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。     

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。     

6082铝合金MIG焊接头力学性能与微观组织研究

通过拉伸、弯曲、硬度试验以及金相分析和扫描电镜分析对6082铝合金中厚板MIG焊焊接接头的力学性能和微观组织进行了研究。试验结果表明:焊接接头的抗拉强度为236 MPa,正面弯曲角超过90°。由于焊接热循环的差异,焊接接头正面和背面的硬度分布明显不同。焊缝中心和软化区都是焊接接头的薄弱部位,而软化区由于Mg_2Si的过时效效应以及Si单晶和粗大α-(AlFeMnSi)夹杂相的影响,成为了接头中最薄弱的部位,因而断裂发生在软化区。     

不同打磨状态对6005A-T6铝合金MIG焊接头组织及力学性能的影响

对坡口和表面经过三种不同焊前打磨状态——不打磨、半打磨、全打磨的6005A-T6铝合金中空型材焊接接头的微观组织、基本力学性能和疲劳性能进行了研究,结果表明:三种焊前打磨方法均可获得外观良好的焊接接头;三种打磨状态接头的焊缝、熔合区和热影响区的微观金相组织无明显差异;三种接头的拉伸性能基本相同,抗拉强度均值、断后伸长率均值差异不大,弯曲性能均良好;三种接头的硬度分布规律相似,S-N曲线拟合疲劳极限相同,均为89 MPa。这说明三种焊前不同打磨方法对6005A-T6铝合金中空型材焊接接头的微观组织、基本力学性能和疲劳性能影响不大。     

喷射成形7055铝合金MIG焊接头组织与力学性能

对喷射成形和热挤压工艺制备的7055铝合金进行MIG焊焊接试验。对焊接接头组织及其力学性能进行了研究,试验结果表明:焊缝组织主要为树枝状晶,熔合区靠近焊缝一侧为柱状晶,靠近热影响区一侧为等轴晶,热影响区为粗大的等轴晶组织;接头的抗拉强度为112.5 MPa,焊接系数约为0.68;拉伸断口扫描观察显示,接头的断裂特征呈现为韧性断裂和脆性断裂。     

不同焊丝对Al-Zn-Mg系铝合金脉冲MIG焊缝组织和力学性能的影响

分别以ER5356、ER5087和ER4043焊丝作为填充材料,采用脉冲MIG焊对12 mm厚T4态Al-Zn-Mg系铝合金板材进行对焊焊接试验,并对焊接接头的显微组织和力学性能进行分析。结果表明,采用ER5356、ER5087和ER4043焊丝的接头抗拉强度分别为294、313和237 MPa,断后伸长率分别为7.9%、7.6%和1.6%。接头的最低硬度位置均在焊缝中心,拉伸断裂位置均在焊缝,热影响区均出现软化现象。ER5087焊丝的焊缝柱状晶较多,且晶粒粗大;ER5356焊丝的焊缝组织大部分区域为细小的等轴晶;ER4043焊丝的焊缝组织为典型的共晶枝晶结构。     

时效处理对6061铝合金MIG焊接头组织和性能的影响

选取固溶温度530℃,保温时间4 h,时效温度分别为140℃、160℃、180℃、200℃,保温时间6 h,对6061铝合金MIG焊接接头进行固溶时效处理。分析时效温度对接头组织、性能和断裂机理的影响。结果表明:焊后固溶时效处理能有效改善接头软化现象,提高力学性能;焊缝的金相组织主要为α(Al)+β(Mg_2Si),且分布较均匀,强化相β(Mg_2Si)的分布较为分散,起到了弥散强化作用;时效温度180℃、时间6 h时可获得综合力学性能较好的接头。     

新型厚板铝合金MIG焊及搅拌摩擦焊接头组织和力学性能

采用金相组织观察、力学性能测试及对断口形貌进行观察,研究了20 mm厚的新型铝合金单丝熔化极惰性气体保护焊和搅拌摩擦焊接头性能,结果表明, FSW焊缝中心位置发生再结晶,使组织呈细小的等轴晶粒,热影响区由于受到热循环的作用晶粒长大,成为接头最薄弱区; MIG焊接头的熔合区受过冷度等因素的影响得到细小的晶粒组织,而中心处受热输入的影响导致晶粒粗大; FSW焊接头强度相比于MIG焊的提高了23.9%,通过拉伸试验发现焊接试样的断裂位置都发生在焊缝区域,通过扫描电镜观察发现断口都有明显的韧窝,说明断裂方式为韧性断裂。     

超声电弧对6061铝合金MIG焊接头组织和性能的影响

为了改善铝合金MIG焊的接头质量,利用外接超声激励装置在MIG焊接电弧中激发出超声,并研究了超声激励频率对6061铝合金对接焊缝的成形、气孔分布、显微组织及力学性能的影响规律. 结果表明,超声电弧可以有效的细化焊缝组织、减少焊缝气孔量,提升接头的强度. 与常规MIG焊接相比,在引入超声电弧后,焊缝的熔宽增加,焊缝中胞状树枝晶组织被细化,等轴晶区域占比增加,在激励频率为30 kHz时组织细化效果最好;随着激励频率的增加,焊缝中的气孔量逐渐降低,焊接接头的抗拉强度提高,当激励频率为50 kHz时,抗拉强度最高,达到235 MPa,为母材强度的73.4%,对应拉伸断口中韧窝的形态更加等轴化、分布更加均匀.     

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.     

7075铝合金MIG焊接头金相组织、力学性能和耐蚀性的应力敏感性

作为航空航天和轨道交通领域有竞争力的一类高强高硬铝合金,7系铝合金的焊接及其性能研究引发关注.以单面焊和双面焊7075铝合金为研究对象,对接头的金相组织、力学性能进行研究,并对其在不同应力下3.5％NaCl溶液中的耐蚀性进行对比分析.结果表明,与单面焊工艺相比,双面MIG焊接7075铝合金焊缝的金相组织更均匀细小,但两...     

基于超射流过渡的7N01-T5铝合金MIG焊接头组织和力学性能研究

为了减小铝合金中厚板的坡口角度,基于超射流过渡模式对45°坡口的7N01-T5铝合金进行了MIG焊试验,分析了接头的显微组织与力学性能。结果表明:采用超射流过渡模式实现了铝合金板45°坡口的MIG焊接,接头没有未熔合缺陷。除焊道交界处与熔化区边缘外,焊缝区域组织主要由等轴晶组成;显微硬度最小值出现在焊缝区域。随距焊缝中心距离的增加,热影响区可分为硬度稍微降低的淬火区以及硬度明显降低的软化区。接头的拉伸断裂位置均出现在熔合线附近,接头的平均抗拉强度达到312.15 MPa。     

不同MIG焊方法对6082铝合金焊接接头力学性能的影响

采用硬度、拉伸和微型剪切试验研究了A6082铝合金在单脉冲MIG焊、双脉冲MIG焊2种焊接工艺条件下焊接接头的力学性能。结果表明:双脉冲MIG焊方法获得的铝合金接头焊接系数达到了70.0%,单脉冲焊获得的接头焊接系数达到了68.6%。单脉冲及双脉冲MIG焊焊接接头硬度都是热影响区处的最低,拉断部位均在热影响区的软化区域,剪切试验结果也证明热影响区部位剪切功最低。另外,双脉冲焊接接头的冲击韧性优于单脉冲焊接头的。     

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。     

焊接参数对7A04铝合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能的影响

采用不同的焊接参数对3 mm厚7A04铝合金板进行焊接,并对接头的组织、沉淀相、力学性能及断口形貌进行了分析. 结果表明,焊核区组织发生动态再结晶,形成细小的等轴晶粒,热影响区晶粒发生明显粗化. TEM分析结果显示,经搅拌摩擦焊后,焊核区部分沉淀相溶解. 焊核区晶粒尺寸随焊接速度增大而减小. 当焊接速度为120 mm/min,旋转速度为800 r/min时,接头强度达到最大值 454.2 MPa,为母材的95%,断后伸长率为3.97%,为母材的70%. 硬度测试显示搅拌摩擦焊接头发生软化,焊缝区域硬度低于母材,硬度值最低点出现在热影响区;拉伸断口形貌SEM图像表明接头断裂方式为韧性和脆性混合型断裂.     

不同MIG焊方法对7N01-T4铝合金焊接接头力学性能的影响

采用硬度、拉伸和微型剪切试验研究了轨道列车用7N01-T4铝合金在单脉冲MIG焊、双脉冲MIG焊和超威弧MIG焊三种焊接工艺条件下焊接接头的力学性能。结果表明:双脉冲MIG焊焊接接头系数要高于单脉冲焊和超威弧焊;双脉冲焊和超威弧焊比单脉冲焊的热影响区宽度要窄;超威弧焊接接头的韧性和塑性均要优于双脉冲接头和单脉冲接头。超威弧MIG焊接方法可以改善铝合金焊接接头整体性能。     

表面处理对7系铝合金MIG焊对接接头力学性能的影响

喷砂、喷丸可以有效地改善焊接接头的表面残余应力状态,提高力学性能。本文比较了相同工艺条件下利用钢丸、玻璃丸、棕刚玉表面强化对7B05铝合金MIG焊对接接头表面形貌、表面残余应力及疲劳寿命的影响。结果表明:丸粒形状对试件表面完整性具有显著影响;喷砂、喷丸后表面形成较大的残余压应力;喷丸可使接头疲劳寿命提高,而喷砂处理反而降低了接头的疲劳寿命。     

人工时效对7N01铝合金搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响

采用单级人工时效的方式对7N01铝合金搅拌摩擦焊接头进行焊后热处理,并对其显微组织和力学性能进行研究。显微组织试验结果表明,经过时效处理的接头各区域晶粒尺寸与热处理前相比未发生明显改变。力学性能试验结果显示,焊核区显微硬度从110 HV提高到126 HV,屈服强度从233 MPa提高到320 MPa,抗拉强度从338 MPa提高到362 MPa,但塑性下降,试件在侧弯试验中发生断裂。     

7B05铝合金搅拌摩擦焊接头的微观组织和力学性能

采用搅拌摩擦焊双面焊接工艺焊接42 mm厚7B05-T5铝合金型材,利用金相组织观察、显微硬度测定、拉伸能测试等方法研究了搅拌摩擦焊接头的微观组织特征和力学性能。结果表明,焊核区由于发生了动态再结晶,其组织为细小的等轴再结晶组织;焊缝两侧的热机影响区受力和热的双重作用,组织发生一定程度的变形和回复;热影响区组织和母材相似,受热循环作用发生了粗化。力学实验表明,接头的抗拉强度达303 MPa,为母材的90%,拉伸试样均断裂于近缝区热影响区,这与显微硬度分布测定的热影响区软化区位置一致。