航空铝合金搅拌摩擦焊疲劳裂纹扩展速率试验研究

通过高频疲劳实验,对航空铝合金LC4CS和7075-T6搅拌摩擦焊预制裂纹穿焊缝中心、预制裂纹穿焊缝前进边、预制裂纹穿焊缝后退边、预制裂纹垂直于焊缝四种形式的焊接接头疲劳性能进行了研究,LC4CS铝合金FSW接头抗疲劳裂纹扩展能力不如7075-T6铝合金搅拌摩擦焊接接头,但是相差不大.IIW疲劳试验设计标准对于FSW接头是比较保守的.该实验为建立合理的搅拌摩擦焊接接头的疲劳评定规范提供重要依据,从而推动了搅拌摩擦焊接技术在航天领域的广泛应用.     

2A12-T4/7A09-T6铝合金搅拌摩擦焊搭接接头性能分析

采用不同的搅拌摩擦焊工艺参数对1.2 mm 2A12-T4铝合金搭接4.0 mm 7A09-T6铝合金板材进行焊接试验,对焊后试样进行力学拉伸检测并对焊缝横截面进行微观组织观测. 结果表明,搅拌针从厚板插入薄板的接头力学性能高于从薄板插入厚板,当转速达到800 r/min、焊接速度达到400 mm/min时,焊接接头的抗拉伸载荷达到最高的17 kN,达到薄板2A12-T4铝合金母材的85%. 在焊接速度不变的情况下,随着转速的提升,焊缝横截面的界面曲线长度缩短,而界面长度曲线越短,接头力学性能越好. 试样断口全部出现在薄板一侧的焊缝起始端,断裂机制为混合断裂.     

防弹钛合金中厚板焊接工艺试验研究

采用TIG焊对7 mm厚防弹钛合金板材HST2425进行焊接工艺评定试验，研究分析了对接接头显微组织和力学性能，为水陆两栖钛合金车身的焊接提供试验依据和理论支撑。结果表明，在高纯氩气的保护下，对接接头焊缝表面呈银白色，成形良好，射线探伤等级达到Ⅰ级，抗拉强度平均值为997 MPa,接头强度系数为0.952,效果良好；各区域(母材-焊缝-母材)显微硬度变化趋势呈V形分布，先升高再降低，然后升高，再降低，最后趋于平稳，且焊缝区的最低，该分布规律对断裂位置处于焊缝区的原因进行了验证；试验过程中所选用的焊接设备、焊接材料合理，工艺参数匹配得当，各项性能指标均达到相关要求，可推广应用于水陆两栖钛合金车身的焊接生产。     

搅拌摩擦焊在高压封闭电器通电导体中的应用

结合高压封闭电器通电导体材料及结构形式,采用搅拌摩擦焊焊接6063-T6铝合金管材、棒材组成的对带垫板对接焊缝,确定最佳的焊接工艺参数,并按NB/T47014-2011进行焊接工艺评定。在搅拌头转速900 r/min、焊接速度150 mm/min工艺参数条件下可获得性能优良的焊接接头,焊接接头的抗拉强度达到母材的77.2%,焊缝金属导电率达到母材的93%,通电导体回阻电阻6.95μΩ/m,焊接接头经超声检测未见焊接缺陷,焊缝经剖开、抛光、腐蚀后观察,焊缝根部熔合良好。实验检测结果与高压封闭电器产品的技术要求对比,搅拌摩擦焊焊接的通电导体满足产品的技术要求,在高压封闭电器产品中安装使用效果良好。     

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.     

高强铝合金双脉冲VPPA焊缝成形机理

建立双脉冲VPPA(variable polarity plasma arc)焊接系统,进行7A52高强铝合金双脉冲VPPA焊接工艺试验,研究低频脉冲调制叠加高频脉冲对VPPA焊接过程中焊缝成形和焊缝力学性能的影响. 结果表明,低频脉冲周期性振荡液态熔池,可获得表面饱满的鱼鳞纹焊缝;高频脉冲使电弧更为集中,有效地提高了电弧能量密度,穿透力加强;双脉冲耦合振荡加强了对熔池的搅动作用细化了铝合金焊缝晶粒. 焊接接头抗拉强度达到384.13 MPa,相比VPPA焊接接头强度提高了10.21%左右;焊接接头断面收缩率和断后伸长率均有一定程度的提高. 铝合金双脉冲VPPA焊接工艺提高了焊接接头力学性能.     

2219高强铝合金超快变换VPTIG焊缝组织和性能

研究开发了一种适用于铝合金材料的新型超快速变换变极性方波电弧焊接技术,以2219-T87高强铝合金为试验对象,采用高频变极性TIG电弧焊接工艺,研究了变极性方波电流频率对焊缝显微组织和拉伸性能的影响.结果表明,随着电流极性变换频率的提高,2219-T87铝合金焊接接头显微组织明显细化,由粗大柱状晶转变为细小等轴晶,接头抗拉强度和断后伸长率显著提高,接头断裂类型由脆性断裂转变为"韧性+脆性"的混合型断裂模式.当电流极性变换频率为1kHz时,2219-T87焊接接头抗拉强度和断后伸长率分别达到母材金属的69%和58%.     

合肥铁路枢纽南环线钢桁桥焊接工艺评定试验

介绍了合肥铁路枢纽南环线特大桥焊接工艺评定试验,选取典型焊缝进行焊接工艺评定试验,包括5组对接焊缝、2组T形熔透焊缝、2组角焊缝的焊接工艺评定试验,选择了匹配的焊接材料,并制订了严格的焊接工艺。焊后进行焊缝外观检验及超声波探伤,达到技术要求规定。试验结果表明:接头力学性能达到相关标准要求,低温冲击韧性有较高储备。     

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。     

南京大胜关长江大桥Q420qE钢焊接工艺评定试验

介绍了南京大胜关长江大桥焊接工艺评定试验,其主要母材Q420qE为焊接桥梁结构用新型材料,可供参考的经验很少。对全桥涉及Q420qE钢的接头形式和板厚进行归纳,选取典型焊缝进行焊接工艺评定试验,包括4组对接焊缝、2组熔透角焊缝、4组坡口角焊缝、2组T形角焊缝的焊接工艺评定试验。选择了匹配的焊接材料并制定严格的焊接工艺。焊后进行外观检验及超声波探伤,达到技术要求规定。通过力学性能试验,表明接头力学性能达到标准要求,低温冲击韧性有较高储备。     

不同焊丝对6082铝合金焊接接头组织性能的影响

采用ER5356和ER5087铝合金焊丝对6082-T6铝合金板材进行焊接,研究了不同焊丝对6082-T6铝合金力学性能和显微组织影响。结果表明,ER5087焊丝焊接的焊缝硬度高于ER5356焊丝的焊缝硬度,这是由于ER5087焊丝中的Zr细化焊缝晶粒的结果。拉伸试验时焊接接头均断裂于热影响区,ER5087焊丝焊接的接头比ER5356焊丝焊接的接头平均屈服强度和抗拉强度高,断后伸长率稍好。     

轨道车辆用6082铝合金双丝脉冲MIG焊焊接工艺

通过对6082铝合金采用双丝脉冲MIG焊的焊接方法进行了工艺试验.分析了6082铝合金双丝脉冲MIG焊的特点,提出了合理的双丝脉冲MIG焊焊接工艺,进行了焊缝质量检验,分析了焊接接头的显微组织并测试其力学性能.结果表明:焊接工艺参数合理.在焊接接头中未发现任何焊接缺陷,焊缝质量良好;焊接接头强度、塑性均可达到母材的60...     

重庆菜园坝长江大桥焊接工艺评定试验

重庆菜园坝长江大桥钢板主要材质为Q345qD钢、Q345qE铜和Q235B钢,焊缝种类多,焊接位置全,施焊难度大.主要介绍了该桥的焊接工艺评定试验,通过焊接工艺评定试验确定了接头坡口形式、焊接方法、焊接材料和工艺参数,焊接工艺评定试验结果完全符合标准规定,并且满足技术要求,保证了菜园坝长江大桥的焊接质量.     

焊接工艺参数对6061-T6铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊组织及力学性能的影响

采用不同的压入量、旋转速度和焊接速度对6061-T6铝合金进行静止轴肩搅拌摩擦焊,研究了焊接工艺参数对接头组织及力学性能的影响。结果表明,所有试验参数下,焊缝表面光滑、几乎不产生飞边,焊接工艺参数能够影响材料的流动性,进而对接头成形、组织和力学性能产生影响。焊接工艺参数显著影响焊核区形态,当焊核区为球状,焊缝显微组织硬度呈W形对称分布;而当焊核区为碗状时,前进侧显微硬度略高于后退侧。在最优参数下,即压入量为0. 08 mm、旋转速度为1 600 r/min和焊接速度为500 mm/min,接头抗拉强度为224 MPa,达到母材的75. 6%。     

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%.     

7A52铝合金水蒸气等离子弧焊接头组织及性能

采用水蒸气等离子电弧技术对10mm厚的7A52铝合金板材进行焊接试验,焊接介质为40%丙酮水溶液,焊丝为ER5356,对焊接接头的力学性能进行了测试分析,对焊接接头的显微组织进行了分析.结果表明,7A52铝合金水蒸气等离子弧焊接头性能较好,焊缝拉伸断口表面存在大量的韧窝,表明焊缝有良好的韧性;热影响区存在软化区域;焊接接头熔合良好,焊缝没有发现异常的气孔、夹渣和裂纹等焊接缺陷.利用水蒸气等离子弧技术焊接73.52铝合金可以得到优良的焊接接头.     

6061-T6铝合金中厚板激光熔透焊接工艺研究

对6 mm厚6061-T6铝合金中厚板进行了高功率光纤激光焊接熔透试验研究,采用单一变量的方法,研究离焦量、焊接速度以及激光功率对激光焊接焊缝成形和焊缝质量的影响。利用显微硬度计和拉伸试验机等仪器测试了焊接接头的力学性能。通过分析试验结果,揭示了激光焊接工艺对其焊缝成形和焊缝质量的影响,采用形状因子对不同的焊接接头形状进行分类,研究其与工艺参数的相关性,讨论了不同形状焊接头的力学性能。结果表明:在保证熔透焊缝的前提下,不同的工艺参数对应的激光焊接接头形状不同,可以分为钉形焊缝、酒杯形焊缝与楔形焊缝。钉形焊缝的硬度平均达到69 HV,抗拉强度达到206.33 MPa,力学性能最好,楔形焊缝次之,酒杯形焊缝的力学性能最差。     

一种特殊接头的A6N01铝合金焊缝返修工艺

本文根据A6N01铝合金材料的焊接性,结合复杂截面多孔中空型铝合金车体焊缝分布集中,可达性较差的特点,提出了相应的焊缝返修焊工艺。研究了模拟试件焊接接头的宏观形貌、微观组织。模拟试件焊缝成形良好,焊接接头X射线及超声波探伤合格,返修焊工艺合理,能够满足设计和实际应用的要求。     

A7N01铝合金焊接接头中不同区域在不同介质中的电化学腐蚀行为

为了积累A7N01铝合金及其焊接接头在不同介质中的电化学腐蚀数据,采用ER5356焊丝分别焊接了A7N01-T5和A7N01-T4铝合金。采用动电位扫描法分别测试了2种铝合金焊接接头中的母材及焊缝分别在5%(质量分数)NaCl,Na2SO4,NaNO3溶液中的极化曲线,并计算出相应的电化学参数。结果表明:2种铝合金焊接接头中母材在3种腐蚀溶液中的腐蚀倾向大于焊缝,腐蚀速率也快于焊缝;Cl-,SO2-4和NO-3对2种铝合金焊接接头中的母材及焊缝的腐蚀加速作用依次减弱;A7N01-T5母材在3种腐蚀介质中的耐蚀性优于A7N01-T4母材的。     

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.