LD10CS高强铝合金TIG焊的接头组织与性能分析

采用TIG焊工艺焊接LD10CS高强铝合金,通过金相组织观察、拉伸试验和硬度测试,研究分析了其焊接接头的组织与性能。结果表明,LD10CS高强铝合金TIG焊接接头由α-Al基体和析出的第二相所构成,其热影响区出现了过时效软化区,软化区的存在使得焊接工件的屈服强度、抗拉强度降低,但仍保持较好的塑性,接头断裂处为韧窝形式的韧性断裂。     

LDl0铝合金的直流正极氦弧焊

LD10为热处理可强化的高强度铝合金,经淬火人工时效后,其抗拉强度在45kg/mm~2以上,屈服强度在36kg/mm~2以上,延伸率大于8％。但这种合金可焊性较差,用一般焊接方法焊接,强度下降很多,特别是接头塑性下降更为严重。为提高焊接接头的塑性,防止焊缝过烧、发脆、裂纹等缺陷,经验证明采用直流正极氦弧焊是行之有效的。直流正极氦弧焊与交流钨极氩弧焊相比,具有焊缝窄、熔深大(呈弹头形状)、接头强度和冲击韧性高、焊接变形小、焊接缺陷少和生产率高等特点。在线能量小的情况下,直流正极     

厚板铝合金变极性等离子弧焊工艺

分析铝镁合金的焊接特性和变极性等离子弧焊的焊接特点及氩-氦电弧的特性,依据8～12 mm板厚5083的焊接经验,选用变极性等离子弧焊,分别采用氩气、氩气+氦气作为保护气体,对16 mm厚的5083铝合金进行焊接试验,通过优化焊接工艺参数,获得良好的焊缝成形;按JB/T 4730《承压设备无损检测》的要求对获得的焊接接头进行射线检测和渗透检测,通过机械性能试验验证焊接接头的机械性能,各项检测及试验结果均符合NB/T 47014《承压设备焊接工艺评定》的要求,获得的焊接工艺规范参数在高压封闭电器外壳筒体的焊接中稳定应用。     

纯Ti等离子弧焊接头性能与组织研究

对Ti ASME B-265 Gr.2钛材进行了等离子弧焊焊接工艺研究,通过拉伸试验、弯曲试验、金相显微镜观察等方法对焊接接头性能与组织进行了研究。结果表明:采用合适的等离子弧焊焊接工艺,可以获得良好的焊缝及力学性能优良的钛材焊接接头;焊接接头的焊缝中心、熔合区附近及热影响区均为锯齿状的α组织;从焊缝中心到母材,焊接接头显微硬度整体硬度略高于母材,焊接接头的显微硬度在热影响区达到最高,在热影响区和基体交界处最低。     

铝合金厚板CMT补焊工艺试验

厚板铝合金产品在焊接生产制造中易出现局部气孔和焊接热裂纹等微小缺陷. 对于重要产品需要进行修补,并且需要严格控制修补质量,降低焊接修复次数. 针对铝合金厚板焊接结构修复质量提升的需求,利用低热输入、高质量的CMT焊接技术,进行7系高强铝合金CMT补焊工艺试验,与脉冲MIG焊接工艺的焊接接头组织进行了对比. 结果表明,相对脉冲MIG焊接工艺,使用CMT工艺进行补焊的焊接温度场低,多次补焊焊接接头软化明显减弱,焊接接头组织恶化程度减弱. 结果表明,铝合金厚板采用CMT焊接工艺进行补焊接头质量更为优良.     

LD10CS铝合金焊接接头断裂韧性及其微观组织分析

本文采用表面裂纹法测试了LD10CS 氩弧焊、氦弧焊及不同工艺的四种焊接接头的断裂韧性。结果表明,焊缝、半熔化区的断裂韧性值最低。热影响区也有不同程度的下降,其变化规律是与焊接工艺,特别是与热输入量有很大关系。用金相、断口形貌分析方法进行了初步探讨。焊缝区是典型的铸造组织,失去了变形铝合金热处理强化的特点。半熔化区是沿晶界发生低熔点共晶物熔化然后凝固的区域。该两区不可避免地会有一些焊接缺陷,因此韧性值最低。热影响区相当于进行了不同程度的退火,所以韧性值也引起了不同程度的降低。     

TIG型氦弧的研究

一、前言 TIG型氩弧焊在工业上已广泛应用。但是其热功率低、熔深小,在焊接厚板时不得不采用多层焊,故生产率低。很多焊接工作者建议在焊接高导热性能的铜及铜合金、中等厚度以上的铝合金、高熔点的镍基合金时,采用氦弧焊或氦氩联合焊。因为氦弧焊熔深大,甚至超过MIG焊,因而其生产率特别高;焊缝中气孔少,热影响区的过烧现象很轻,而接头的低温塑性非常好。目前有些单位已用氦弧焊代替脉冲MIG焊,来焊接6—8mm的铝合金板材。     

高速列车铝合金焊接的发展趋势

阐述了高速列车用双丝MIG双弧焊和激光-MIG复合焊,着重阐述了解决高强铝合金焊接难题的新途径——搅拌摩擦焊的原理、设备、工艺及其接头强度,以及在高速列车铝合金焊接中的应用。     

7A52铝合金TIG-拉弧螺柱焊工艺

以高强铝合金7A52为主要研究对象,研究TIG-拉弧复合热源焊接高强铝合金螺柱的工艺特点,利用正交试验分析焊接规范对焊缝成形的影响。试验结果表明:TIG热源的加入大大增加了高强铝合金螺柱焊接时电弧的稳定性。在最佳的工艺条件下高强铝合金螺柱接头焊缝成形良好,无烧损、裂纹等缺陷,焊接接头抗剪强度可达母材强度70%以上,表明TIG-拉弧复合热源螺柱焊是一种理想的高强铝合金焊接工艺。     

不同MIG焊方法对7N01-T4铝合金焊接接头力学性能的影响

采用硬度、拉伸和微型剪切试验研究了轨道列车用7N01-T4铝合金在单脉冲MIG焊、双脉冲MIG焊和超威弧MIG焊三种焊接工艺条件下焊接接头的力学性能。结果表明:双脉冲MIG焊焊接接头系数要高于单脉冲焊和超威弧焊;双脉冲焊和超威弧焊比单脉冲焊的热影响区宽度要窄;超威弧焊接接头的韧性和塑性均要优于双脉冲接头和单脉冲接头。超威弧MIG焊接方法可以改善铝合金焊接接头整体性能。     

高速列车用铝合金三元气体保护焊技术

研究了氩氦氮三元气体保护焊条件下的铝合金焊接技术,获得了高质量的焊接接头.结果表明,三元气体保护焊电弧收缩显著,溶滴过度稳定,改变铝合金MIG焊的电弧能量密度与温度分布,相对纯氩气体保护焊同等焊接电流下熔深显著增加,熔池流动行为及接头组织改善,冲击韧性和疲劳强度显著提高,阴极清理范围窄,焊缝表面光泽度高,电弧焊焊接操作性好.试验表明三元混合气体保护焊可以提高铝合金焊接质量,具有很高的工程应用价值.     

30%SiC_P/LD2复合材料的TIG焊研究

采用钨极氩弧焊的方法对30%SiCP/LD2高体积分数复合材料进行了焊接实验,研究了在同种TIG焊焊接规范参数下LD2-LD2、LD2-30%SiCP/LD2、30%SiCP/LD2-30%SiCP/LD2三种不同材料组合焊接性差异,分析了焊接热输入对接头强度的影响。实验结果表明:LD2-LD2焊后接头强度高于其他两种;焊接热输入过大和过小都会造成接头强度的损失。利用光学显微镜和扫描电镜观察分析了30%SiCP/LD2复合材料TIG焊接头强度损失的机理,认为接头区形成少量的气孔及SiC颗粒的偏聚是造成接头强度下降的主要原因,接头区未见Al-SiC界面反应现象。着重分析了气孔类型、形成原因及防止措施。在此基础上,通过合理的接头区坡口设计、选择合适的焊丝成分、制定合理的焊接工艺规范,认为采用钨极氩弧焊方法焊接30%SiCP/LD2高体积分数复合材料是可行的。     

高频脉冲变极性焊接工艺性能研究

分析了高频脉冲电流对变极性焊接电弧特性、焊接工艺及焊缝性能的影响,试验结果表明,高频电流脉冲能够较大程度地压缩电弧等离子体、提高电弧轴向压力及电弧挺度,在相同焊接电流有效值的情况下,频率在5kHz以上的电流脉冲能将电弧力提高到普通变极性焊接的260%左右.同时高频脉冲电流能够提高变极性焊接的焊缝熔深,减小焊缝正面余高以及改善焊接效率.对于2219-T6时效强化铝合金而言,采用叠加10 kHz高频脉冲变极性焊接工艺,焊缝抗拉强度在未经任何焊后热处理的情况下能够达到300 MPa左右,相当于母材强度的67%.     

VPTIG焊接电流参数对电弧形态及焊缝质量的影响

采用高速录像系统、记忆示波器同步实时采集变极性氩弧（VFFIG）焊接电流、电弧形态信息，比较分析了VFFIG焊接电流频率、直流电极接负（DCEN）时间和直流电极接正（DCEP）时间、DCEN及DCEP电流幅值5个参数对电弧形态及焊缝质量的影响。结果表明，通过调节以上5个参数，可以控制电弧形态、电弧力及焊接热输入，从而控制熔深及焊缝正反面成形；控制焊缝两侧清理区宽度；减少钨极烧损。采用平板对接低频脉冲调制铝合金VFFIG焊接工艺，单道焊熔深可达6min，焊缝成形良好、质量可靠。     

基于脉冲电流参数的铝合金脉冲MIG焊过程控制

铝合金脉冲MIG焊弧长稳定性直接影响焊接过程稳定性及焊缝成形,为使其焊接过程稳定,获得高质量焊缝,通过焊接工艺试验研究了脉冲电流参数变化对弧长稳定性的影响规律,建立了铝合金脉冲MIG焊弧长与脉冲电流参数间的动态变化数学模型,并利用Matlab/Simulink软件进行了弧长对脉冲电流占空比、脉冲电流频率变化的动态响应仿真分析,同时进行了控制脉冲电流占空比、频率来稳定弧长的平板堆焊工艺试验研究.结果表明,所建立的数学模型能很好地反映铝合金脉冲MIG焊过程,通过调节脉冲电流占空比、频率参数可实现铝合金脉冲MIG焊稳定焊接,获得成形美观的焊缝.     

HPVP-GTAW电弧力及焊接质量分析

分别以3种不同材质铝合金平板材料为试验对象,研究分析了复合超高频脉冲方波变极性钨极氩弧焊接(HPVP-GTAW)过程中电弧力的变化及其对焊缝成形特征和接头力学性能的影响.结果表明,与常规变极性氩弧焊工艺相比,脉冲方波电流的加入使得HPVP-GTAW电弧力显著增加,同时焊缝熔透率大幅提高,接头力学性能得到明显改善和提高;保持脉冲电流幅值和占空比基本不变,在10～80 kHz范围内,脉冲电流频率对焊接过程产生了重要影响,频率为40 kHz时,HPVP-GTAW电弧力和焊缝熔透率均达到最大,分别约为常规变极性焊接电弧的1.9倍和1.7倍.     

铝合金脉冲变极性等离子弧焊接工艺

研发了一种单电源双脉冲混合调制VPPA(variable polarity plasma arc,VPPA)焊接系统,在典型VPPA焊接基础上加入高低频调制脉冲,可输出1~5 kHz高频脉冲,1~2 Hz低频脉冲及高低频混合脉冲. 以3003铝合金为试验对象,采用脉冲VPPA焊接方法,对其进行焊接试验,并通过焊接接头拉伸性能测试、显微相组织分析及断口扫描电镜等手段对铝合金的焊接质量和接头性能进行了分析. 结果表明,由于高低频混合脉冲电流的周期性变化,对熔池产生搅拌、冲击作用,从而提高了焊接接头抗拉强度,细化焊缝晶粒组织,断口韧窝趋于均匀且密度增加,提高了铝合金焊缝质量.     

特高压开关铝罐体的变极性等离子弧焊接工艺方法

通过对16 mm厚5083铝合金罐体进行变极性等离子弧焊接工艺试验,分析了工艺参数变化对焊缝成形的影响,研究该铝合金罐体在不开坡口情况下分别采用氩气(需要焊前预热)和氦氩混合气作为保护气的变极性等离子弧焊接工艺,并制定出具体焊接工艺规范参数。试验结果表明,采用氦氩混合气作为保护气条件下焊接的工件,可以有效避免长焊缝预热不均、焊缝背面局部咬边等问题,同时可以降低热输入、提高焊接效率,焊缝质量达到正背面外观无缺陷、射线探伤Ⅰ级,能够满足高压开关罐体的设计要求。     

外加纵向磁场GTAW焊缝成形机理

以外加间歇交变纵向磁场GTAW（气体保护钨极氩弧焊）为研究对象,通过采用测量相关参数和拍摄电弧的方法,研究了间歇交变纵向磁场GTAW焊接低碳钢、不锈钢和铝合金等材料焊缝成形发生变化的规律和原因。认为在本研究条件下,无论处于溶池下方还是上方的单励磁线圈产生的外加纵向磁场都使GTAW焊接电弧特征、熔池行为和结晶过程发生了变化,从而导致焊缝成形的改变;同时发现当励磁线圈和电弧中心线不同轴心时,外加磁场对焊缝成形的影响较为强烈,其中铁磁性材料所受影响较显著。