焊工艺,在无预热、层间温度小于150℃的条件下进行多层多道焊接。对WQ960高强钢焊接接头进行了拉伸、冲击力学性能试验,并利用光学显微镜对WQ960高强钢的焊接接头的微观组织及断口进行分析。研究了焊接热输入对接头强度、焊缝和冲击韧性的影响,分析了微观组织对接头强韧性的影响以及该钢在实际生产条件下的焊接适应性。测试结果表明,在本试验条件下该钢力学性能良好,接头最大抗拉强度为865．3MPa,-20℃条件下的冲击功为50～66J,达到设计要求。     

5059铝镁合金TIG焊接接头组织性能研究

通过开展5059铝镁合金4 mm自动TIG焊对比试验,当热输入为13.8 kJ/cm时,焊缝组织为尺寸较大的等轴晶组织,晶内呈树支状生长,平均晶粒度约为2.56级,焊缝区域能谱（EDS）发现第二相含有7.78%Mg、9.20%Mn,接头的抗拉强度低于330 MPa。当降低热输入为12.5 kJ/cm时,通过调整焊接压力架工装的工作状态,保证焊接试板有效压紧,提高焊缝冷却速度,焊缝组织为尺寸较小的等轴晶组织,呈条状规则排列,平均晶粒度约为4.91级,焊缝区域能谱（EDS）发现第二相含有11.10%Mg、8.86%Mn,接头中形成含有Mg、Mn的金属化合物强化相,弥散地分布在铝基体中,且Mg、Mn元素含量较高,焊缝区显微硬度可达到基材显微硬度的90%以上,接头的抗拉强度满足规定值（大于330 MPa）。     

超声冲击处理2024铝合金焊接接头组织性能研究(英文)

用手工氩弧焊,ER5356焊丝对2024铝合金板进行了焊接,采用超声冲击处理技术对焊接接头的焊缝、焊趾、热影响区及母材进行了全覆盖超声冲击处理,通过对处理和未处理的接头组织和力学性能进行观察和测试分析,研究了超声冲击处理提高铝合金焊接接头强度的机理。超声冲击处理可在接头表层形成尺寸均匀、取向随机分布的细晶组织,大幅消除了气孔、缩松等焊接缺陷,组织更加致密。与未处理试样相比,超声冲击处理试样的抗拉强度提高了17.4%,伸长率增加了28%,未经超声冲击处理的铝合金焊接接头断裂均发生在焊趾和熔合区,属于脆性断裂,而处理后断口均在焊缝中部断面,并在强化层处发生了45°转折,属于韧脆混合断裂。超声冲击处理形成的塑性变形层和晶粒细化,以及降低接头表层气孔、缩松等焊接缺陷的作用是其改善焊接接头力学性能的主要原因。     

高强钢板焊接工艺及焊接接头组织性能研究

为满足某工程对高强韧钢板S700MC进行大批量焊接的要求,保证焊接质量,在工程初期对其焊接工艺及焊接接头组织性能进了试验研究.结果表明:从保证S700MC接头韧性角度考虑,热输入应控制在1.5 kJ/mm以下,同时不推荐焊后热处理,如果采取热处理,温度可考虑选择530℃以下.     

工业纯锆焊接接头组织性能

采用钨极氩弧焊技术焊接工业纯锆R60702,对焊接接头分别进行300℃和550℃退火处理。用挂片失重法测定了接头在醋酸+2%KI+200 ppm NaCl混合介质中的腐蚀率,分析了试样腐蚀后表面形貌及腐蚀机理。结果表明:在醋酸混合介质中,接头的耐蚀性较母材优异;随腐蚀液浓度的增大,温度升高,焊后未热处理、经300℃退火处理和550℃退火处理三种状态下接头腐蚀率均呈增大趋势;在腐蚀液浓度、温度一定的条件下,焊后不经过处理、经300℃退火处理和550℃退火处理接头的腐蚀率依次增大;母材和接头在醋酸+2%KI+200 ppm NaCl混合介质中的腐蚀方式为点蚀。     

基于焊接机器人的铝合金厚板FSW接头性能

采用基于焊接机器人的新型搅拌摩擦焊机,进行了35 mm厚的5083铝合金板材的单道次对接焊试验,并与普通搅拌摩擦焊机所得接头进行了显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的对比与分析。结果表明,与普通搅拌摩擦焊机相比,基于焊接机器人的新型搅拌摩擦焊机获得接头的接头效率从66%提高至94%,屈服强度提高39 MPa;断后伸长率提高6.6%,腐蚀电位正移315 m V。     

船舶柴油机气缸盖的FSW加工及接头组织性能分析

采用搅拌摩擦焊单面对接焊方法进行了新型铝合金ADC12Y0.3柴油机气缸盖的焊接,并进行了接头的内部缺陷、显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明,接头无明显缺陷、力学性能和耐腐蚀性能较好,接头室温抗拉强度达262 MPa,接头系数达93%,接头腐蚀电位较母材负移了11 m V。     

10CrMo1VNbN焊接接头组织性能研究

采用硬度、金相、X射线衍射等试验方法，对钨极氩弧焊(TIG)条件下10CrMo1VNbN小径管焊接接头的组织性能进行了研究。试验结果表明，10CrMo1VNbN焊接接头中不存在明显的软化区，焊缝的显微组织由奥氏体 少量δ铁素体组成，奥氏体晶内亚结构是呈板条状分布的马氏体。     

5052铝合金FSW接头组织和力学性能

采用搅拌摩擦焊焊接8 mm厚5052-O铝合金,并对焊接接头进行了显微组织观察和力学性能测试。结果表明:接头组织左右不对称,前进侧与母材分界线较明显,后退侧与母材分界线较模糊;焊接接头抗拉强度平均值为193.5 MPa,接头强度可达母材的99%,伸长率可达母材的84%;焊接接头正弯角和背弯角均可达到180°,弯曲性能良好;焊核区显微硬度约为72 HV,略高于母材,硬度最低点出现在前进侧熔合过渡区。     

2219-T4铝合金双轴肩FSW与常规FSW接头性能对比研究

对常规搅拌摩擦焊和双轴肩搅拌摩擦焊技术进行了比较,试验材料为6 mm厚2219-T4铝合金.对两种焊缝的微观结构、显微硬度和力学性能进行了测试.结果表明双轴肩焊缝的宏观形貌与常规搅拌摩擦焊焊缝的不同,呈哑铃型.且由于双轴肩焊接的热输入量较高,其接头的显微硬度和力学性能普遍低于常规搅拌摩擦焊接头.双轴肩搅拌摩擦焊接头的抗拉强度可达到常规搅拌摩擦焊接头的90%.     

1561铝合金搅拌摩擦焊接过程压力特征及接头组织性能分析

采用恒压力控制方式对4 mm厚1561新型高镁铝合金板材进行了搅拌摩擦焊接试验，并对焊接过程中搅拌头压力特征、接头微观组织以及力学性能进行了研究. 结果表明，焊接下扎阶段下压力呈先上升后下降再上升的趋势. 稳定焊接阶段，由于材料力学性能的周期性变化导致下压力呈近似正弦周期性变化. 固定焊接速度为200 mm/min，当转速低于800 r/min或高于1 800 r/min时，焊缝产生孔洞缺陷. 当转速超过1 000 r/min时，搅拌区产生"S"线. 接头抗拉强度在低转速时主要受接头金属强度影响，高转速时主要受"S"线分布特征影响. 随搅拌头转速的增加，接头抗拉强度先上升后下降.     

铸铁焊条EZFe-3焊接接头组织性能

在原有铸铁焊条的基础上,研制了EZFe-3铸铁焊条。通过现场施焊、硬度测试、白口区厚度测量、可加工性测试、金相组织观察和力学性能试验,对焊接接头的组织和性能进行研究。试验结果表明,研制的焊条焊缝组织为珠光体+少量铁素体,焊接接头具有良好的可加工性和抗裂性。     

耐低温合金钢及其焊接接头组织性能研究进展

耐低温合金钢因在低温下具有足够的强度、优异的韧性和抗脆性断裂能力,在低温服役条件下被广泛使用。目前,国内外对低温用钢的温度界限还没有统一的规定,如何提高低温钢的低温韧性和焊接接头性能仍是比较棘手的问题。文中综述了按相组成划分的双相低温钢的研究现状,着重介绍了成分设计、组织演变规律和组织与性能调控等;归纳总结了影响耐低温钢焊接接头组织性能的主要因素,包括合金元素、热处理工艺、焊接工艺等。合理的成分设计、优化制备工艺和了解失效机制是实现耐低温合金钢工程化应用的基础;微合金化、控轧控冷(TMCP)和增材制造(AM)技术是未来开发高强高韧低温结构钢的重要手段;将计算科学引入合金设计和损伤机制的研究,以实现整个制备过程的可操控性,是未来研究的重点。     

镁合金MIG焊接工艺及焊接接头组织性能分析

采用脉冲 MIG 焊接工艺,进行 AZ31B 镁合金板材的焊接性分析,焊后利用光学显微镜、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机和显微硬度仪等设备对焊接接头的组织与力学性能进行了检测分析.结果表明,通过优化工艺参数,采用脉冲 MIG 焊接工艺可以在不开坡口、不需背面强制成形的条件下,实现镁合金单面焊接双面成形,获得连续、没有表面缺陷的焊接接头.焊接接头的热影响区较窄,晶粒稍有长大.焊缝区组织均匀,晶粒细小,硬度值高于母材.焊接接头的抗拉强度可达到母材的 95% 以上.

Abstract：

The pulsed MIG welding was used to weld AZ31B Mg alloy, and the weldability of the alloy was studied. The microstructure, mechanical property and hardness of the welded joint were investigated via the metal phase microscopy, scanning electron microscope, tensile testing machine and hardness instrument. The results show that one-side welding with back can be obtained through this technique at optimized parameters when there was no groove and no shaped ban, which continuous butt joints have no surface defects.The heat-affected zone of the joints is narrow, and the grains of the zone are slightly larger than that of the base metal. The grains of fusion zone are tiny, the microstructure is homogeneous and the hardness of welded joint is higher than that of the base metal. The tensile strength is up to 95% of the base metal.