磁场下镁合金A-TIG接头成形性及显微组织分析

在对5 mm厚的AZ31B镁合金板材进行A-TIG焊焊接过程中引入外加纵向磁场,试验所用的活性剂是以氧化物为基的活性剂,试验中改变磁场参数,对焊接接头的成形性、组织及性能进行试验和检测,研究磁场参数对镁合金A-TIG焊过程的影响规律.结果表明,活性剂及磁场共同作用可以改善焊接接头的成形性和组织形态,在磁场频率为10 Hz,磁场电流为2 A时,焊接接头的成形系数和性能得到了最佳值,此时成形系数为2.304,硬度为980.98 MPa;外加磁场通过电磁搅拌作用与活性剂相结合,改变了熔池的流行形态,使金属液由四周向中心流动并伴有搅拌,进而使焊缝熔深增大的同时细化组织,改善接头力学性能.     

AZ91镁合金TIG焊接接头组织性能的磁场控制

将外加纵向交流磁场引入到5mm厚AZ91镁合金板的TIG接焊中,研究磁场电流对其焊接接头力学性能和微观组织的影响.结果表明,外加纵向磁场通过旋转电弧对熔池进行搅拌,可以使焊缝晶粒得到细化,进而使焊接接头的抗拉强度和硬度等力学性能得到改善;当磁场电流Im=1A时,焊接接头的力学性能达到最大值,此时焊缝硬度为88.09 HV,接头抗拉强度为269.3 MPa.     

磁场作用下反极性等离子弧铁基耐磨堆焊层组织性能的研究

为了分析横向交流磁场对铁基耐磨堆焊层组织性能的影响规律,在反极性等离子弧堆焊过程中施加横向交流磁场,对堆焊层进行硬度、耐磨性、显微组织和物相组成进行分析。试验结果表明,当磁场电流I_m=2.5 A、磁场频率f=40 Hz、焊接电流I=160 A时,堆焊层的硬度最大,为61.5 HRC,耐磨性最好,磨损量为0.0524 g。此时电弧搅拌作用明显,晶粒明显细化,析出相Cr_7C_3明显增多,并且以六角形均匀分布在堆焊层中,起到良好的"钉扎"作用,有效地提升了堆焊层的硬度以及耐磨性。     

磁场电流对TA2钛合金焊接接头组织和性能的影响

将纵向磁场引入到钛合金的非熔化极钨极氩弧焊(TIG)中,焊接过程中调节磁场电流的大小,通过对不同磁场电流下焊接接头进行相应的拉伸试验、硬度试验和显微组织分析,探究磁场电流对焊接接头的力学性能和显微组织的作用规律。结果表明:外加磁场可以提升焊接接头的综合性能,当磁场电流为6 A、频率为20 Hz时,焊接接头的力学性能达到了最佳值,此时抗拉强度为452.6 MPa,伸长率为29.84%,硬度为351 HV,焊缝显微组织的细化最明显。     

磁场参数对镁合金焊接接头力学性能的影响

在对5 mm厚的AZ31镁合金板进行TIG焊过程中,施加纵向交流变频磁场.试验过程中调节磁场参数对试样进行抗拉和硬度试验,采用扫描电子显微镜及光学金相显微镜对试样的焊缝进行显微组织和断口分析,研究磁场参数对AZ31镁合金接头组织和力学性能的影响规律,并对磁场作用机理进行研究.结果表明,外加纵向磁场可以促使电弧旋转对熔池进行搅拌,改变晶粒结晶过程,使焊缝中晶粒组织得到细化,进而使焊接接头的抗拉强度和硬度等性能得到改善;当磁场电流为2 A,频率为20 Hz时,焊缝的力学性能达到最佳值,此时硬度为76.2 HV,抗拉强度为231 MPa.     

磁场作用下镁合金焊接接头力学性能的变化

采用钨极氩弧焊(GTAW)方法焊接AZ31镁合金,并在焊接过程引入纵向交流磁场.焊后,检测不同参数下焊接接头的成形系数、拉伸性能和硬度,并对显微组织进行分析,研究磁场参数对焊接接头成形特点及组织性能的作用规律.结果表明,外加纵向交流磁场通过改变电弧和熔池的运动状态,使熔池的散热及结晶条件得到改变,使焊缝的成形系数变大,焊缝的显微组织得到细化,力学性能得到提高.当磁场电流为2.0A,磁场频率为20 Hz时,焊接接头的力学性能达到最佳值,其中抗拉强度为231MPa,断后伸长率为11.5％,断面收缩率为14.8％,硬度(HV)为14.40 MPa,焊缝成形系数为4.06,强硬比为16.04.     

磁场和NiCl2联合作用下镁合金焊接接头的显微组织和力学性能

为了分析磁场和活性剂联合作用下镁合金焊接接头的显微组织和力学性能变化规律,采用A-TIG焊接AZ91镁合金,并在试验过程中引入纵向交流磁场,实现磁场和活性剂联合作用下镁合金的TIG焊接. 对不同活性剂涂覆量下焊接接头的成形性、物相组成、显微组织、力学性能进行检测,分析磁场和活性剂联合作用下电弧形态和熔池金属结晶形核特点,探讨其中的机理. 试验结果表明,磁场的引入对增加熔深、提高焊接效率产生负面影响,但是对提高焊接接头力学性能作用效果十分明显,在所选磁场参数下,活性剂涂覆量为3 mg/cm2时,焊接接头的成形状态和组织性能达到了最佳匹配,此时成形系数为2.38,焊缝抗拉强度和断后伸长率分别为338 MPa和13.3%;磁场和活性剂的联合作用下,电弧呈螺旋下沉旋转运动,并带动熔池运动,改变晶体结晶条件,促进细小等轴晶形成和孪晶的出现,使得焊接接头的力学性能得到提升;同时,磁场的引入可以改变晶体的生长模式,晶体沿(0001)晶面出现择优生长现象.     

电磁搅拌对AZ91合金TIG焊接头性能的影响

为了提高镁合金焊接性,外加横向直流磁场下对厚度为5mm的AZ91镁合金板进行TIG焊.通过对其不同磁场电流下所得焊接试样进行抗拉强度和硬度试验,以及焊缝区金相组织分析,系统地研究了磁场电流对焊接接头力学性能和微观组织的影响.结果表明,通过外加横向磁场对熔池进行搅拌,可以使焊缝晶粒得到细化,进而使其抗拉强度和硬度等力学性能得到改善;当磁场电流Im=1.5A时,焊接接头的力学性能达到最大值,此时焊缝硬度85.27 HV,抗拉强度为325.2MPa.     

外加交流磁场对AZ31+1%Ce+1%Sb镁合金TIG焊的影响

采用组织分析和性能检测的方法.研究了外加纵向交流磁场对镁合金TIG焊电弧形态及焊缝质量的影响.结果表明:交流纵向磁场可促使焊接电弧周期性旋转,有利于焊缝成形.磁场的电磁搅拌作用使得焊缝晶粒细化和组织均匀细小,焊接接头的焊缝区和热影响区显微硬度均高于母材,抗拉强度为220MPa,达到母材的88%,断裂发生在焊缝区,属于剪切断裂.     

焊接电流对2A12铝合金接头组织及性能的影响

通过组织观察、拉伸试验和硬度试验,研究了焊接电流对2A12铝合金焊接接头显微组织及力学性能的影响。结果表明,随焊接电流的增加,焊缝显微组织均为α-Al固溶体加S析出相,且焊接接头抗拉强度先增大后减小,焊缝区硬度最低,接头断裂均发生在焊缝区。焊接电流为45 A时,焊接接头性能最好。     

磁场电流对固溶处理AZ91焊接接头组织和性能的影响

对AZ91镁板进行钨极氩弧焊（TIG）过程中,外加纵向交流磁场,并在焊后进行固溶处理,对焊接接头固溶处理后的组织性能进行了分析。结果表明,经固溶处理后,焊缝中第二相基本消失,焊缝组织由大量的单相α-Mg构成。随着磁场电流的增加,焊缝区的晶粒尺寸先减小后增大,焊接接头的显微硬度、抗拉强度、塑性和耐电化学腐蚀性先增大后减小。当磁场电流为1.5 A时,晶粒尺寸最小,接头力学性能和耐蚀性最好。     

基于纵向磁场控制的大直径空心螺柱焊接工艺

采用电弧螺柱焊方法对外径20 mm、内径10 mm的空心螺柱与45钢板材进行焊接,研究了旋弧磁场对接头显微组织特征及力学性能的影响. 结果表明,在纵向旋弧磁场作用下,电弧中电荷受洛伦兹力作用呈螺旋运动,接头外观成形得到改善. 受磁场控制的电弧持续搅拌熔池,改善了焊接热循环条件,影响了熔池凝固结晶过程. 接头中先共析铁素体呈有规律的网状分布,珠光体也变得细化. 接头温度梯度减小使得固态相变时间增长,母材侧热影响区马氏体数量显著下降,热影响区宽度变小. 但旋弧磁场电流过大时焊接过程飞溅倾向明显增大,焊缝中气孔增多. 在焊接时间1 400 ms、焊接电流800 A、旋弧磁场电流0.43 A时,电弧在空心螺柱端面充分燃烧,接头抗剪强度可达到325 MPa.     

SPA-H钢与304不锈钢异种钢焊接接头组织及性能研究

采用钨极氩弧焊对SPA-H钢与304不锈钢进行异种钢焊接,分析测试了不同焊接电流下焊接接头的显微组织、显微硬度和拉伸性能,研究了焊接电流对焊接接头组织及性能的影响。结果表明,随着焊接电流的增加,焊缝组织从定向生长的胞状晶和树枝晶到细化的胞状晶和树枝晶,再到粗大的等轴晶变化;SPA-H母材与焊缝之间存在明显的熔合线,而且随着焊接电流增加,熔合线由窄变宽;焊接接头中的硬度峰值都出现在焊缝区,电流为70 A时焊接接头焊缝和304侧热影响区的硬度值最高,但SPA-H侧热影响区的显微硬度显著低于焊缝区的显微硬度;电流为70 A的试样接头抗拉强度均高于60、80 A的焊接接头,60 A的试样接头抗拉强度和伸长率最低;三种焊接电流下的焊接接头抗拉强度均远高于母材,焊缝满足强度要求。     

FV520B焊接接头性能的磁场控制

本文在沉淀强化马氏体不锈钢FV520B的焊条电弧焊过程中引入外加直流纵向磁场,通过调节磁场电流大小,对不同磁场电流下焊接接头的抗拉强度、硬度和显微组织进行检测分析,研究外加磁场对焊接接头组织性能的影响规律及作用机理。结果表明：外加磁场可以提高FV520B焊接接头的力学性能,当磁场电流为1．5A时,其力学性能最佳,此时硬度为58．5HRC,抗拉强度σb=1030．7MPa、断面收缩率ψ=53．03％、伸长率6=7．39％。     

纵向直流磁场对AZ31镁合金TIG焊焊接接头组织及性能的影响

为了改善镁合金焊接性差的特点,在对AZ31镁合金进行TIG焊接过程中加入纵向直流磁场,系统分析了不同励磁电流对焊接接头各部分的影响规律.结果发现,与不加磁场的情况相比,引入磁场后接头组织发生明显变化,焊缝组织得到细化,析出第二相的数量明显增多,并且大部分以球状颗粒的形式析出于枝晶界上;热影响区组织粗大的现象得到了很好的控制;从焊缝经熔合区向热影响区过渡时出现的共晶相数量有逐渐减少的趋势.通过X射线衍射结果可知,焊缝主要由α-Mg和β-Al12Mg17两相组成.在适当的焊接工艺参数条件下,当磁场电流为 4 A 时,焊接接头的抗拉强度和硬度均显著提高,从而提高了AZ31镁合金焊接接头的综合力学性能.     

磁场参数对AZ31焊接接头组织和性能的影响

对5 mm厚的AZ31镁板进行GTAW焊接的过程中,外加纵向交流磁场.通过对接头力学性能和显微组织分析,研究磁场参数对AZ31焊接接头组织和性能的影响规律,并墩磁场作用机理进行研究.结果表明,外加纵向磁场通过旋转电弧对熔池进行搅拌,改变晶粒结晶过程,使焊缝中晶粒组织得到细化,进而使焊接接头的抗拉强度和硬度等性能得到改善,同时磁场的电磁搅拌作用可以净化熔池中液态镁合金(使杂质球化并弥散分布),促进气泡上浮,降低镁合金焊接热裂纹敏感性,抑制热裂纹产生.     

外加磁场作用下焊接方法的研究进展

当前工业生产对焊接技术提出更高的要求,传统焊接方法的优化改进受到广泛关注。外加磁场作用于电弧等离子体会导致电弧行为发生显著改变,从而影响熔滴过渡和熔池形成过程,最终影响焊缝成形和接头质量。阐述外加磁场作用下焊接行为的研究进展,包括外加磁场对电弧形态和参数分布、熔滴过渡过程、熔池的形成和焊缝成形的作用规律。与传统焊接相比,外加磁场下熔滴过渡频率增加,焊缝组织晶粒更加细小均匀,接头的力学性能得到提升。     

振动条件下硬铝合金TIG焊接的工艺优化

采用Al-Si系焊丝对Al-Cu-Mg硬铝合金进行半自动TIG焊，焊接过程中施加机械振动.采用正交试验方法对工艺参数进行优化，并对不同工艺参数下硬铝合金的焊接接头进行拉伸性能、硬度、显微组织和物相分析，分析振动参数和焊接参数对焊接接头组织性能的影响规律和作用机理.结果表明，最佳工艺匹配参数为:焊接电流I=110 A、振动幅度D=0.05 mm、振动频率f=50 Hz，此时接头的性能为:抗拉强度R_m=289.68 MPa，断后伸长率A=4.95%，焊缝平均硬度H为108.0 HV；合适参数的振动可以细化焊缝区显微组织、抑制孔状缺陷，并使焊缝显微组织为细小的等轴树枝晶和胞状树枝晶为主，进而提高焊接接头综合力学性能.     

协同控制双丝脉冲MAG焊电流配置对焊接特性及微结构的影响

采用高速双丝熔化极活性气体保护电弧焊(MAG)焊方法对Q235板材进行焊接,研究了主/从焊丝所接焊接电源设置不同电流时对焊接接头组织与性能的影响。结果表明:电流的不同设置,影响焊缝区组织和热影响区(HAZ)微结构,并影响焊接接头强度和硬度。当主从丝电流设置成无差异时,双丝电极之间的电弧干扰最严重,电弧特性极其不稳定;随着双丝电极之间的电流差异增大,伴随微结构发生变化,热影响区域的硬度逐渐增大;当主从丝电流差值的绝对值继续增大到一定范围,热影响区域的硬度开始出现大幅减小,HAZ宽度增大。试验统计结果表明:在主从焊丝两路焊接电源采用反相位脉冲电流,主从焊丝被交替引燃,主丝焊接电流不大于从丝电流20 A时,电弧间干扰小,电弧稳定,可以得到理想的硬度,焊缝尺寸和微结构。     

交流磁场对铜/钢异种材料电弧焊接头组织性能的影响

以HS201纯铜焊丝为填充金属,对尺寸均为120L×60W×2H mm的T2紫铜板和Q235钢板进行磁场辅助TIG焊接试验,并对焊接接头的宏观形貌、组织结构、抗拉强度、显微硬度及断口形貌进行分析.结果表明:当焊接电流为95 A,焊接速度为95 mm/min,磁场电流为0.4～0.6 A,励磁频率为25～35 Hz时,交流磁场辅助铜钢TIG焊接接头表面成形和力学性能均表现较好,接头的抗拉强度随着磁场电流和励磁频率的增加均呈现先上升后下降的趋势,抗拉强度最高可达223.5 MPa,比无磁场提高了44.5％,熔合区硬度最高可达659 HV0.2,比无磁场时提高了10.2％.TIG焊接接头各区域硬度值排序为:熔合区＞钢侧热影响区＞焊缝区＞钢母材＞铜母材＞铜侧热影响区.添加交流磁场前后,TIG焊接接头断裂区由铜侧热影响区转移至焊缝区,断裂方式均为典型的韧性断裂.添加磁场后,熔合区和焊缝区组织均由(α-Fe)+(ε-Cu)的混合固溶体组成,且焊缝区组织细化,其均匀性明显提高,这主要是交流磁场对熔池的电磁搅拌作用,其搅拌过程为:Fe元素扩散到熔池、熔池顺时针搅拌、熔池逆时针搅拌和熔池凝固.