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.     

7020铝合金MIG焊焊接接头的组织与性能

采用显微硬度及拉伸力学性能测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、微区X射线衍射(Micro XRD)研究经ER5356焊丝金属极惰性气体保护焊(Metal inert gas,MIG)的7020铝合金厚板焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明:7020铝合金MIG焊焊接接头的抗拉强度为268 MPa,屈服强度为231 MPa,伸长率为4.5%,焊接系数约为0.7;焊接接头的焊缝区为树枝状铸造组织;熔合区靠近焊缝一侧为柱状晶,靠近热影响区一侧为细小的等轴晶组织;热影响区为发生了部分再结晶的纤维组织;基材为明显的纤维组织。焊缝区的铸态组织导致其成为焊接接头最薄弱的位置,η′(MgZn2)相粗化导致热影响区内离焊缝中心约30 mm的位置形成硬度较低的软化区。     

6N01铝合金MIG焊接头疲劳裂纹扩展性能研究

研究了6N01铝合金MIG焊接头不同区域的疲劳裂纹扩展速率,对接头的宏观形貌、显微组织、显微硬度和疲劳断口进行了分析。结果表明,焊缝区为等轴树枝晶,接头热影响区主要由淬火区和过时效软化区组成。疲劳裂纹在焊缝中的扩展速率最高;热影响区内,应力值范围较低时,疲劳裂纹扩展速率低于母材,随着应力值范围的增加,其扩展速率高于母材。疲劳断口分析表明,裂纹在焊缝中以不规则和粗糙的脆性疲劳条纹形式扩展,而在热影响区则以塑性的疲劳条纹扩展,扩展抗力较高。     

7N01铝合金脉冲MIG焊接头组织与力学性能分析

采用脉冲MIG焊接方法分四层焊接12 mm厚7N01铝合金板材,研究了焊接接头的显微组织与力学性能。显微组织结果表明,从盖面层依次到打底层焊道受热循环次数逐渐增加,焊缝组织晶粒越来越粗大,并有明显的交界线;部分熔化区越来越宽,晶粒重熔也逐渐严重。力学性能结果表明,焊缝区硬度明显低于母材硬度,焊接接头的抗拉强度达到312 MPa,断后延伸率9.7%,断裂位置均位于焊缝;焊缝区低温冲击韧性32.5 J/cm2,热影响区低温冲击韧性37.2 J/cm2。试验表明,7N01铝合金采用脉冲MIG焊接方法焊接性能良好。     

高速列车用6N01铝合金焊接接头的组织与性能

采用钨极氩弧焊(TIG)方法对6N01铝合金进行焊接,对焊接接头的微观组织、力学性能进行了研究.结果表明,6N01铝合金焊接性能较好,焊接接头的强度为186.7 MPa,可达到母材强度的65.6%.在焊接热循环的作用下,焊接接头的力学性能相对于基材发生了较大的变化,焊接热影响区内的软化区是合金接头的最薄弱环节,拉伸试验时在该处发生断裂,其次是焊缝处.     

7N01铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能

研究了在不同焊接参数的条件下,7N01铝合金搅拌摩擦焊接头的力学性能.结果表明,在特定的旋转频率和前进速度匹配条件下,下压量在0.3～1.0 mm范围波动,7N01铝合金搅拌摩擦焊接头的抗拉强度均能够稳定在340 MPa以上,达到母材的80%左右.通过扫描电镜观察断口发现,搅拌摩擦焊接头断口以韧窝型为主,在低倍下部分断口呈现出明显的分层现象,两层间分界部分呈现出阶梯状形貌.接头硬度测试表明,后退侧的平均硬度略高于前进侧,这也与拉伸测试中接头普遍断于前进侧的现象吻合.     

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。     

6N01铝合金挤压材显微组织及其力学性能的相关性

借助金相显微镜、透射电镜观察结合拉伸性能测试等方法,研究了3个批次工业化生产的高铁结构件用6N01-T6铝合金挤压材的显微组织和力学性能,以探究晶粒尺寸和形状、合金相粒子组态与挤压材强度和伸长率的相关性。研究结果表明:细小扁纤维状晶粒有利于6N01铝合金挤压材获得高的强度及伸长率,细小弥散分布的过剩结晶相粒子及较宽的无析出带宽度有利于提高6N01铝合金挤压材的伸长率,尺寸粗大、数量较多的过剩结晶相粒子对6N01铝合金挤压材的强度影响不明显,但是会明显影响挤压材的伸长率。     

MIG焊叠加对6A01-T5铝合金FSW焊接头组织及性能的影响

研究了MIG焊叠加对6A01-T5铝合金FSW焊接头组织及性能的影响. 结果表明, MIG/FSW叠加焊缝熔合良好,叠加位置未出现气孔等缺陷,FSW焊核区及热影响区组织发生粗化,叠加位置附近微观组织出现明显改变;叠加区域硬度明显降低,尤其是FSW焊缝热力影响区和热影响区. FSW、中心叠加、前进侧热力影响区叠加和后退侧热力影响区叠加MIG焊接头的抗拉强度分别为219.8, 188.0, 195.4和191.4 MPa,MIG焊叠加降低了接头的抗拉强度,断口均表现韧性断裂特征;FSW焊接头及带有MIG叠加焊缝余高的三种接头中值疲劳强度分别为76.7, 65.0, 67.5和65.0 MPa,MIG焊叠加也使FSW接头的疲劳性能有所下降.     

高速列车车体用A6N01铝合金型材焊接裂纹研究

针对生产中出现的A6N01铝合金焊接裂纹问题进行了相关研究。通过从力学性能(硬度)、低倍及高倍显微组织等方面的分析,认为在A6N01铝合金的焊接过程中,裂纹容易出现的部位为焊缝区和热影响区,热影响区易出现力学性能不合格的缺陷。在此基础上,研究了裂纹的形成机理以及热影响区力学性能降低的原因。     

5083铝合金MIG焊接头微观组织与力学性能

采用熔化极惰性气体保护焊开展了6 mm厚5083-H111铝合金热轧板焊接工艺试验,研究了接头宏观形貌和力学性能随工艺参数的变化规律,分析了不同区域的微观组织和元素分布对接头力学性能的影响。结果表明,采用优化后的工艺参数进行焊接,得到的接头表面成形良好,无明显缺陷。随着送丝速度增加,焊缝宽度随之增加;熔合线附近的热影响区发生完全再结晶,形成了粗大的等轴晶;焊缝边缘沿散热方向形成柱状晶,焊缝中心则为细小的等轴晶组织;Fe和Mn在热影响区偏聚严重,形成Al6(Fe, Mn)相,焊缝中Mg主要分布在晶界处,形成β(Al3Mg2)相。拉伸试验结果表明,接头最大抗拉强度可达307 MPa,约为母材抗拉强度的96%,拉伸后断裂于热影响区,呈韧性断裂;受焊接热输入影响,焊缝和热影响区的硬度低于母材,随着焊接热输入增加,焊缝和热影响区的硬度降低。创新点： (1)优化焊接工艺参数,获得了表面成形良好的焊接接头。(2)研究了焊接工艺参数对接头宏观形貌和气孔分布的影响。(3)阐明了接头不同区域的微观组织和元素分布对接头力学性能的作用机理。     

不同焊接工艺对5083-H111铝合金MIG焊接接头力学性能的影响

通过拉伸、弯曲和硬度试验,研究不同焊接线能力和预热温度对5083-H111铝合金MIG焊焊接接头力学性能的影响。结果表明,在不同线能量和预热温度下,5083-H111铝合金(4mm)焊接接头的抗拉强度良好,均满足标准要求;在不同线能量和预热温度下焊接接头的弯曲性能良好;在不同线能量和不同预热温度下,接头各区域的硬度变化不大,且无明显软化现象。     

A6N01-T5合金FSW和MIG焊接头疲劳裂纹扩展行为的对比

研究了6N01-T5铝合金搅拌摩擦焊(FSW)和氩弧焊(MIG)接头不同部位的疲劳裂纹扩展性能, 并对疲劳断口和接头组织进行了分析. 结果表明,对于FSW和MIG焊接头, 其裂纹扩展速率从高到低的部位依次为焊缝(核)区、热影响区和母材. 裂纹在FSW和MIG焊接头相同区域的扩展速率无明显差别, 然而裂纹在FSW接头细晶组织中开始扩展所需的门槛值ΔK要比对应的MIG焊接头高, 总体上其裂纹在FSW焊核区的抗疲劳裂纹扩展性能要优于对应的MIG焊缝区. 裂纹在FSW和MIG焊接头焊核(缝)区扩展的疲劳断口表现为脆性断裂, 而在热影响区则以规则和光滑的疲劳条纹形式扩展.     

A6N01S-T5铝合金厚板搅拌摩擦焊接头疲劳性能

对42 mm厚A6N01S-T5铝合金型材进行双面搅拌摩擦焊接,焊后沿焊缝横截面将接头分为上、中、下三层分别进行疲劳试验,探究其疲劳性能;通过金相组织观察、显微硬度测试、断口分析等方法分析接头疲劳断裂的原因。结果表明,接头疲劳断裂多发生在热影响区,上、中、下三层的疲劳极限分别为103.9 MPa、101.4 MPa和102.2 MPa;焊核区微观组织为细小等轴晶粒,热影响区组织形貌与母材接近,略有粗化现象;接头显微硬度分布呈W型,母材硬度约为108 MPa,焊核区约为75 HV,距离焊缝中心约10 mm的HAZ软化区硬度值最低,约为55~60 HV;疲劳源多为氧化物夹杂造成的应力集中诱发形成。     

轨道车辆用6N01铝合金型材挤压焊合线形态的研究

轨道车辆用6N01铝合金经分流组合模挤压成空心型材,对其出现的挤压焊合线形态进行研究,利用先进的金相显微镜和扫描电子显微镜等设备进行系统分析,得出挤压型材因焊合不良形成的焊合线宏观及微观组织、力学性能、断口形态,为挤压产品焊合不良的检验、模具设计和挤压工艺制定提供参考。     

2219铝合金双主轴回抽式搅拌摩擦焊接头组织与力学性能分析

采用双主轴回抽式搅拌摩擦焊对2219铝合金板进行了焊接,分析了接头的微观组织和力学性能,探讨了搅拌针回抽速度对接头力学性能的影响.结果表明,焊缝平稳段上层试样断裂于前进侧热力影响区,靠近热影响区;平稳段下层试样断裂于焊缝中心的搅拌针端部搅动区;而回抽段焊缝断裂于后退侧热影响区,靠近热力影响区.焊接接头抗拉强度达到母材的70％,断后伸长率为80％以上;当回抽速度为6 mm/min时,断后伸长率最高.硬度最低值位于热力影响区和热影响区交界处.     

Effect of post-weld heat treatment on microstructure and mechanical properties of welded joints of 6061-T6 aluminum alloy

6061 aluminum alloy T-joints were welded by double-pulsed MIG welding process. Then, the post-weld heat treatment was performed on the welded T-joints. The weld microstructure under different aging temperature and time was investigated by transmission electron microscopy and scanning electron microscopy. The mechanical properties were examined by hardness test and tensile test. The results showed that the micro-hardness was sensitive to heat treatment temperature and time. Increasing temperature was beneficial to the shortening of peak aging time. There were a large number of dislocations and few precipitates in the welded joints. With the increase of post-weld heat treatment temperature and time, the density of dislocation decreased. Meanwhile, the strengthening phase precipitated and grew up gradually. When the post-weld heat treatment temperature increased up to 200 °C, large Q' phases were observed. And they were responsible for the peak value of the micro-hardness in the welded joints.     

6063铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头组织性能研究

进行了3 mm厚6063-T4铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接。结果表明,当搅拌头转速为600 r/min,焊速在100～300 mm/min的范围内,可获得表面成形美观、内部无缺陷的优质接头。在接头搅拌区内,上、中、下各层硬度分布较为均匀,在热机影响区及热影响区内,上、下层硬度值高于中间层。热机影响区靠近搅拌区的位置以及热机影响区与热影响区的交界处为接头的两个薄弱位置。随着焊接速度的增加,接头各区域硬度值以及抗拉强度有着先增大后减小的趋势,所得最优接头抗拉强度为174 MPa,达到母材的87%,断裂位置位于热影响区。     

15mm厚A7N01铝合金MIG与激光-MIG复合焊接对比

试验采用MIG与激光-MIG复合焊接方法对15 mm厚A7N01铝合金进行焊接,对比两种方法的焊接工艺参数、接头组织和力学性能。研究结果表明,激光-MIG复合焊接接头常规力学性能方面略好于MIG;激光-MIG复合焊接的焊接效率明显高于MIG,且其焊接热输量入显著低于MIG。激光-MIG复合焊接方法在铝合金厚板焊接方面具有一定优势。