铝/钢CMT熔-钎焊接头微观组织及力学性能研究

使用CMT熔-钎焊技术以ER4043(A1Si5)焊丝作为填充金属对6061铝合金及表面预涂特种钎剂的304不锈钢异种材料进行了焊接。使用SEM、EDS、XRD及显微硬度试验对焊接接头的显微组织及力学性能进行了研究。结果表明:铝和不锈钢的CMT熔-钎焊缝成形良好,且熔化的焊丝向不锈钢侧铺展比较理想。焊接接头由热影响区、熔合区及钎焊界面层组成。热影响区及熔合区的组织为α-Al固溶体和Al-Si共晶相;在钎焊界面层形成一定厚度的化合物层,主要为FeAl_2相及Al_(0.5)Fe_3Si_(0.5)三元相。拉伸断裂于焊缝/钎焊界面层,断口为脆性断裂,接头强度为84.1MPa。     

6005A-5083铝合金焊接接头的微观组织与力学性能研究

为提高接头质量和可靠性,通过微观组织观察、室温拉伸、硬度、疲劳等试验对6005A-5083焊接接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明:6005A-5083铝合金焊接接头焊缝成形良好,无明显焊接缺陷,焊缝组织未见异常。6005A侧熔合区存在轻微的Mg元素偏析,5083侧合金元素分布均匀。接头抗拉强度、屈服强度和伸长率的平均值分别为181MPa、115MPa、7.2%,其断口呈现韧性断裂特征,通过S-N曲线拟合得到的疲劳极限不低于75 MPa。焊接接头焊缝区域、5083侧热影响区、6005A侧热影响区宽度分别约为10mm、10mm和35mm。该焊接接头存在软化区,6005A侧熔合区为较薄弱环节。     

6005A-5083异种铝合金激光-MIG复合焊接

采用激光-MIG复合焊接方法对高速列车用6005A-5083异种铝合金进行焊接,分析焊接接头的显微组织及力学性能。研究结果表明,焊缝组织对异种铝合金材料的适应性良好,靠近5083铝合金的焊缝微观组织与靠近6005A铝合金的焊缝微观组织特征相同;5083铝合金与6005A铝合金的硬度分布有明显差别,5083铝合金的热影响区宽1 mm,6005A铝合金的热影响区宽10.5 mm,6005A铝合金热影响区的软化区是整个接头硬度最低的部位;接头平均抗拉强度225 MPa,拉伸试样在6005A铝合金热影响区的软化区发生断裂;接头抗弯性能良好;6005A铝合金的热影响区冲击功最高,焊缝的冲击功最低。     

Si元素对Al-40Zn-xSi钎料组织和性能的影响（英文）

研究了Si元素对Al-40Zn-xSi钎料的钎焊性能,显微组织的影响以及不同Al-40Zn-xSi钎料对铝合金钎焊接头的显微组织和力学性能的影响。结果表明:当Al-40Zn-xSi中Si元素含量为4%(质量分数)时,钎料具有最好的润湿性能。显微组织分析表明:当Si元素含量超过4%后,钎料中开始出现块状初生硅;铝合金钎焊接头水冷后,Al-Si共晶组织和Zn-Al共析组织共存于焊缝中α-Al的枝晶间区域。当钎料中Si元素含量为4%时,焊后水冷的铝合金钎焊接头的抗剪强度达到最大值142.28 MPa。但是,当钎料中Si元素含量为5%以上时,焊缝中会形成较多的脆性共晶组织和初生硅颗粒,影响接头力学性能。     

2A12高强铝合金焊接接头组织及力学性能的研究

采用TIG焊方法,以ER4043作为填充材料,对4 mm厚的2A12铝合金板进行了焊接试验研究。通过拉伸性能、显微硬度试验和显微组织分析,研究了焊接接头的组织和力学性能。结果表明,当焊接电流为115 A时,焊接接头的拉伸性能最佳,接头抗拉强度为285.32 MPa,伸长率为4.83%,焊缝中心的显微硬度为116 HV。显微组织由α-Al和共晶Si组成。     

高速车辆用A6N01铝合金的脉冲MIG焊

采用脉冲熔化极惰性气体保护焊(MIG)方法进行了国产A6N01铝合金的焊接,研究了焊接接头的力学性能和微观组织等,结果表明:焊接接头成形良好,焊态抗拉强度为198 MPa,断后伸长率为7.0%,断口位于焊缝.焊接接头的显微硬度以焊缝中心最低.焊缝熔敷金属为等轴晶状的铸态组织,靠近母材的熔合区形成了一层较薄的细小等轴状组织,焊接热影响区的部分强化相Mg2Si固溶到基体中.     

A6N01铝合金脉冲MIG焊接接头的组织与性能研究

采用脉冲熔化极惰性气体保护焊(P-MIG)方法进行了国产A6N01铝合金的焊接,研究了焊接接头的力学性能和微观组织等,结果表明:焊缝熔敷金属为等轴晶状的铸态组织,靠近母材的熔合区形成了一层较薄的细小等轴状组织,焊接热影响区的部分强化相Mg2Si固溶到基体中。焊接接头的显微硬度以焊缝中心最低。焊接接头成形良好,焊态抗拉强度为198 MPa,断后伸长率为7.0%,断口位于焊缝。     

10mm厚6005A铝合金激光-MIG复合焊接

采用双层激光-MIG复合焊接方法焊接10mm厚6005A铝合金,获得了外观成形良好、内部缺陷少的接头。对接头显微组织及力学性能进行研究,结果表明,焊缝由盖面焊缝与打底焊缝组成,盖面焊缝组织具有5XXX系铝合金铸造组织的特征,打底焊缝组织具有6XXX系铝合金铸造组织的特征;接头热影响区宽约13 mm,分为固溶区、过时效区和近焊缝区;打底焊缝与过时效区是接头硬度最低的区域;拉伸试样在过时效区发生韧性断裂,接头抗拉强度平均值为195.07 MPa,明显高于常规MIG焊接接头的强度。     

6005A铝合金双丝MIG焊接接头组织与性能研究

采用自动双丝MIG焊机对6005A铝合金空心型材进行搭接焊,并利用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度仪及能谱对焊接接头的组织与性能进行了分析.结果表明:焊缝区呈网状枝晶组织,热影响区晶粒组织细小,焊接接头的主要强化相是Mg2Si和Al3Mg2等化合物,但是含量较少.热影响区中有软化区的存在,焊缝的平均硬度略低于母材.     

Si元素对Al-40Zn-xSi 钎料组织和性能的影响

研究了Si元素对Al-40Zn-xSi 钎料的钎焊性能,显微组织的影响以及不同Al-40Zn-xSi钎料对铝合金钎焊接头的显微组织和力学性能的影响。结果表明：当Al-40Zn-xSi中Si元素含量为4%时,钎料具有最好的润湿性能。显微组织分析表明：当Si元素含量超过4%后,钎料中开始出现块状初生硅;铝合金钎焊接头水冷后,Al-Si共晶组织和Zn-Al共析组织共存于焊缝中α-Al 的枝晶间区域。当钎料中Si元素的含量为4%时,焊后水冷的铝合金钎焊接头的抗剪强度达到最大值142.28 MPa。但是,当钎料中Si元素含量为5%以上时,焊缝中会形成较多的脆性共晶组织和初生硅颗粒,影响接头力学性能。     

6082-T6/6005A-T6异种铝合金MIG焊接头的组织与性能

对两种不同截面厚度的6082和6005A铝合金进行MIG焊接,借助显微硬度测试、拉伸性能测试、高频疲劳性能测试、OM、SEM、TEM等手段,对接头力学性能和微观组织进行研究。结果表明,焊缝中心为粗大的等轴晶,显微硬度较低;6082和6005A铝合金的热影响区均存在软化区,6005A铝合金侧热影响区的软化区是整个接头硬度最低的部位。焊接接头的抗拉强度和伸长率分别为201 N/mm~2和8.2%,断裂位置均在最薄弱的焊缝区和6005A铝合金侧软化区。设定应力比R=0,测试了接头的疲劳寿命,接头疲劳极限为101.27 N/mm~2。对疲劳断口观察分析,焊缝中的气孔易形成疲劳源,促进疲劳裂纹的萌生和扩展。     

A6N01铝合金焊接接头的微观组织与力学性能

对高速列车车体用新型A6N01铝合金进行MIG焊接,使用光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度计和拉伸试验机对焊接接头的显微组织与力学性能进行观察与分析。结果表明:焊缝金属为等轴晶状的铸态组织,焊缝边缘的熔合区形成柱状晶组织。在热影响区(HAZ),过时效区的晶粒比淬火区的更为粗大,形成HAZ软化区。A6N01铝合金母材析出短棒状β′(Mg2Si)过渡强化相。HAZ析出粗大的短棒状稳定强化相β(Mg2Si)。焊缝显微硬度最低,约为65 HV。焊接接头的抗拉强度为270 MPa,断后伸长率为6.0%。     

激光-MIG复合焊接2A12铝合金工艺和接头性能

对8 mm厚2A12铝合金板进行CO_2激光-MIG(metal inter gas)复合焊接,讨论了焊接电压和焊接速度对焊缝几何参数的影响,并研究接头显微组织和力学性能.结果表明:熔深和母材熔化面积决定于焊接速度.随着焊接电压的降低,焊缝熔宽、堆高面积、焊缝固液趾角逐渐减小,而成形系数逐渐增加.接头显微组织由α(Al)基体及α(Al)+Al_2Cu+Mg_2Si三相共晶组成;接头抗拉强度为281 MPa,为母材抗拉强度的69%;接头拉伸断口呈韧脆混合断裂,而母材断口呈微孔聚集型延性断裂.     

5083/6063异种铝合金MIG焊接接头组织和力学性能

对大型铝合金结构件中常用的5083和6063铝合金进行了熔化极氩弧焊(MIG)对接试验,并对焊接接头的显微组织和力学性能进行分析。结果表明:焊缝成形良好,焊缝区为等轴晶组织,5083母材一侧热影响区晶粒较6063母材一侧长大明显;焊接接头抗拉强度为129 MPa,接头的侧弯性能良好,弯曲角度达到180°时,焊接接头无裂纹,符合JB/T 4734-2002《铝制焊接容器》的规定。焊接接头硬度分布因两母材的硬度差异而呈现较大梯度,6063侧的硬度分布变化较大,焊缝与该侧热影响区的最大硬度差值达到35 HV。     

热处理对管型母线用6063铝合金焊缝金属性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪、导电率测试仪、显微硬度计和万能材料试验机研究了热处理前后采用ER4043焊材制备的6063铝合金焊缝金属的显微组织和性能。研究结果表明,焊缝金属物相组成为α-Al固溶体和Si相,显微组织为α-Al枝晶和Al-Si共晶。由于热处理过程中Si的脱溶析出,α-Al晶格常数变大。热处理后焊缝金属的导电率明显提高。热处理后焊接接头的显微硬度降低,但热处理未对焊接接头的拉伸强度造成明显影响。     

5A90铝锂合金电子束焊接接头显微分析

采用真空电子束焊对5A90铝锂合金进行焊接,用光学显微镜和扫描电镜对接头显微组织进行观察,并对接头横截面的显微硬度进行测试。研究结果表明,5A90铝锂合金电子束焊接头的焊缝的组织由等轴晶和等轴枝状晶组成,晶界和枝晶界分布着大量α+δ(AlLi)共晶组织和少量α+δ(AlLi)+T(Al_2MgLi)的三元共晶组织,热影响区与焊缝之间存在一层等轴细晶区。电子束流的增大,会导致焊缝晶粒粗化,晶界的共晶组织粗化并逐渐连成网状,晶粒内球状共晶相数量减少。显微硬度测试结果表明,接头焊缝区的显微硬度低于热影响区和母材,电子束流的增大会导致焊缝的显微硬度降低。     

异质铝合金激光填丝搭接叠焊接头的组织与性能

对1 mm厚的5052-H32铝合金轧制板与3 mm厚的6005A-T6铝合金挤压板进行激光填丝搭接叠焊。采用金相显微镜、SEM与EDS分析了焊缝接头组织,使用电子万能拉伸试验机与维氏显微硬度计对接头力学性能进行检测。结果表明:在激光功率为5. 8 kW～6. 2 kW,送焊丝速度3. 5 m/min～4. 0 m/min时,焊接接头表面成形良好,焊缝有效连接宽度在2. 66 mm～2. 90 mm;焊缝区组织主要由铸态的等轴枝晶构成,在6005A铝合金侧焊缝区出现过时效现象,在α-Al基体上出现大量的析出相Mg_2Si及Mg_2Al_3,并随着激光功率的增加而增多;焊接接头抗拉强度随着激光功率的增加而降低,在激光功率为5. 8 kW时,焊缝获得最大抗拉强度为205. 85 N/mm~2,5052铝合金母材强度为228 N/mm~2,焊缝强度系数为0. 90。在5052铝合金板侧焊缝处硬度值低于母材的,6005A铝合金板热影响区存在软化,软化区范围在2 mm～3 mm。但由于6005A铝合金板厚度大于5052铝合金板的,薄板受力更为集中,断裂位置发生在5052铝合金焊缝处。     

6005A铝合金型材焊接接头组织与性能

采用国产6005A铝合金进行焊接试验,并对焊接接头进行了力学性能检测及金相显微组织观察。结果表明,6005A铝合金的焊接接头焊缝两侧离焊缝中心约10～15mm的地方存在一对对称分布的软化区,其原因是由于焊接热的影响使该部位发生了过时效,对进口的6005A大型多孔铝型材焊接接头进行分析,发现焊接接头上软化区硬度降低的程度明显较小,这是由于实际的多孔型材在该部位设置有加强筋,加强筋有显著的散热作用,降低了焊接过程中该部位的温升,另一方面,加强筋增大了软化区的承载面积,有机构补强作用。     

高速列车侧墙大型材激光-MIG复合焊接

试验采用激光-MIG复合焊接方法对高速列车6005A铝合金侧墙大型材进行焊接,分析焊接接头的显微组织及力学性能。研究结果表明,焊接接头呈现漏斗状,明显分为两部分,上半部分较宽呈现碗形,下半部分较窄呈现锥形;由焊缝中心至熔合线,Al、Mg元素的含量有所升高;焊缝中心的等轴晶组织均匀细小,熔合线附近的柱状晶组织短小且特征模糊;焊接接头硬度介于54.12~84.02 HV,焊缝和热影响区的软化区是硬度最低的区域,焊接接头热影响区宽约9 mm;焊接接头抗拉强度稳定,平均抗拉强度210 MPa,明显高于常规MIG焊接接头。     

2A12铝合金TIG焊接接头显微组织及性能

采用ER4043焊丝对2A12铝合金进行钨极惰性气体保护焊(TIG焊),通过显微组织观察(OM和SEM)、拉伸性能及硬度检测,对焊接接头显微组织及性能进行了研究。结果表明:2A12焊接接头热影响区晶粒大小不一。焊缝区显微组织为典型的铸态枝晶,呈现网状分布特征,枝晶组织的生长具有方向性。焊接接头抗拉强度平均值为281.3MPa,为母材的67.9%。母材断口呈韧窝型延性断裂,焊缝断口呈脆韧型混合断裂。焊缝中心硬度较低,其值为86 HB。热影响区是焊接件的最薄弱环节,硬度最低,仅为82 HB。275℃×12 h热处理对2A12焊接件的硬度影响很小。