调修次数对铝合金焊接接头力学性能及微观组织的影响

采用火焰对铝合金焊接接头进行调修矫正是轨道车辆制造工厂普遍采用的工艺手段。A5083-H111,A6061-T6,A7075-T651等3种铝合金材料是轨道车辆制造的主要结构材料,不可避免地存在焊接残余应力及残余变形,因此需要大量地进行火焰调修以确保尺寸精度和残余应力的消除。以轨道车辆常用的A5083-H111,A6061-T6,A7075-T651铝合金焊接接头为研究对象,采用温度为200℃火焰对3种铝合金焊接接头进行多次调修,研究不同调修次数对铝合金焊接接头微观组织及力学性能的影响。研究结果表明:不同调修次数对A5083-T111铝合金焊接接头的各项拉伸性能及疲劳性能均无明显影响。不同调修次数对A6061-T6铝合金对接接头拉伸及疲劳性能均有显著的影响。随着调修温度的上升和调修次数的增加,A6061-T6铝合金对接接头拉伸及疲劳性能均呈一定幅度的下降。不同工艺条件下热影响区组织差异较大,热影响区晶粒的长大导致了焊接接头性能的下降。随着调修次数的增加,A7075-T651铝合金对接接头的抗拉强度和屈服强度下降均很明显,但伸长率几乎没任何变化,同时疲劳性能随着调修温度的上升和调修次数的增加而下降。     

6082-T6铝合金焊接接头热调修工艺

通过拉伸、弯曲和硬度等试验以及显微组织分析,对三种调修温度区间的6082-T6铝合金焊接接头的组织与性能进行研究。结果表明,在各个调修温度区间,6082-T6铝合金焊接接头的拉伸性能和弯曲性能良好,所有拉伸试样均在热影响区处软化区断裂。接头均有软化现象产生,且随着调修温度的升高,软化现象越来越严重,软化区增大,各区域组织的晶粒度略有减小,析出相略有增多。     

热调修次数对Q345E低合金钢组织与力学性能的影响

通过拉伸、弯曲、硬度、旋转弯曲疲劳试验以及显微组织分析,研究不同热调修温度下的Q345E低合金钢的拉伸、弯曲、硬度、疲劳性能和显微组织。结果表明:Q345E低合金钢在800℃一次、三次热调修后的组织均为铁素体和珠光体沿轧制方向呈带状分布,但三次热调修显微组织更加均匀细小;800℃三次热调修的Q345E低合金钢硬度值相比一次热调修硬度值提高了19.3 HV,疲劳强度提高了19.4 MPa;热调修次数对拉伸性能、弯曲性能影响不大。     

平针搅拌头调修对铝合金焊接接头组织与性能的影响

通过拉伸、弯曲和硬度等试验以及金相显微组织分析,系统研究平针搅拌头不同调修次数下的6082-T6铝合金焊接接头组织与性能。试验结果表明:所有拉伸试件的断裂位置均位于热影响区,抗拉强度满足试验要求;弯曲性能较好;焊接接头有较为明显的软化现象;焊接接头各个区域的显微组织随调修次数的增加均无明显变化。     

调修温度对S355J2W(H)钢组织与性能的影响

采用不同的火焰调修温度(700℃、800℃、1 000℃和1 200℃)对构架材料S355J2W(H)钢进行火焰调修,研究不同火焰调修温度对其组织和性能的影响。结果表明:随着火焰调修温度的升高,S355J2W(H)钢冲击性能下降较为明显;但不同调修温度对其弯曲、拉伸性能及显微硬度影响不大;S355J2W(H)钢在700℃、800℃和1 000℃热调修时,其显微组织与未经调修的母材相当,为沿轧制方向呈带状分布的铁素体和珠光体;而在1 200℃调修时其显微组织为粗大的多边形块状铁素体和珠光体,已完全没有未经调修的母材呈带状分布的轧制特征且晶粒有所长大,故合适的热调修温度为700℃~1 000℃,不宜超过1 000℃。     

热调修温度对S355J2W+N低合金钢组织与力学性能的影响

通过显微组织分析、拉伸试验、弯曲试验、冲击试验及旋转弯曲疲劳试验,对不同热调修温度下S355J2W+N低合金钢的显微组织、拉伸性能、冲击性能以及疲劳性能进行了研究。结果表明:700、800℃热调修后的S355J2W+N低合金钢显微组织为沿轧制方向呈带状分布的铁素体和珠光体,晶粒度约为8~9级;1000、1200℃热调修后的显微组织为粗大的多边形块状铁素体和珠光体,轧制带特征消失。采用800℃热调修时试件的抗拉强度最高;不同热调修温度下的试件均具有良好的弯曲性能;700、800℃热调修后试件具有良好的冲击性能,但1000、1200℃热调修后试件的冲击性能显著降低;调修温度对S355J2W+N低合金钢的疲劳性能影响不大。     

多次补焊对5083-H111铝合金焊接接头组织与性能的影响

通过拉伸、弯曲和硬度等试验以及金相显微组织分析,研究多次补焊对5083-H111铝合金焊接接头组织与性能的影响。结果表明:未补焊和一次补焊~四次补焊时拉伸试件均断于焊缝,接头抗拉强度随补焊次数增加变化不大,并且均满足相关标准要求;未补焊和一次补焊~四次补焊焊接接头均具有良好的弯曲性能;未补焊和一次补焊~四次补焊时熔合线接头各区域硬度值变化不大,均无明显软化现象;接头各个区域的显微组织在补焊前后无明显变化。     

补焊次数对A6N01S-T5铝合金对接接头微观组织与力学性能的影响

对A6N01S-T5铝合金进行一次焊接和三次补焊试验,系统分析补焊次数对接头微观组织和力学性能的影响。结果表明,焊缝区由α-Al以及(α-Al+Mg_2Si)的伪共晶组织构成;随着补焊次数的增加,焊缝区组织变化不大,热影响区产生过时效现象形成软化区。焊缝区显微硬度高于热影响区,且随补焊次数的增加热影响区范围增大,显微硬度值下降;这主要与热影响区过时效现象加剧有关。补焊对焊接接头抗拉强度和弯曲性能影响较小,而对延伸率影响较大;随着补焊次数的增加,延伸率不断下降。拉伸试样均断裂于热影响区,为接头力学性能的薄弱部分。     

A7N01P-T4铝合金MIG焊焊接工艺的研究

通过拉伸、弯曲和硬度等试验以及显微组织分析,对不同焊接热输入和不同预热温度下A7N01P-T4铝合金焊接接头的组织与性能进行了研究。结果表明:当焊接热输入增加和预热温度降低时,接头的抗拉强度有所提高,所有试样均在焊缝处断裂且接头的抗拉强度均满足相关标准要求。除小焊接热输入以外的不同焊接热输入和不同预热温度下的焊接接头均具有良好的弯曲性能。焊缝处硬度最低,接头均无软化现象。接头各区域的显微组织也没有明显变化。     

热处理对耐候钢激光焊接接头组织及性能影响

利用光纤激光器对耐候钢B800NQ钢板进行填丝对接焊,用万能力学试验机、显微硬度仪、光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)等对焊接接头的拉伸强度、显微硬度、组织和拉伸断口形貌进行分析,研究焊后热处理对激光焊接接头力学性能影响。结果表明:接头焊缝区(WZ)和硬化热影响区(HHAZ)的显微组织为板条马氏体;软化热影响区(SHAZ)的显微组织主要由粒状贝氏体和铁素体组成,存在严重软化现象;母材(BM)区的显微组织主要为回火马氏体和铁素体;焊接接头在550~750℃回火处理时,发生软化,经950℃淬火+240℃回火,焊接接头力学性能最佳。     

火焰矫形对高速列车用铝合金焊接接头组织和性能的影响

采用火焰加热方式对6005A铝合金型材焊接变形进行矫正。研究了不同加热温度对焊接接头拉伸强度、硬度及微观组织结构的影响。实验结果表明，当火焰加热温度低于175℃时，焊接接头的拉伸强度、硬度未降低，热影响区内软化区的显微组织未发生明显变化。当加热温度超过200℃时，焊接接头的硬度发生较明显降低现象，拉伸断裂处随着加热温度的升高向基材方向移动，软化区显微组织粗化；软化区材料性能下降的原因是在焊接及后续的火焰矫形热循环过程中过热导致该区晶粒粗大。     

轨道车辆用不锈钢材料的火焰调修工艺

通过热处理试验研究了火焰调修工艺对S30103-1/8 Hard奥氏体不锈钢的拉伸性能、冲击韧性、硬度、中值疲劳极限以及耐晶间腐蚀性能的影响,回归得到了疲劳寿命曲线,为美标轨道车辆制造提供工艺指导。结果表明:S30103-1/8 Hard奥氏体不锈钢的显微组织为变形奥氏体组织,受热后力学性能容易波动。当火焰调修温度在450~850℃范围内,不锈钢的力学性能、抗晶间腐蚀性能随温度升高呈下降趋势。在调修温度为450℃条件下,增加调修次数对不锈钢板材的抗晶间腐蚀性能和疲劳强度影响不大。因此,选择调修温度不应超过450℃,在此温度下可以进行多次调修。     

前预热对厚板6082铝合金焊接接头性能的影响

采用不同的预热温度,通过拉伸、弯曲等试验及金相组织分析,对厚板6082铝合金焊接接头的组织和性能注行研究.结果表明:预热温度越低,接头的抗拉强度越高,但均低于母材抗拉强度；预热温度越高,热影响区软化现象越明显；当预热温度达到一定值时,焊接接头产生液化裂纹.     

热输入对DP600双相钢激光焊接接头力学性能的影响

通过焊接接头显微硬度和拉伸测试,研究了光纤激光焊接0.7 mm厚DP600双相钢在不同热输入下的力学性能。结果表明,不同热输入下的接头硬度分布规律基本相同,当热输入较大时,HAZ外侧出现软化,HAZ软化程度随热输入增大而增加,HAZ软化位置随热输入增大而与焊缝中心的距离逐渐增大。但HAZ软化基本不影响接头力学性能,不同热输入的接头拉伸试样均断裂在母材,接头强度与母材相当而伸长率略有下降。     

热矫形温度对6N01铝合金接头组织与性能的影响

对6N01-T5铝合金焊接接头进行了不同温度的热矫形,研究了矫形温度对接头微观组织及力学性能的影响规律。结果表明,250℃内加热时接头强度和焊缝区硬度有微量上升,HAZ和母材区硬度逐渐变大;高于250℃时强度和硬度开始下降,软化区范围加宽,分别向母材和淬火区方向延伸,高温下性能恶化严重;150℃~200℃加热时易发生弯断,且弯断角随温度升高而减小。室温时,接头母材区析出相为GP区和β″,硬度值较低,热影响区软化区晶内在只有粗大析出相;250℃加热时,母材区开始析出β′相,在β″和β'的析出转变期接头硬度与强度出现峰值,软化区因重新析出β'/β″相得到强化,拉伸断于焊缝;450℃加热时,接头处于严重过时效状态,无弥散析出相,硬度和强度降低。     

多次补焊对铝合金型材焊接接头力学性能的影响

针对中空铝合金挤压型材6005A薄壁对接接头在焊态下和分别进行1~3次焊接修补后的拉伸、弯曲、硬度和疲劳性能进行了测试实验和对比分析。结果表明,与焊态下相比,焊缝金属经过1~3次补焊后,焊接接头的抗拉强度和弯曲性能均符合标准规定的要求,接头延伸率变化不大但都低于母材延伸率。在焊态下和分别经过1次、2次补焊后,接头在寿命107周次条件下的疲劳极限也符合规范要求,但经3次补焊后的接头的疲劳极限未能达到要求值。硬度和拉伸实验均表明,在焊接接头的热影响区存在过时效软化区,且软化区为整个焊接接头最为薄弱的环节。     

光纤激光焊接950 MPa级车用TWIP钢接头组织和性能

对950 MPa级车用孪生诱发塑性钢(TWIP950)板材进行光纤激光对接焊,分析接头微观组织和微区成分,进行显微硬度测试和室温拉伸试验,研究其不同应变速率下的拉伸性能及断裂行为． 结果表明,焊缝区奥氏体组织粗化和锰元素烧损导致其出现硬度低于母材的软化现象,而热影响区发生硬化现象． 随应变速率增加,母材与焊接接头的抗拉强度由负应变速率敏感性改变为正应变速率敏感性;母材与焊接接头的塑性随应变速率增加呈先下降再升高又下降的变化趋势． 不同应变速率拉伸后接头均断裂在焊缝区,随应变速率增加,接头韧性断裂特征未见明显变化．     

调修次数对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能的影响

平头搅拌针调修是指在原有焊缝背面用无搅拌针的搅拌头对焊缝再次进行搅拌摩擦焊,使焊缝温度升高,改善FSW接头性能.对平头搅拌针不同调修次数的高速列车用6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头进行脉动拉伸疲劳试验,利用扫描电镜观察分析疲劳断口,试验结果表明:铝合金搅拌摩擦焊接头指定寿命为1×107次的中值疲劳极限随着搅拌针调修次数的增加而升高.平头搅拌针调修两次时焊接接头的疲劳极限强度较高,焊缝背面边缘是本次试验集中产生裂纹的部位.启裂区和扩展区疲劳纹清晰;终断区为深韧窝状花样的韧性断口.     

热输入对921A钢焊接接头性能及显微组织的影响

以10 kJ/cm、15 kJ/cm、20 kJ/cm三种不同焊接热输入焊接921A低合金高强钢,研究焊接热输入对焊接接头组织及力学性能的影响。研究结果表明,随着焊接热输入的增大,焊缝中晶粒尺寸增大,针状铁素体增多;热影响区晶粒长大的趋势亦随着热输入变化明显;热影响区粗晶区在焊接热循环的作用下变化明显,其组织均由板条马氏体和贝氏体组成。在不同热输入条件下焊接热影响区出现软化现象,且随着焊接热输入的增加,焊接热影响区软化问题越突出。通过拉伸试验表明焊接热输入在10~20 kJ/cm条件下,焊接接头获得了较高的强度。     

AZ31镁合金加工硬化第Ⅲ阶段位错模型

在温度为200~400℃,应变速率为10~(-4)~10~(-2 )s~(-1)条件下,对挤压态AZ31镁合金进行了拉伸试验,得到了加工硬化率-应力曲线,研究了第Ⅲ阶段加工硬化位错模型以及模型中的硬化参数与软化参数同变形温度和应变速率的关系。结果表明,随着温度升高及应变速率降低,硬化参数减小,硬化速率下降。200~350℃时,软化参数增加,软化速率提高,回复增加。但温度由350℃增加至400℃时,软化参数变化不大,这可能与350℃变形时,镁合金的所有滑移系均已开动,位错湮灭速率达到稳定状态有关。