DP590激光胶接点焊正交试验及胶层气体的排出

本文以1.5 mm厚DP590钢板为试验材料,以焊接功率、焊接时间、离焦量为变量,设计三因素三水平正交试验,分析不同焊接工艺参数对接头焊接质量的影响;建立激光胶接点焊接头的Euler分析模型,提取胶层界面各个检测点压力时程曲线,分析焊接过程中结瘤缺陷的形成机制;同时,采用超声波水浸聚焦入射法对DP590板材激光胶接点焊接头进行超声C扫描成像检测,借助焊点区A扫信号和C扫图像分析接头焊核区的形貌特征。结果表明：焊接功率对接头力学性能指标影响最大,焊接时间次之,离焦量的影响最小;仿真结果显示胶层气化后的高压气体从上下板之间的空隙排出,还有一部分从熔池中冲出,并留下气体排出后的气化层区;结合A扫信号与C扫描图像分析,将胶接接头分为焊核区、热影响区、气化层区及胶层区,证实了激光胶接点焊过程中存在胶层气化后的气体排出的现象的存在,超声检测分析与仿真结果相吻合。     

DP590双相钢激光胶接点焊接头的疲劳强度分析

为对比分析DP590双相钢激光胶接点焊接头和激光点焊接头的疲劳强度,针对1.5mm厚的DP590钢板,以焊接功率、焊接时间、离焦量为变量,进行三因素三水平的激光点焊和激光胶接点焊正交实验,通过拉剪实验获得两种接头的失效载荷;应用方差分析方法辨析焊接工艺参数对两种接头焊接质量的影响程度;开展疲劳实验,建立接头的载荷-寿命曲线,并对胶接点焊接头进行疲劳断口分析。结果表明,胶接点焊接头的拉剪失效载荷和疲劳强度均大于点焊接头;对胶接点焊接头和点焊接头的力学性能影响最大的工艺参数分别是焊接功率、焊接时间;胶接点焊接头的疲劳裂纹主要起源于热影响区,疲劳裂纹扩展区存在明显的疲劳条带,瞬断区出现典型韧窝形貌。     

Zn-Cu-Ti合金搅拌摩擦焊与激光焊接头组织与性能对比研究

通过金相显微镜、扫描电镜和显微硬度测试等分析手段,研究了Zn-Cu-Ti合金搅拌摩擦焊接头与激光焊接头的组织和性能。结果表明,Zn-Cu-Ti合金搅拌摩擦焊接头主要分为母材区、热机影响区、焊核区,其显微组织分别为纤维组织、拉伸弯曲变形组织、细小的晶粒;接头各区域硬度分布为:母材区>热机影响区>焊核区;接头的抗拉强度153.8 MPa,延伸率为6.7%,发生偏向脆断的准解理断裂。激光焊接头主要分为母材区、熔合区、焊缝区,焊缝区中心位置上下表面有凹坑,其内部有多条排列规则且形状近似抛物线的熔合线,并存在较明显的夹杂;接头各区域硬度分布为:母材区<熔合区<焊缝区;接头的抗拉强度为110.3 MPa,延伸率仅为4.7%,发生脆性断裂。     

超声辅助对2524铝合金搅拌摩擦点焊组织与性能影响研究

采用光学金相显微镜、拉伸试验机、显微硬度仪、扫描电镜等研究了超声辅助对2 mm厚2524铝合金板材搭接搅拌摩擦点焊焊接接头组织与力学性能的影响。结果表明,施加超声后,接头有效连接宽度由1 763 μm提升至2 399 μm,热机影响区畸变程度降低,焊核区晶粒明显细化,断口韧窝更细小、均匀,第二相粒子分布更均匀、弥散。接头显微硬度从焊核区到母材区呈现先降低后回升的趋势,施加超声后焊核区内显微硬度略有提升,但幅度不大。接头最大剪切拉伸载荷从未施加时的4 246 N增至5 267 N。     

TA1纯钛点焊接头的疲劳性能分析

针对1.5 mm厚的TA1纯钛板电阻点焊接头,开展疲劳实验研究。利用超声波扫描显微镜对纯钛板点焊接头进行扫描,获得接头的C扫描图像;对接头进行拉剪实验,获得接头失效载荷;研究纯钛板点焊接头的疲劳性能,建立载荷-寿命曲线,对疲劳断口进行电镜扫描,分析疲劳裂纹扩展形式。结果表明,随着焊接电流增大,超声C扫描图像所测得的焊核直径均值随之增大,且C扫描图像可表征飞溅等焊接缺陷。载荷水平为10%、13%、30%对应的疲劳寿命平均值分别为1 753 302、261 193、8 263次。接头主要的疲劳失效模式为母材"眉状"断裂失效,裂纹源位于两板内侧焊核与母材交界的热影响区,在疲劳裂纹的稳定扩展区存在明显的塑性疲劳条带。     

含铒铝合金TIG焊与激光焊接头组织与性能对比

测试含铒5083铝合金冷轧板TIG焊与激光焊接头的显微硬度和力学性能对比观察各区域的微观组织,探讨稀土铒对焊缝及热影响区组织与性能的影响.结果表明,激光焊接头的抗拉强度平均值为母材抗拉强度值的82.4％,TIG焊接头的抗拉强度平均值为母材抗拉强度值的77.1％.焊接接头力学性能最差的位置,TIG焊为熔合区,激光焊为焊缝中心处.TIG焊接头主要强化机制是细晶强化、析出相强化以及由Al3(Er,Zr)带来的热循环软化抗力的增加.激光焊焊接接头的主要强化机制是细晶强化.     

含铒铝合金TIG 焊与激光焊接头组织与性能对比

测试含铒5083铝合金冷轧板TIG焊与激光焊接头的显微硬度和力学性能,对比观察各区域的微观组织,探讨稀土铒对焊缝及热影响区组织与性能的影响。结果表明,激光焊接头的抗拉强度平均值为母材抗拉强度值的82.4%,TIG焊接头的抗拉强度平均值为母材抗拉强度值的77.1%。焊接接头力学性能最差的位置,TIG焊为熔合区,激光焊为焊缝中心处。TIG焊接头主要强化机制是细晶强化、析出相强化以及由Al3(Er,Zr)带来的热循环软化抗力的增加。激光焊焊接接头的主要强化机制是细晶强化。     

含铒铝合金TIG焊与激光焊接头组织与性能的对比研究

对含Er5083铝合金冷轧板进行了TIG焊与激光焊接,对两种焊接接头进行了显微硬度测试和力学性能测试,并对各区域的微观组织进行对比观察,探讨了稀土Er对焊缝及热影响区组织与性能的影响。结果表明,激光焊接头的抗拉强度平均值为母材抗拉强度值的82.4%;TIG焊接头的抗拉强度平均值为母材抗拉强度值的77.1%。两种焊接接头的力学性能最差的位置分别是：TIG焊为熔合区,激光焊为焊缝中心处。在TIG焊接头主要的强化机制是细晶强化,析出相强化以及由Al3(Er, Zr)带来的热循环软化抗力的增加。激光焊焊接接头的主要强化机制是细晶强化。     

搅拌摩擦焊接钢接头组织与变形分析

采用搅拌摩擦焊方法进行了3 mm厚Q235钢的对接焊试验,并进行了组织与变形的测试分析。结果表明,采用搅拌摩擦焊可以获得表面成形性好、内部去缺陷、焊接变形小的3 mm厚Q235钢搅拌摩擦焊焊缝。与母材相比,接头热影响区晶粒稍有增大;热机械影响区晶粒一部分为细小等轴晶,一部分呈长条状;焊核区为细小等轴晶。     

转速对2524铝合金搅拌摩擦点焊组织与性能的影响

对2524铝合金薄板进行搭接搅拌摩擦点焊试验, 研究了搅拌头转速对其组织与性能的影响。结果表明, 随转速增加, 焊点外侧飞边越加严重, 组织畸变程度增加, 焊核区宽度增大, 有效连接宽度先增大后减小。母材区硬度最大, 热影响区硬度最低;在焊核区内, 显微硬度随转速增加而增大, 当转速为1 100 r/min时达到最大133.9HV, 而热影响区在300 r/min时硬度最大。在单向拉伸试验中, 接头剪切强度随转速增加先增大后减小, 在700 r/min时达到最大值3 510 N;接头呈现出两种断裂模式: 即低转速下平行于两板面断裂和高转速下沿倾斜方向断裂;断口呈现明显的剪切韧窝形态, 韧窝小而浅, 焊接接头为韧性断裂。     

2A12/7075异种铝合金FSW接头耐腐蚀性能

为研究2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头耐晶间腐蚀性能,对异种铝合金2A12/7075进行对接搅拌摩擦焊(FSW),焊接后对接头进行组织观察和晶间腐蚀实验。结果表明,接头焊核区(NZ)发生完全动态再结晶,该区域晶粒平均尺寸约为7.8μm;前进侧热机影响区晶粒大小约为10.5μm,回退侧热机影响区晶粒大小约为12.3μm。前进侧热影响区晶粒长度约610μm,宽度约42.8μm;回退侧热影响区晶粒长度约71.7μm,宽度约21.9μm。焊核区耐晶间腐蚀性能良好,仅达到2级腐蚀,其腐蚀深度为15.6μm;母材部分7075铝合金腐蚀情况严重,已经达到5级腐蚀,其深度最大值为379.7μm;2A12侧母材表现出良好的耐晶间腐蚀性能,达到3级腐蚀,深度为57.6μm。热影响区晶粒都有所长大,前进侧热影响区更为明显。接头前进侧抗晶间腐蚀性能整体不如回退侧,而腐蚀深度仅为15.6μm的焊核区表现出了最优良的耐腐蚀性能。2A12-T4母材耐晶间腐蚀性能好于7075-T6母材。     

7075/2A12异种铝合金FSW接头耐腐蚀性能实验研究

研究目的：研究2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头晶间腐蚀性能。研究方法：采用转速1000 r/min、焊速80 mm/min的参数对5 mm厚2A12/7075异种铝合金进行搅拌摩擦焊,7075铝合金置于前进侧。焊接后对接头取样并进行组织观察和晶间腐蚀实验。结果： 接头焊核区出现洋葱环,该区域为细小均匀分布等轴晶组织,晶粒平均尺寸8.2μm;前进侧热机影响区晶粒大小为10. 1μm,回退侧热机影响区晶粒大小为12.3μm。前进侧热影响区晶粒长度610μm,宽度42.8μm;回退侧热影响区晶粒长度71.7μm,宽度21.9μm。焊核区耐晶间腐蚀性能良好,最大腐蚀深度仅为16.7μm,评为2级腐蚀。2A12母材也表现出良好的耐晶间腐蚀性能,最大腐蚀深度58.3μm;7075母材耐晶间腐蚀性能很差,最大腐蚀深度高达381.0μm。结论：两侧热影响区晶粒都有所长大,前进侧热影响区更为明显。接头前进侧抗晶间腐蚀性能整体不如回退侧,焊核区的耐晶间腐蚀性能最好,最大腐蚀深度仅为16.7μm。2A12-T4母材耐晶间腐蚀性能好于7075-T6母材。     

LZ91超轻双相镁锂合金激光搭接焊接接头的显微组织与力学性能

采用激光焊接技术对厚度为4 mm的LZ91镁锂合金板材进行搭接焊接,重点研究了激光功率的变化对接头组织与力学性能的影响。结果表明,在激光输出功率为2.3 kW,焊接速度为1 m/min,氩气流量为25 L/min,离焦量为 + 2 mm的工艺参数下,可以得到焊缝表面成形良好,横截面没有明显缺陷的高质量搭接接头,但在上下板搭接界面处发现了微气孔缺陷。焊缝中心组织为等轴晶。熔合线附近为柱状晶。接头的硬度(61.4 HV)比母材(52.1 HV)提高了17.9 %,焊缝区显微硬度最高,母材次之,热影响区最低。拉剪测试结果显示,搭接焊接接头的抗拉伸剪切力为2409.5 N,抗拉剪切强度达到了120.3 MPa。搭接接头断裂发生在上下板之间的搭接连接处。     

钢芯胶带胶接工艺的改进

我公司的3^#胶带全长1750m共40个接头，以前胶接完后，接头表面总会有一些气泡，经过分析是由于在胶接过程中未能将接头中的空气排出所致，现作如下改进： （1）在钢芯之间的空隙处填上胶料条，尽可能减少空隙（以前都是钢绳排好后直接覆盖胶料，捷得接头内有较多空气），见图1：     

手持激光填丝焊接技术修复超高压输电线路金具的工艺研究

激光焊接具有优良的焊接质量和高效率,已在部分行业替代传统的电弧焊接工艺,而手持激光焊接技术的开发提升了作业灵活性,大幅增加了工业领域的接受程度。为进一步提高超高压输电线路用铝合金金具的修复水平,研究了手持激光焊技术的修复可行性,考察了激光功率、光束摆动模式和幅度等参数对修复效果及形貌的影响,同时测试了修复接头相应的抗拉强度、导电性。研究结果表明：采用手持激光焊接修复技术,在光束为“—”摆动模式下可获得成形良好的修复层,修复层存在多道次组织特征,焊缝中间的晶粒较小,靠近母材处晶粒较大;在合适的激光功率、摆动幅度范围内,线性修补能够一次性实现对细小裂纹类线性缺口的修复且效果显著,修复接头的抗拉强度不低于母材、导电性可达到母材的89.43%、硬度高于母材。综上,采用手持激光填丝焊接可实现铝合金输电金具的修复,有望用于超高压输电线路金具缺口的修复。     

6082铝合金搅拌摩擦焊接头性能及腐蚀行为

成功实现3 mm厚6082铝合金搅拌摩擦焊接,探究了不同焊速对其接头力学性能的影响,并对接头的腐蚀性能展开研究。结果表明：焊速从80 mm/min增大到120 mm/min的过程中接头抗拉强度增大较快,在120 mm/min时抗拉强度最大,为200.36 MPa。晶间腐蚀实验表明接头在不同时间内均发生了晶间腐蚀,这是由于晶界处析出的第二相粒子与晶粒内部产生了电位差。随着时间的增加,腐蚀逐渐向晶粒内部扩展,最终发展成腐蚀坑。微区电化学和浸泡腐蚀实验表明热影响区的平均阻抗值最低,耐腐蚀性能最差,而焊核区表现出最佳的耐腐蚀性。     

2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头成形及力学性能研究

研究目的：研究不同焊接速度对2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊（Friction stir welding,FSW）接头成形和力学性能的影响。研究方法：使用体式显微镜对接头横截面观察,并在室温下对焊接接头进行冲击实验和拉伸实验,拉伸断口采用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）进行分析。结果：焊接接头呈非对称形,前进侧宽度小于后退侧宽度;焊速为120mm/min时接头冲击功最高达到18.45J,焊速为140mm/min时抗拉强度最优,为239.68 Mpa,延伸率为7.56%。结论：随着焊速的增加,焊缝表面起毛倾向减小,出现隧道孔缺陷的倾向增加;接头抗拉强度与塑韧性随焊速的增加而提高,但焊速为140mm/min时,焊核区出现了隧道孔缺陷,造成接头的韧性下降;拉伸断口呈现上部韧性断裂和下部解离断裂,EDS元素分析韧性断裂部分存在第二相粒子Mg2Si.     

2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头成形及力学性能

为研究不同焊接速度对2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)接头成形和力学性能的影响,在室温下对焊接接头进行冲击实验和拉伸实验,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对断口形貌和成分进行表征分析,采用光学显微镜(OM)对接头横截面进行观察。结果表明,焊接接头呈非对称形,前进侧宽度小于后退侧宽度;焊速为120mm/min时,接头冲击功最高达到18.45J,焊速为140mm/min时抗拉强度最优,为239.68MPa,延伸率为7.56%。随着焊速的增加,焊缝表面起毛倾向减小,出现隧道孔缺陷的倾向增加;接头抗拉强度与塑韧性随焊速的增加而提高,但焊速为140mm/min时,焊核区出现了隧道孔缺陷,造成接头的韧性下降;拉伸断口呈现上部韧性断裂和下部解理断裂,EDS元素分析韧性断裂部分存在第二相粒子Mg_2Si。     

硫化胶接技术在带式输送机中的应用

硫化胶接法也叫热胶接法是将胶带接头一部分的布层和胶层,按一定形式和角度剖切成阶梯形状,涂抹胶浆使其粘接,然后在一定压力、温度下,加热一段时间,经过硫化反应,使生橡胶变成硫化胶,从而获得较高的粘连强度。此种粘接方法打破了传统的冷胶接方法,可使胶带接头拉力强度达到原胶带的85%~90%。     

特厚F690海工钢焊接接头的组织及腐蚀磨损研究

选择OK Tubrod 15.27S为焊丝,利用自动埋弧焊技术对厚度为80 mm的特厚F690海工钢板进行了双面多层焊接,观察了F690海工钢焊接接头的显微组织,测试分析了F690海工钢焊接接头在3.5%NaCl溶液中的摩擦磨损行为、腐蚀行为。结果表明:在焊接电流450 A、焊接速度52 cm/min条件下得到的接头组织致密,焊缝区显微组织主要由细小的板条状贝氏体和粒状贝氏体组成。在3.5%NaCl溶液中,焊缝区比热影响区表现出更好的耐磨性;焊缝区和热影响区的磨损机制与载荷大小有关,10 N时表现为磨粒磨损,20 N和30 N时表现为磨粒磨损和粘着磨损的混合磨损。与热影响区相比,焊缝区的自腐蚀电位较高、钝化区较小,耐蚀性较低。