铝合金储能焊快速凝固接头组织分析

采用微型储能焊机对厚度为0.4mm的LF2铝合金薄板进行快速凝固点焊,研究分析了接头组织形貌和形成机理。结果表明,储能焊能够实现LF2铝合金薄板的快速凝固焊接,焊接接头由熔核区、熔合区和热影响区组成。极大的冷却速率使得接头组织瞬间形核并快速生长,形成组织细小致密具有快速凝固特征的焊接接头。焊接裂纹是LF2铝合金储能焊主要焊接缺陷。对焊接裂纹机理分析发现,铝合金线膨胀大导致焊接应力产生是形成焊接裂纹的主要原因。     

高强钢激光焊接凝固裂纹研究现状

采用激光自熔焊、激光填丝焊及激光-电弧复合焊进行高强钢焊接时均会出现热裂纹,且以凝固裂纹为主.针对该问题,文中综合论述了近些年激光及其复合焊高强钢凝固裂纹的研究情况,介绍了凝固裂纹的特点、形成机制及防止措施.从目前的研究结果来看,高强钢激光焊接中凝固裂纹以焊缝纵向裂纹为主,国内外主要从化学成分、熔池几何形状、焊接参数、拘束度4个影响因素研究凝固裂纹的形成,研究侧重于熔池的凸起部分和深宽比对凝固裂纹形成的影响,凸起部分会造成凝固延迟、产生大的拉应力、促进S,P杂质元素的偏析;较大的深宽比会造成局部应力集中从而引发裂纹产生.采用不同工艺方法改变焊缝几何形状是解决激光焊接凝固裂纹的一个重要方向.     

薄板铝合金高功率CO2激光与光纤激光焊接飞溅特性对比分析

铝合金激光深熔焊接飞溅影响焊接稳定性并部分反映激光焊过程特性.对比研究了CO2及光纤激光焊接6061-T6铝合金的飞溅特性,探讨了两种激光焊飞溅特性差异的原因.借助高速摄像仪记录飞溅运动特性,收集并测量焊接飞溅,采用X2检验和最小二乘法拟合飞溅速度及尺寸分布.结果表明,两种激光焊飞溅速度均服从高斯分布,飞溅尺寸均呈对数正态分布,但光纤激光焊飞溅统计平均速度更大,表明光纤激光焊时更需注重聚焦系统保护;光纤激光焊飞溅统计平均直径更小,拟合结果更服从对数正态分布,表明光纤激光焊过程比CO2激光焊过程更稳定.     

活性剂对6013铝合金薄板CO_2激光焊接工艺的影响(英文)

为了提高铝合金对激光的吸收率,改善焊缝表面成形,对1.8mm厚的6013铝合金板进行活性剂CO2激光焊接。活性剂主要采用的是对激光具有较高吸收率的氧化物和氟化物,将其焊前预涂覆于铝合金板上,然后施焊。结果表明:活性剂在提高CO2激光吸收率,增加母材金属熔化量方面具有明显的效果;氧化物活性剂对促进激光能量吸收的效果要强于氟化物,但氧化物形成熔渣的脱渣性较氟化物熔渣的差;在氧化物活性焊接过程中,气孔敏感性比较大,而氟化物活性剂在焊接过程中很少出现气孔。     

10kW光纤激光焊接缺陷的形成

研究了未熔透光纤激光焊接过程中工艺参数对小孔型气孔、热裂纹和飞溅的影响,并讨论焊接缺陷形成机理. 结果表明,随着光纤激光焊接速度的增加,焊缝气孔和热裂纹倾向降低. 当焦点位置在工件表面时,气孔倾向最大;而当焦点位置由入焦向离焦偏移时,热裂纹敏感性增加. 光纤激光焊接气孔是由小孔不稳定引起的,而小孔不稳定性同时引起了熔池后部凝固前沿形状的变化,提高了焊缝热裂纹的敏感性. 较慢速光纤激光焊接飞溅的形成主要在于小孔开口处前沿熔池的凸起,其程度可能与小孔的稳定性有关.     

建筑装饰用AA5754铝合金在激光电弧复合焊接过程中焊缝形貌及性能变化

激光复合焊接是将激光热源和附属焊接源进行组合焊接的技术。利用新一代高功率光纤激光器和TIG焊枪,采用激光电弧复合焊接技术完成了两套实验。研究激光功率、焊接速度和电弧电流对建筑装饰用AA5754铝合金焊接质量的影响,并对以电弧为主导作用的复合热源和以激光为主导作用的复合热源进行比较分析。结果表明:以激光为主导作用的复合焊有更好的熔深和焊接质量,并在实际工作中得到了进一步验证。     

2A14铝合金光纤激光填丝焊热裂纹敏感性研究

采用鱼骨状裂纹试验方法,研究了2A14铝合金光纤激光填丝焊接热裂纹敏感性,观察并分析了裂纹断口的形貌特征,为防止2A14铝合金光纤激光填丝焊接中热裂纹的产生提供了理论依据。研究结果表明,在2A14铝合金光纤激光填丝焊接中的热裂纹为结晶裂纹。在不同焊接速度时,热裂纹的产生均存在一个明显的激光功率阈值。激光功率低于阈值时,热裂纹倾向明显;激光功率达到或高于阈值时,热裂纹倾向得到抑制,基本不产生热裂纹。     

基于响应面法的6013铝合金单模光纤激光焊接工艺及性能研究

选用2?mm 6013铝合金板材进行单模光纤激光焊接工艺试验,构建以激光功率、焊接速度、离焦量为输入变量,正背熔宽、背宽比和熔合区截面积为输出变量的3D响应面模型,模型具备显著性,且拟合良好.分析工艺参数变化对焊接接头几何特征的影响规律,并对典型焊缝进行了显微组织及力学性能分析.结果表明,激光功率与背面熔宽、背宽比及熔合区截面积变化呈正相关;焊接速度与输出变量均呈负相关;离焦量与正面熔宽及熔合区截面积变化呈正相关,与背宽比变化呈负相关.在背宽比回归模型中,激光功率与离焦量存在明显的交互作用.单模光纤激光可在低功率、高焊速的工艺匹配下实现2?mm 6013铝合金全熔透,且焊接接头截面熔宽更窄,微观晶粒尺寸小,其抗拉强度和断面延伸率分别为315.5?MPa和12.3％,可达到母材的90％和42％.     

316L不锈钢与6063铝合金激光微焊接研究

采用CW数字调制过的光纤激光器,以螺旋线高速扫描的焊接方式对316L不锈钢薄板与6063铝合金板材进行激光点焊搭接试验。结果表明:采用较大功率一次焊接后易产生大量微裂纹,严重影响焊接抗剪强度;当采用较小功率进行组合焊接时,抑制了裂纹在不锈钢层的扩展,只在焊点熔合区存在微裂纹,剪切力显著提高,可达170 N;焊点熔合区出现显微裂纹,是由于钢与铝或铝合金在焊接过程中形成金属间化合物:Fe Al和Fe Al2,呈带状分布且不连续,这些金属间化合物降低了焊点的塑性、韧性,在应力作用下产生显微裂纹。     

2024铝合金光纤激光焊接头力学性能研究

分别采用光纤激光焊和光纤激光填丝焊对2024铝合金进行焊接工艺研究,并对两种工艺下获得的接头力学性能进行测试分析.研究结果表明:采用合理焊接工艺参数,可以改善2024铝合金的焊缝成形,焊接接头抗拉强度能达到母材的85％左右;激光填丝焊能够改善焊缝表面凹陷、咬边等缺陷;断裂发生在焊缝熔合线附近,微观断口呈现拉长的浅韧窝,同时可见二次裂纹、撕裂棱,是典型的韧窝一解理混合断口.     

AA6061铝合金与镀锌钢焊接接头力学性能

通过使用光纤激光矩形光斑,对异种金属AA6061铝合金和镀锌钢完成熔钎焊接,研究了接头的微观组织和力学性能。结果表明,焊缝较为饱满,未出现气孔、裂纹等缺陷。焊接接头的机械抗力可达到152 N/mm2。     

LY12CZ铝合金随焊锤击碾压工艺优化

针对生产现场大尺寸LY12CZ铝合金薄板(2500 mm×6000 mm×2 mm)拼焊制造过程中的热裂纹和焊接变形问题,采用自动TIG拼焊设备的动态随焊锤击碾压焊接技术对焊接工艺进行了优化.通过与常规焊接的焊接金相、力学性能试验和断口扫描电镜进行对比显示,通过工艺优化,随焊锤击碾压技术有效降低了焊接残余应力,减小了焊接变形,并使锤击碾压行为与焊接熔池的凝固过程相匹配,从而防止了LY12CZ铝合金热裂纹的产生.     

6082-T6铝合金双丝MIG焊接头裂纹的研究

采用扫描电镜和能谱仪等方法分析了6082-T6铝合金双丝MIG焊焊接接头裂纹的形貌以及形成机制。研究结果表明,双丝MIG焊焊接接头中裂纹主要是热裂纹,裂纹位于焊缝中部,沿焊缝中心长度方向开裂;裂纹断口表面密排着由枝晶端头组成的颗粒状凸起,枝晶的凸起处圆滑并且无损伤痕迹;裂纹产生的原因主要在于焊接过程中成分偏析导致发生共晶转变,在晶界处形成α-Al-Mg2Si低熔点共晶液态薄膜状组织和6082-T6铝合金有高的线膨胀系数,焊缝金属在凝固过程中产生极大拉伸应力。     

铝合金激光焊接技术的研究进展

由于铝合金导热性强、电离能低、对激光的反射率高等特点,激光焊接中存在着气孔、焊接热裂纹、接头软化、焊缝成形差等问题,在研究过程中开发出了活性剂激光焊、双光束激光焊、激光填丝焊、激光填粉焊、激光+电弧复合焊、激光+电弧双面焊、电磁强化激光焊等工艺.在阐述铝合金激光加工中存在的问题及其原因的基础上,重点介绍了这些工艺的特点和原理,指出了各工艺的优势及不足,对铝合金激光焊接技术的研究进展进行了概述.     

薄板铝合金光纤激光-MIG复合焊工艺与性能研究

为了解决传统焊接方法焊接铝合金的生产效率低,并产生夹钨、裂纹、气孔等缺陷,文中采用了光纤激光-MIG复合焊的方式对2 mm厚的A6082铝合金进行了焊接,通过控制变量法确定了不同焊接工艺参数的影响规律。经反复试验,确定了最佳焊接工艺参数后,获得了优质的焊接接头,并对此复合焊接头的力学性能及内部显微组织进行了研究。由试验结果得出,A6082铝合金材料的焊缝组织主要由α-Al固溶体和少量β(Al8Mg_5)这2种组织组成,且组织形貌为柱状晶形态;焊缝金属的硬度低于母材的硬度,焊接HAZ的硬度低于焊缝金属的硬度;焊接接头拉伸试验断裂位置在热影响区,其最高抗拉强度约是母材的78%,拉伸断口形貌为塑性断口。     

CO_2激光与TIG复合焊接铝合金

以铝合金2A12为主要研究对象,研究CO2激光与TIG复合热源焊接铝合金的工艺特点,设计制造了双焦点激光-电弧复合焊接头,讨论了影响复合焊接的各工艺参数。结果表明:影响复合焊接过程的主要工艺参数有激光功率、焊接速度、焊接电流、激光焦点位置以及两热源之间的距离等,并且在比较宽的参数范围内CO2激光与TIG复合焊接铝合金焊缝成形美观、无气孔等缺陷,焊速显著提高,是一种理想的焊接工艺。     

高速列车6005A铝合金型材焊接热裂纹分析

利用热塑性试验研究了6005A铝合金的热裂纹敏感性,分析了激光-MIG复合热源焊接6005A铝合金型材的焊接热裂纹问题．热塑性试验结果表明,6005A铝合金的脆性温度区间为550～640℃,具有较高的热裂纹敏感性．利用激光-MIG复合焊,采用I形坡L1,可以在4．5m／min的焊接速度下实现6005A铝合金型材的高速焊接．获得的复合焊缝背面局部区域出现垂直于焊缝的热裂纹．热裂纹产生的原因是由更改坡口后致使焊缝金属中母材的稀释率增大引起的,采用适当角度的V形坡口可以消除激光-MIG复合焊中的热裂纹．     

YAG激光与脉冲MIG复合焊接

研究了YAG(掺钕钇铝石榴石 ,Nd 3:Y3Al5O1 2 )激光与脉冲MIG电弧复合焊接铝合金的新工艺 ,设计制造了复合焊接机头 ,探讨了各种规范参数对焊缝成形的影响规律及激光与电弧的复合作用。结果表明 ,在比较宽的参数范围内YAG激光 -脉冲MIG复合焊接铝合金焊缝成形美观 ,无气孔等缺陷 ,熔深与激光单独焊比增加 4倍 ,与脉冲MIG焊接比增加 1倍以上 ,焊速显著提高 ,是一种理想的焊接工艺。     

高Al、Hf含量对Ni_3Al基合金激光焊接性能的影响

为了研究高Al、Hf含量对Ni3Al基合金焊接性能的影响,采用激光焊接3种成分合金,分析焊缝凝固机理,并对比所得裂纹敏感性,同时从预热温度、激光光源性质等方面研究激光焊接工艺。Al元素成分增加,使合金降低了焊缝裂纹中偏析较严重的Mo元素含量,并使凝固过程的脆性温度范围减小,离共晶区较远,致使凝固组织(γ+γ′)共晶相减少。Hf元素含量增加使枝晶间得到良好的填充,使其相变成细密羽毛状(γ+γ′)共晶体,明显降低合金的裂纹敏感性。通过调节母材预热温度,激光波长,在冷却速度较快时能够在一定程度上降低裂纹的敏感性,但仍未完全消除裂纹。而采用波长较短、光斑面积较大的半导体激光焊接得到无裂纹焊缝。     

铝合金DPMIG与TPMIG焊接头组织和性能的对比

采用DPMIG焊和TPMIG焊焊接工艺,对比研究了不同参数对AA6061铝合金焊接性能的影响.运用小波分析仪检验焊接过程的稳定性.利用光学显微镜和电子拉伸试验机,研究了DPMIG焊和TPMIG焊焊接接头的显微组织和拉伸性能.结果表明,TPMIG焊和DPMIG焊焊接过程稳定,电流电压波形周期性变化,重复性好. TPMIG焊的动态电阻和输入能量的高低变化更为有序,得到了比DPMIG焊更为美观的鱼鳞纹焊缝.不同焊接速度下,与DPMIG焊相比,TPMIG焊熔合区的气孔和裂纹等缺陷均较少,拉伸强度均有所增加,说明TPMIG焊是一种较DPMIG焊更为优良的焊接方法.