6005铝合金CMT焊接接头微观组织与力学性能研究

对6005铝合金采用CMT (cold metal transfer)技术进行机器人焊接,采用SEM观察焊接接头组织,采用维氏硬度计和Zwick拉伸试验机分析焊接接头的硬度和拉伸性能。结果表明:母材显微组织为α(Al)固溶体和Al FeSi相。熔合区组织为平面晶,焊缝区存在偏析现象和α(Al)-Mg2Si共晶体,并且Al FeSi相在焊缝区发生回溶。焊接接头硬度比母材低,焊缝区最大硬度为83 HV。热影响区存在长度约为3.5 mm的软化区,软化区最低硬度为63.6 HV,主要是因为该区域的组织发生了过时效。去除余高试样的抗拉强度为206 MPa,伸长率为7.4%,未去除余高试样的抗拉强度为210 MPa,伸长率为6.6%。拉伸断口韧窝底部脱溶析出Mg2Si相,断口为明显的塑性断裂特征,并且拉伸断裂发生在软化区。     

焊后时效热处理对6063铝合金CMT焊接接头组织性能的影响

采用5183铝合金焊丝为填充材料对6063铝合金板材进行协同脉冲冷金属过渡焊(CMT),并对焊接接头分别进行530℃1 h+170℃(4 h,8 h,12 h)的焊后固溶+时效热处理.以焊接接头为研究对象,重点对比分析了时效热处理时间(4 h,8 h,12 h)对焊缝和热影响区的显微组织、显微硬度及力学性能的影响.结果...     

5086铝合金CMT焊接接头微观组织及力学性能研究

采用冷金属过渡焊接技术(CMT)对中低速磁悬浮列车用1 mm厚的5086 H32铝合金进行平板对接焊试验,对不同工艺下的接头进行微观组织观察和力学性能测试,并利用透射电镜(TEM)对接头不同微区中位错和沉淀相进行观察。结果表明:在焊接电流52~61 A,焊速60~90 cm/min的工艺下获得质量可靠的焊接接头;CMT焊接接头由焊缝区(WZ)、热影响区(HAZ)和母材组成,WZ由细小等轴晶和柱状晶组成,熔合线附近出现宽度约为100μm的细晶区;与母材相比,HAZ晶粒存在不同程度的减小;WZ显微硬度最低,HAZ次之;母材位错密度大,缠结严重,HAZ位错密度较低,WZ几乎没有位错;与沉淀相相比,位错密度对CMT接头不同微区的显微硬度影响较大。     

双丝CMT焊接参数对1561铝合金焊接接头力学性能和组织的影响

铝合金船舶的高效焊接是船舶制造发展的重要方向。文中针对8 mm厚的1561铝合金开展双丝CMT焊接试验,通过扫描电镜、金相、显微硬度、拉伸试验等方法研究了焊接参数对焊接接头性能和组织的影响规律。结果表明,在1561铝合金双丝CMT焊接过程中,焊缝熔深随着前丝焊接电流的不断增大而增加,但熔宽和余高增加到一定程度后出现下降;随着后丝焊接电流升高,熔深、熔宽和余高均增加。低焊接热输入量,有利于获得高强度和高断后伸长率的焊接接头,有效控制热影响区的范围和焊接接头的软化。性能优良的焊接接头中弥散分布着强化相(Fe Mn)Al_6。     

AZ31B镁合金薄板交流CMT焊能量分配与接头力学性能

采用准1.2 mm的细焊丝,采用交流CMT方法焊接了厚1.5 mm的AZ31B镁合金板材,获得了平直均匀的焊缝。利用高速摄像机与焊接信号采集系统观察了焊接过程,交流CMT焊接为短路过渡,熔化等量焊丝的负半波能量只有正半波能量的36%。还观察了接头微观组织、并测试了接头硬度和抗拉强度,结果表明,交流CMT方法焊接的AZ31B镁合金接头,焊缝组织细小,热影响区组织有所长大,焊缝及热影响区的平均硬度分别为HV66和HV45;最大平均抗拉强度为235 MPa,约为母材的96.7%,其伸长率为8%,约为母材的76.2%。     

2060合金FSW接头微观组织与力学性能

利用金相显微镜、显微硬度测试、拉伸性能测试、扫描电镜、透射电镜等手段对2060-T8合金搅拌摩擦焊(FSW)接头的微观组织和力学性能进行研究。结果表明:焊接头的抗拉强度为441 MPa,屈服强度为320 MPa,伸长率为6.9%,但焊接强度系数达到82.9%;经过搅拌摩擦焊,母材的织构类型以及强度发生了变化,由黄铜织构变为高斯织构且强度变弱;热影响区T1相(Al2CuLi)部分发生了溶解,析出了δ′相(Al3Li),热机影响区内T1相大部分溶解,S′相(Al2CuMg)发生了粗化,焊核区析出相全部溶解。     

焊后热处理对6061铝合金焊接接头微观组织与力学性能的影响

通过金相技术、力学性能试验和SEM技术,研究了固溶+时效热处理对6061铝合金焊接接头微观组织和力学性能的影响.结果表明,热处理前焊接接头两侧热影响区内有一对对称分布的软化区,其原因是由于焊接热输入的影响使该部位发生了过时效.固溶处理+人工时效热处理后,焊缝和热影响软化区析出较多的强化相(Mg2Si),焊接接头硬度和拉伸性能明显提高.     

焊后热处理对铝合金/镀锌钢接头组织与力学性能的影响

采用TIG熔-钎焊方法并添加AlSi_5焊丝,对1.5 mm厚的5A06铝合金和3 mm厚的镀锌Q235钢进行焊接。分析了焊后退火热处理对接头微观组织和力学性能的影响规律,热处理条件为280℃保温30 min。研究结果表明,采用TIG熔-钎焊的方法可以实现铝/钢异种金属的焊接,铝/钢界面处会产生金属间化合物层,焊态接头中金属间化合物层的厚度为4～5μm,化合物层主要由Al_8Fe_2Si相和少量的[Al,Fe,Si],Al13Fe4相组成,接头的抗拉强度值为163 MPa,断裂发生在焊缝处。对接头进行退火热处理后,接头中金属间化合物层的厚度增加到9～10μm,化合物层的组织无明显变化,主要由Al_8Fe_2Si相和少量的[Al,Fe,Si],Al₁₃Fe_4相组成,接头的抗拉强度值达到185 MPa,断裂发生在铝母材侧。     

6082铝合金MIG焊焊接接头组织与力学性能研究

通过拉伸、弯曲、硬度试验以及金相分析等对6082铝合金MIG焊接头的力学性能与显微组织进行了研究。结果表明:采用5087焊丝焊接6082铝合金时,具有较好的抗拉性能,板厚8和4mm的焊接接头焊态的抗拉强度分别为母材的77.8%和73%;弯曲断裂集中在熔合线处,弯曲角度均较小;6082铝合金MIG焊接头焊缝中心组织为等轴晶,靠熔合线的焊缝晶粒沿散热方向呈柱状晶,熔合区晶粒粗大;软化区出现过时效效应,使Mg2Si长大,成为接头最薄弱的区域。     

搅拌摩擦焊工艺参数对5052铝合金接头组织和力学性能的影响

研究了搅拌摩擦焊工艺参数对6 mm厚的5052铝合金板材接头组织和力学性能的影响.在150 mm/min的焊接速度下,旋转速度在600～1 500 r/min的范围内,均得到了高质量的焊缝.焊接接头由热影响区、热机影响区和搅拌区组成.在搅拌区产生了细小的等轴晶组织,最小晶粒尺寸为6.3 μm.搅拌头的旋转速度越高,搅拌区的晶粒尺寸越大.硬度曲线呈"W"形,焊缝中心硬度与母材相当,在距焊缝中心大约3 mm的位置硬度最小值为52 HV左右.在旋转速度为600 r/min与焊接速度为150 mm/min焊接参数下得到的接头强度为236.2 MPa,断后伸长率为22.4%,分别达到母材的92.9%和96.1%.     

脉冲电流处理对7075铝合金显微组织及力学性能的影响

对7075铝合金进行T6时效处理和不同电流密度(50～125 A/mm²)、不同通电时间(480～600 ms)的脉冲电流处理(EPT),采用扫描电镜、透射电镜及万能试验机等研究了合金经不同工艺处理后的显微组织和力学性能。结果表明：与传统的T6时效处理相比，采用合适的电流密度和通电时间的脉冲电流处理，合金的析出相数量、尺寸减小，但能提高位错密度和亚晶数量；且随电流密度和通电时间的增加，第二相回溶数量和亚晶数量不断增加，但位错密度随着电流密度的增加先增大后减小，随着通电时间的增加而不断减小。合金的抗拉强度和伸长率随电流密度和通电时间的增加均为先升高后降低，经固溶+EPT(470℃×3 h+100 A/mm²×560 ms)后合金的抗拉强度和伸长率达到最高，分别为555 MPa和18%,与T6时效处理相比，抗拉强度下降了2.6%,但伸长率提高了100%。脉冲电流处理的合金的强化机制是固溶强化、位错强化和细晶强化的复合强化机制。     

超声功率对7075铝合金CMT焊接接头的组织与性能的影响

为了解决铝合金接头的气孔多、晶粒粗大、力学性能差等问题,使用冷金属熔滴过渡(CMT)焊接方法完成对7075铝合金薄板的焊接,在焊接过程中引入超声波。通过金相、EBSD、力学性能等测试考察了不同超声功率对焊接接头气孔、微观结构和力学性能的影响。结果表明,超声振动可以显著地减小气孔数量、增加熔宽,并且其焊接热影响区（HAZ）的宽度随超声功率的增加而减小;超声功率为1200 W时焊接接头显微硬度较无超声提高87.514 MPa,抗拉强度提高85 MPa,断后伸长率提高1.4%。由EBSD结果分析可知,当超声功率为1200 W时焊缝平均晶粒尺寸36.89μm,比未施加超声时减小了9.99μm,焊缝晶粒得到了明显细化;随着超声功率的增加提高了晶粒的大角度晶界的比例,焊接接头的塑性有所增加。     

材料性能对铝合金FSW接头组织与力学性能的影响

采用搅拌摩擦焊对4 mm厚的AA1060-Y2、AA6061-T4、AA5052-O及AA2024-T4铝合金板材进行了对接焊接试验,研究材料性能对铝合金搅拌摩擦焊接头组织性能的影响。结果表明,随着母材的抗拉强度及硬度升高,焊缝横截面焊核前进边高度H_a、返回边高度H_r及焊核宽度W越大,厚度方向上的"抽吸-挤压"效应增强。接头强度均可达母材80%以上,接头断裂均在返回边热力影响区和热影响区交界处,断裂形式以韧性断裂为主。     

气孔和显微组织对6063铝合金双脉冲耦合CMT焊接接头强度的协同影响

研究不同焊接速度下6063铝合金"CMT MIX+Synchropulse"焊接接头的焊缝气孔率、气孔尺寸以及焊缝和热影响区的软化.结果表明,随着焊接速度从55 cm/min提高到65 cm/min,焊缝气孔率从0.1％增加至3.9％,且出现大尺寸气孔(341.1μm).65 cm/min时焊缝气孔尺寸主要集中分布在8...     

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.     

焊后热处理对7075铝合金脉冲MIG补焊接头组织和力学性能的影响

针对7075铝合金MIG焊对接接头,采用脉冲MIG焊进行补焊,之后对接头分别进行T6、T7和RRA三种焊后热处理。对3种焊后热处理接头和未热处理接头的组织和力学性能进行了对比分析。结果表明:焊后热处理有效改善了焊缝和热影响区的组织,T7热处理后焊缝和热影响区晶粒细小,冲击吸收能量最高,塑性最好;T6热处理接头具有最高的抗拉强度,达到400 MPa,较未热处理提高了25%;RRA热处理后力学性能处于T6和T7之间;3种热处理均提高了母材区的硬度,而且热影响区的硬度也提高到与母材相当;但焊后热处理对补焊焊缝区的硬度提高不明显。     

焊后热处理对AA7075铝合金DP-MIG焊接接头组织及力学性能的影响

采用双脉冲熔化极精性气体保护焊（DP-MIG）工艺方法焊接AA7075-T651铝合金,焊接试板采用固溶处理（480℃×50 min）后水淬,再进行（80℃×24 h）+（120℃×24 h）两级人工时效热处理,通过金相观察、扫描电镜观察、X射线衍射分析、拉伸试验以及硬度测试,研究焊后热处理（PWHT）工艺对焊接接头显微组织及力学性能的影响.结果表明,焊缝区经热处理后,晶粒由枝晶向等轴晶转变,晶界处非平衡第二相溶解,晶界变细,焊缝显微组织特性改善明显;焊接接头经热处理后,抗拉强度由342.5 MPa提高到490 MPa,接头强度系数为0.872,焊缝软化区硬度得到较大改善,焊接接头力学性能有显著提升.     

激光焊速率对6061铝合金接头组织与性能的影响

选择ER4047填充焊丝对6061铝合金板材进行激光焊接试验,并研究三种激光焊接速率（2 m/min、3 m/min、4 m/min）对接头焊缝成形质量、微观组织及其力学性能的影响。结果表明,焊接速率为3m/min时焊缝背宽比接近于1,接头成形质量和力学性能最佳。焊缝组织主要由等轴晶和具有{001}<100>强织构的柱状晶所构成,且柱状晶对接头组织的伸长率有一定的积极贡献。     

双脉冲MIG焊对5052铝合金焊接接头力学性能的影响

研究了双脉冲和单脉冲MIG焊对5052Al-Mg合金焊接接头力学性能的影响.结果表明,在合适的双脉冲MIG焊工艺参数下,获得了美观的鱼鳞纹焊缝表面,焊缝金属为大量细小的等轴晶组织,接头力学性能得到提高.相比于单脉冲焊获得的接头,双脉冲焊接接头的焊接系数更高,达到93.3%,焊缝区硬度值得到提高,接头冲击韧性也更优.此外...     

5754铝合金/镀锌钢CMT焊接接头微观组织和力学性能的研究

分别选用ER4043焊丝和ER4047焊丝,采用CMT焊对AA5754铝合金板和DC56+Z50镀锌钢板异种材料进行焊接,通过拉伸、弯曲、疲劳以及金相分析等试验对铝/钢焊接接头力学性能与显微组织进行了研究.结果表明:在CMT电流模式下,采用ER4043焊丝和ER4047焊丝均能得到成形良好的焊接件.拉伸断裂在铝侧焊缝,...