线能量对挤压AZ91D镁合金GTAW焊接接头组织与性能的影响

通过显微组织观察、晶粒尺寸定量分析、显微硬度测试和拉伸实验等手段,系统研究了线能量变化对热挤压AZ91D镁合金钨极氩弧焊接接头微观组织、显微硬度和极限抗拉强度的影响.结果表明:线能量过低时,焊缝易出现未焊透和气孔缺陷,随着线能量的增加,熔合区和热影响区的晶粒尺寸均增大.线能量的增加导致热影响区和熔合区中的低熔共晶产物由连续状向颗粒状转变.适当的增加线能量有助于提高焊接接头平均显微硬度和极限抗拉强度,但过高的线能量会导致焊接接头的平均显微硬度和极限抗拉强度下降.这是因为当线能量增大到一定程度时,晶粒尺寸(霍尔-佩奇效应)、锌元素蒸发和过时效对金属材料强度产生的作用大于弥散强化(奥罗万强化机理)对材料强度产生的影响,霍尔-佩奇效应对材料性能的影响占主导地位.     

2219和2195铝合金焊接接头的腐蚀行为差异研究

目的 研究运载火箭贮箱用2195新型铝锂合金搅拌摩擦焊接头和熔化焊接头相对于传统的2219铝合金焊接接头耐腐蚀性能的差异,分析耐蚀性的演变规律,为贮箱制造及表面防护提供理论指导。方法 以传统的2219铝合金为对照,采用盐雾腐蚀试验、动电位极化曲线测试等方法系统研究2195铝锂合金焊接接头的腐蚀电位、腐蚀电流密度、腐蚀速率等方面的性能,进而判断新型铝合金材料与传统铝合金材料耐蚀性能的差异。结果 2种铝合金焊接接头各个亚区的耐蚀性均呈现相同的变化规律,其中搅拌摩擦焊接头的耐蚀性能按照热影响区、母材区、热机影响区、焊核区的顺序依次增加;TIG焊接头的耐蚀性能按照热影响区、母材区、焊缝区的顺序依次增加,且在热影响区存在晶间腐蚀的现象。此外,2219和2195铝合金TIG焊接接头热影响区自腐蚀电位分别为?0.653 V和?0.667 V,腐蚀电流密度分别为7.35 mA/cm²和7.55 mA/cm²。结论 2219和2195铝合金搅拌摩擦焊和TIG焊接头的耐蚀性差别不大,且均在热影响区耐蚀性最差;采用同种合金进行焊接时,TIG焊接头的耐蚀性能比FSW接头的差。     

镁合金AZ80A搅拌摩擦焊焊核区组织金属学演变

采用取像显微分析技术分析了变形镁合金AZ80A搅拌摩擦焊焊核区塑性条带间的金属学演变过程.结果表明:搅拌摩擦焊搭接头焊核区晶粒尺寸、极图、反极图以及晶粒的取向差均呈周期性的变化,组织结构呈条带分布,基体内部经历了周期性的动态再结晶过程.     

高应变率下AZ31镁合金焊接接头动态力学性能

采用分离式Hopkinson压杆在应变速率为900~2500s-1范围内对轧制态AZ31镁合金氩弧焊(TIG)和搅拌摩擦焊(FSW)焊接接头进行了高速冲击压缩实验,利用金相显微镜和扫描电子显微镜对压缩后的接头组织和断口进行了观察。结果表明:随着应变速率的增大,合金的真应力-应变曲线变化不大,说明AZ31镁合金两种焊接接头对应变速率的敏感性较小;在高应变速率下FSW焊接接头的强度及塑性均优于TIG焊接接头;两种接头在高应变速率下的断裂方式均为解理断裂,但相对于TIG焊接接头,FSW焊接接头更加平整光滑;两种接头的显微组织对应变率均不敏感,并且在高应变率压缩下的变形方式相同,主要为滑移。     

AA5052铝合金/AZ31B镁合金搅拌摩擦焊接头的腐蚀行为研究

采用搅拌摩擦焊的方法得到了外观成形良好的Al合金/Mg合金接头。为了研究其腐蚀行为和腐蚀机理,在分析焊接接头显微组织的基础上,采用中性盐雾腐蚀试验和电化学测试的方法对其腐蚀行为进行监测和分析,并对焊接接头的腐蚀失重进行了分析研究。结果表明,铝镁金属间化合相和镁合金中的β相在搅拌区和热力影响区中分布的不均匀性,以及区域晶粒大小的差异,导致搅拌区和热力影响区形成微区原电池的倾向不同,从而表现出腐蚀形貌和腐蚀行为的差异。电偶腐蚀的发生导致焊接接头的腐蚀电流密度较高,耐腐蚀性能不及母材。在整个中性盐雾腐蚀过程中,腐蚀失重逐渐增加,腐蚀速率呈现出先上升后下降的趋势。     

AZ31/7005异种材料填丝GTAW焊接接头的组织与性能

采用ER4043,ER4047铝硅合金焊丝对AZ31镁合金和7005铝合金异种材料进行填丝钨极氩弧焊(GTAW),并对AZ31/7005接头进行微观组织观察和显微硬度分析。结果表明:采用填丝钨极氩弧焊工艺,可以获得表面成形良好的焊接接头;镁侧熔合区是接头力学性能的薄弱区,镁侧熔合区不同结晶区域Mg和Al的成分较为接近,组织主要为Mg17Al12+Mg共晶体组织;靠近镁侧熔合区无高硬度脆性相产生,焊缝区的硬度稍高于镁母材区,但远低于铝母材区。     

异种铝合金搅拌摩擦焊接接头的微观组织与力学性能

采用搅拌摩擦焊方法对4mm厚的5083铝合金与6082铝合金进行了焊接,对焊接接头的微观组织和力学性能进行了分析。结果表明,焊核区由细小的等轴再结晶组织构成,6082铝合金在前进侧的抗拉强度大于5083铝合金在前进侧的抗拉强度,正弯试验与背弯试验角度都达到180°。     

微量Sc对Al-Zn-Mg合金焊接接头组织和性能的影响

使用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了Al-Zn-Mg合金和含微量钪的Al-Zn-Mg合金钨极氩弧焊接头的微观组织,并对其力学性能和耐应力腐蚀性能进行了对比。结果表明：在传统Al-Zn-Mg合金板材熔合线附近的热影响区出现再结晶和晶粒异常长大,而含钪Al-Zn-Mg合金基体中热稳定性优良的纳米Al₃(Sc, Zr, Ti)相在焊接过程中能阻碍晶界迁移,抑制再结晶晶粒的形核和长大,进而细化熔合线附近的组织。同时,含微量钪的Al-Zn-Mg合金焊接接头的强度明显比传统合金的高,其强化效果主要来源于熔合线附近区域的细晶强化和二次Al₃(Sc, Zr, Ti)相的弥散强化。     

深冷处理温度对镁合金MIG焊接接头组织与性能的影响

为解决镁合金在焊接时易使焊接接头软化的问题,对镁合金采用不同温度进行深冷处理,通过改变基体的微观组织,进而提高焊接接头的力学性能.结果 表明:随着深冷温度的降低,晶内韧窝数量增多,晶粒尺寸变小,第二相粒子增多,各相衍射峰值增强,深冷处理后焊接接头的力学性能显著提高.其中,经过-190℃、12 h深冷处理后的镁合金MIG焊接接头的力学性能最佳,与未处理的焊接接头比较,其硬度、抗拉强度与伸长率分别提高了48.83％、8.02％和1.25％.     

7A52铝合金交流钨极氩弧焊焊接电流对焊接接头组织性能的影响

采用交流钨极氩弧焊对7A52铝合金板进行焊接,通过对不同焊接电流得到的焊接接头显微组织和显微硬度的分析,得出焊接电流对焊接接头组织性能的影响.试验结果表明,当焊接电流为140～160 A时,得到的焊缝组织较均匀,晶粒排列较紧密,焊接接头性能较好.     

镁合金搅拌摩擦焊接组织特征研究

通过对镁合金AZ31进行搅拌摩擦焊获得了成型良好的焊缝,采用金相显微镜对焊缝组织进行了分析,并采用透射电镜和X射线能谱仪对晶粒形貌和晶界析出的第二相进行了观测分析。结果表明,镁合金搅拌摩擦焊可以获得组织致密的焊缝,焊缝区域根据组织特点可以分为焊核区、热机影响区和热影响区;焊核区"洋葱环"之间呈现层片状结构,晶界强化相数量减少且尺寸变小;热机影响区在前进侧和焊核区有明显的分界,晶粒呈细长条状,后退侧和焊核区分界相对不明显,晶粒变形较小;热影响区在前进侧较窄,组织与母材组织相比变化较小,而后退侧热影响区较宽,晶粒尺寸有所增长,这与搅拌摩擦过程中金属切削迁移的堆积过程有关。     

压铸态AZ91D镁合金搅拌摩擦焊接头微观组织研究

采用搅拌摩擦焊工艺对4mm厚的压铸态AZ91D镁合金进行对接工艺实验,搅拌头旋转速率1500r/min,焊接速率120mm/min;使用光学显微镜和扫描电镜对焊接接头微观组织进行了研究。结果表明:焊缝外观成形美观,但内部存在贯穿型隧道状孔洞缺陷;焊核区为典型的变形-再结晶组织,为细小、均匀的等轴晶;机械-热影响区为变形-部分再结晶组织,热影响区组织形貌与母材相近但伴有轻微的长大现象;焊核区与机械-热影响区的过渡具有以下特征:在前进侧呈现"突变"特征,在后退侧呈现"渐变"特征。     

AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头断裂机制

对AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头进行力学性能实验.拉伸、疲劳实验结果显示,AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头抗拉强度可以达到母材强度的92.9%,断裂位置在前进面的机械热影响区,认为是前进面机械热影响区不均匀的层状组织和应力集中作用的结果.扫描电镜显示:断口有明显的撕裂纹和纤维状组织.     

搅拌摩擦焊接Mg-6Al-1Sn合金组织与性能研究

对搅拌摩擦焊Mg-6Al-1Sn(AT61)合金板材在不同的焊接工艺参数下的组织与性能进行了研究。研究结果表明,在旋转速度为1 200r/min时,焊接速度为60~180mm/min及焊速为180mm/min时,转速为1 200~1 600r/min范围内都能实现良好连接,接头最大抗拉强度系数达到母材的88%,且焊核区的析氢速率低于母材,但电化学性能有所降低。母材中的第二相是Al8Mn5,没有检测到Mg2Sn相,在不同焊接工艺参数下接头组织与母材相比,第二相的类型不变,第二相的分布由条状变为颗粒状。     

MB8镁合金薄板的搅拌摩擦焊

针对我国航空航天工业常用的MB8镁合金。采用搅拌摩擦焊工艺进行焊接，对其焊缝的成形特点、组织特征和力学性能进行分析。结果表明，采用搅拌摩擦焊焊接镁合金效果良好。     

5083铝合金搅拌摩擦焊接头的显微组织与力学性能

对8 mm厚5083-H321铝合金板进行了搅拌摩擦焊接试验,研究了焊接工艺参数对搅拌摩擦焊接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:该搅拌摩擦焊接头焊核区显微组织为细小的等轴晶组织,热机影响区为拉伸弯曲变形组织,热影响区非常窄,其晶粒尺寸与母材相当;综合接头表面形貌和拉伸性能得到较佳的搅拌摩擦焊接工艺参数为使用搅拌针为三棱形带螺纹、轴肩为内扣型的搅拌头,主轴转速为300 r·min^-1,焊接速率为120 mm·min^-1;在该工艺条件下接头表面成形良好,抗拉强度可达到母材的94.5%。     

搅拌摩擦加工对AZ31镁合金微观组织及力学性能的影响

采用搅拌摩擦加工技术(Friction stir processing,FSP)对AZ31镁合金板材进行了单道次加工,研究了加工区域微观组织对力学性能的影响。结果表明,相同前进速度下,旋转速度升高,平均晶粒尺寸增大。搅拌摩擦加工后,晶粒尺寸和织构变化显著影响AZ31镁合金的力学性能,平均晶粒尺寸越大,越易发生孪生变形。织构类型主要包括基面织构和纤维织构。基面织构位于软位向时,屈服强度降低,但纤维织构会弱化基面织构对力学性能的影响。     

等径角挤压制备AZ91D镁合金的组织与性能

研究了铸态AZ91D镁合金在等径角挤压(Equal Channel Angular Extrusion,ECAE)后的室温力学性能和微观组织特征.在力学性能方面,铸态AZ91D镁合金经过1道次ECAE变形后,室温力学性能(屈服强度、抗拉强度、延伸率、弹性模量)由86.3 MPa,146.3 MPa,1.84%,42.5...