2219厚板铝合金VPTIG焊接接头组织及性能

针对15 mm厚板2219铝合金板材对接,提出了一种适合于大厚度铝合金的VPTIG焊接工艺方法,该方法通过设计新型坡口形式,优选“打底+盖面1+盖面2”的焊接工艺,实现单面焊双面成形。试验结果表明,焊缝成形良好,焊缝质量达到一级焊缝水平;焊缝中心组织为均匀等轴树枝晶,盖面焊缝比打底焊缝晶粒更加细小密集,熔合区中组织晶粒大小不一,其中在熔化边界存在一个狭小的非枝晶等轴区,热影响区晶粒则发生了明显的长大;接头常温抗拉强度能达到母材的60%,断后伸长率大于4%,断裂路径均沿打底焊缝和盖面焊缝熔合区,与熔合区组织不均匀、溶质偏析造成熔合区性能薄弱有关。     

2219铝合金薄板拉延件与锻件焊接接头的组织和性能分析

针对2219铝合金薄板拉延件与锻件的对接,采用TIG焊接工艺进行焊接,分析了接头的组织形貌、硬度分布特点、力学性能和断裂特征。研究结果表明,拉延件和锻件焊接接头靠近熔合线的焊缝区组织基本相同,均是由柱状枝晶和等轴晶组成,靠近熔合线的热影响区组织不同,拉延件一侧的板条状组织呈现组织和性能上互不相同的若干小区,锻件一侧的晶粒形状不规则,比拉延件一侧更粗大,晶界边更长。焊接接头的焊缝区硬度最低,两边热影响区的硬度呈波浪式上升并最终上升至母材硬度,拉延件比锻件的接头软化区更宽,塑性更好。焊接接头抗拉强度平均值可达到305.58 MPa,δ5伸长率平均值可达到5.21%。接头通常断裂在锻件一侧熔合线处,断口的大、小韧窝交错排列,一部分韧窝较深,撕裂棱较多,一部分韧窝较浅,具有层状撕裂形貌。     

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。     

10mm厚6005A铝合金激光-MIG复合焊接

采用双层激光-MIG复合焊接方法焊接10mm厚6005A铝合金,获得了外观成形良好、内部缺陷少的接头。对接头显微组织及力学性能进行研究,结果表明,焊缝由盖面焊缝与打底焊缝组成,盖面焊缝组织具有5XXX系铝合金铸造组织的特征,打底焊缝组织具有6XXX系铝合金铸造组织的特征;接头热影响区宽约13 mm,分为固溶区、过时效区和近焊缝区;打底焊缝与过时效区是接头硬度最低的区域;拉伸试样在过时效区发生韧性断裂,接头抗拉强度平均值为195.07 MPa,明显高于常规MIG焊接接头的强度。     

超音频脉冲方波电流参数对2219铝合金焊缝组织和力学性能的影响

采用新型超快速变换HPVP-TIG电弧焊接工艺进行2219-T87高强铝合金焊接,研究脉冲电流特征参数对焊接接头组织和力学性能的影响.结果表明,加入超音频脉冲方波电流(UPSWC)作用后,铝合金焊缝区显微组织由粗大柱状晶转变为细小等轴晶,在焊缝区内除了等轴树枝晶外,还存在一种呈带状分布的极细小等轴非枝晶组织,同时焊缝熔合区宽度明显减小,焊接接头抗拉强度和断后伸长率显著提高.在一定范围内增加脉冲电流幅值,提高脉冲频率,减小占空比,可增强组织细化作用,提高接头力学性能.与未加入UPSWC作用相比,脉冲电流幅值100A,脉冲频率40kHz,占空比20%时,接头抗拉强度和断后伸长率分别提高约22%和111%.     

6005A铝合金MIG焊接接头组织及性能研究

采用MIG焊接技术对6005A铝合金进行焊接,研究了搭接接头与对接接头的力学性能、拉伸断口形貌,接头不同位置的微观组织及焊缝合金成分。研究表明,对接接头的抗拉强度达到母材的68%,搭接接头抗拉剪切强度达到母材的50%以上;两种接头焊缝组织均为细小的树枝晶与等轴晶,熔合线附近组织为粗大的柱状晶,对接接头断裂位置为接头热影响区,搭接接头断裂在焊缝处,接头断口存在韧窝与准解离面,断裂机制为韧脆混合断裂。母材中的强化相为Mg_2Si,焊缝中存在的强化相为Mg_5Al_8与Mg_2Si。     

脉冲电流频率对2219铝合金焊缝组织性能的影响

采用超快速变换复合高频脉冲方波变极性TIG电弧焊接方法进行2219-T87高强铝合金焊接,研究脉冲方波电流频率对焊缝组织性能的影响.结果表明,加入脉冲方波电流后,焊缝组织明显细化,焊缝区由粗大柱状晶向细小等轴晶转变.当脉冲电流频率达超音频段时,在焊缝中部还存在一种呈带状分布的细小等轴非枝晶组织,并与等轴树枝晶组织交替分布.与未加入脉冲电流相比,当脉冲电流频率为60kHz时,接头抗拉强度和断后伸长率分别增加约17.6%和66%.在一定范围内提高脉冲电流频率,可显著减小焊缝熔合区宽度,改善接头硬度分布,明显提高接头塑性,但对接头强度的影响作用并不明显.     

超窄间隙焊接Q235/1Cr18Ni9Ti异种钢接头组织及力学性能

超窄间隙焊接厚壁异种钢具有高效、低成本、接头力学性能优良的独特优势.文中研究了Q235/1Cr18Ni9Ti异种钢超窄间隙焊接接头的微观组织及力学性能.结果表明,打底焊的熔池以FA模式凝固,凝固组织为细小的奥氏体等轴晶及少量枝晶状铁素体.填充焊和盖面焊在靠近熔合过渡区的熔池区域以AF模式凝固,凝固组织为奥氏体胞状晶及胞状晶间铁素体,在远离熔合过渡区的熔池区域则以FA模式凝固,凝固组织为奥氏体柱状树枝晶及少量骨架状铁素体.异种钢超窄间隙焊接接头的抗拉强度和弯曲性能优良,Q235一侧HAZ未出现软化,熔合过渡区及其一侧HAZ的韧性优于焊缝区.     

2219/5A06异种铝合金焊接接头组织与性能相关性

采用脉冲VP-TIG焊接方法，对5.5 mm厚2219-T87和5A06-H112铝合金进行了异种铝合金对接试验，分析了接头组织及力学性能. 结果表明，焊接接头显微组织存在明显差异，5A06侧热影响区为等轴晶，2219侧热影响区的板条状组织发生粗化，焊缝由等轴晶构成. 2219侧熔合线附近存在细小等轴晶带和气孔缺陷，小角度晶界比5A06侧熔合线附近更少，导致拉伸过程中易沿2219侧熔合线附近发生破坏. 拉伸过程中试样沿2219侧熔合线附近最大应变处断裂.接头抗拉强度分别达到2219、5A06母材的63.6%和75.3%，断后伸长率分别达到2219、5A06母材的30.5%和29.8%.     

不同焊丝对喷射成形7055铝合金焊缝组织与力学性能的影响

对用喷射成形工艺制备的7055铝合金采用不同焊丝进行MIG焊焊接试验,对焊接接头组织和力学性能进行了研究。试验结果表明:ER4043焊丝焊接接头硬度为200 HV,接头抗拉强度为145 MPa,伸长率为2.23%;焊接接头主要以等轴晶为主,焊缝区为等轴晶和树枝状晶,熔合区和热影响区主要为等轴晶组织,断口为解理断裂。ER5356焊丝焊接接头硬度为90 HV,接头抗拉强度为190 MPa,伸长率为2.92%;焊接接头主要以柱状晶为主,焊缝区、熔合区主要为柱状晶组织,热影响区为粗大的等轴晶,断口为疲劳断裂形式。     

7055喷射成形高强铝合金激光焊接头组织及性能

采用激光焊接对2 mm厚喷射成形的7055-T76511铝合金进行焊接试验。通过显微硬度和拉伸试验测试焊接接头的力学性能,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)以及X射线衍射(XRD)分析焊接接头的微观组织。结果表明,7055铝合金激光焊接头无明显的软化区,焊缝显微硬度最低,约为130~140 HV,接头的抗拉强度372 MPa,伸长率4.1%。焊缝组织有明显的三个区(热影响区、熔合区和焊缝区)。热影响区组织是产生了部分再结晶的等轴晶粒;熔合区由于非均匀形核形成了等轴非枝晶区(non-dendritic equiaxed grain zone,EQZ),晶粒尺寸3~8μm;焊缝区靠近熔合线为柱状枝晶,中心为胞状枝晶。     

焊接热输入对2219薄板铝合金焊接接头性能的影响

针对2219薄板铝合金,采用不同焊接热输入的TIG焊开展了对比试验,分析了焊接接头的力学性能、组织形貌和断裂特征。研究结果表明,单道焊比双道焊的接头抗拉强度的平均值提高了19.6%,断后伸长率基本相同;双道焊的接头在熔合线附近,焊缝区形成柱状枝晶,组织大小不一、形状不规则,热影响区晶粒粗化,几何形态变化,组织形态不均匀,接头在焊接温度升高时,晶粒粗化,强度降低,断口呈现了沿晶界撕裂扩展的痕迹,局部呈“河流花样”特征;单道焊的接头在熔合线附近,焊缝区等轴晶分布较多,组织均匀一致,晶粒细小,接头在经历了加热、快速冷却、常温放置后,强化相溶于固溶体,Cu原子扩散、聚集,产生点阵畸变,晶粒得到细化,强度升高,断口呈现了典型的塑形断裂痕迹,韧窝形态明显。     

焊接热输入对2219薄板铝合金焊接接头性能的影响

针对2219薄板铝合金，采用不同焊接热输入的TIG焊开展了对比试验，分析了焊接接头的力学性能、组织形貌和断裂特征。研究结果表明，单道焊比双道焊的接头抗拉强度的平均值提高了19.6%，断后伸长率基本相同；双道焊的接头在熔合线附近，焊缝区形成柱状枝晶，组织大小不一、形状不规则，热影响区晶粒粗化，几何形态变化，组织形态不均匀，接头在焊接温度升高时，晶粒粗化，强度降低，断口呈现了沿晶界撕裂扩展的痕迹，局部呈“河流花样”特征；单道焊的接头在熔合线附近，焊缝区等轴晶分布较多，组织均匀一致，晶粒细小，接头在经历了加热、快速冷却、常温放置后，强化相溶于固溶体，Cu原子扩散、聚集，产生点阵畸变，晶粒得到细化，强度升高，断口呈现了典型的塑形断裂痕迹，韧窝形态明显。     

微观组织对2A12铝合金熔焊接头力学性能的影响

采用TIG焊对2A12铝合金薄板进行焊接,并对接头的组织及力学性能相关性进行分析.金相观察发现焊缝及熔合区内晶粒粗大且不均匀,焊缝从边缘的柱状晶向中心的等轴晶过渡,熔合线附近出现粗细晶混杂分布.采用显微硬度及拉伸试验研究了焊接接头力学性能不均匀性.结果表明,硬度最小值处于焊缝的熔合区,拉伸试样亦断裂在该区,与组织分布相...     

2219高强铝合金超快变换VPTIG焊缝组织和性能

研究开发了一种适用于铝合金材料的新型超快速变换变极性方波电弧焊接技术,以2219-T87高强铝合金为试验对象,采用高频变极性TIG电弧焊接工艺,研究了变极性方波电流频率对焊缝显微组织和拉伸性能的影响.结果表明,随着电流极性变换频率的提高,2219-T87铝合金焊接接头显微组织明显细化,由粗大柱状晶转变为细小等轴晶,接头抗拉强度和断后伸长率显著提高,接头断裂类型由脆性断裂转变为"韧性+脆性"的混合型断裂模式.当电流极性变换频率为1kHz时,2219-T87焊接接头抗拉强度和断后伸长率分别达到母材金属的69%和58%.     

热处理对哈氏合金X焊接接头组织与性能的影响

本实验研究不同热处理工艺对哈氏合金X焊接接头组织和力学性能的影响,分析焊后热处理对哈氏合金X焊接接头性能的影响规律。结果表明：焊缝中心区域组织主要以等轴晶为主,熔合区以枝晶为主。经1050℃热处理的焊缝未析出二次相,经1100℃处理的焊缝在晶界处与晶粒内析出大量二次相,经1150℃处理的焊缝析出物发生重溶。经1150℃热处理工艺后接头抗拉强度最高达773.49 MPa;经1100℃处理的焊接接头断裂形式为沿晶脆性断裂,其他焊缝接头的断裂形式为韧性断裂。     

S30408等离子焊接接头组织与性能分析

针对典型压力容器用S30408不锈钢进行了等离子弧打底及盖面焊接工艺研究,借助光学显微镜、扫描电镜、拉伸强度测试和晶间腐蚀试验等测试手段对等离子焊接接头的微观组织和力学性能进行了分析。试验结果表明,采用合理的焊接工艺参数可以得到良好的焊缝成形及优异的综合力学性能,其接头抗拉强度约为811 MPa,几乎接近母材强度。断口形貌为典型韧窝状的韧性断裂;弯曲试验及晶间腐蚀试验均测试合格;焊缝处显微组织形貌为枝晶状奥氏体+δ-铁素体组织。     

6082铝合金MIG焊焊接接头组织与力学性能研究

通过拉伸、弯曲、硬度试验以及金相分析等对6082铝合金MIG焊接头的力学性能与显微组织进行了研究。结果表明:采用5087焊丝焊接6082铝合金时,具有较好的抗拉性能,板厚8和4mm的焊接接头焊态的抗拉强度分别为母材的77.8%和73%;弯曲断裂集中在熔合线处,弯曲角度均较小;6082铝合金MIG焊接头焊缝中心组织为等轴晶,靠熔合线的焊缝晶粒沿散热方向呈柱状晶,熔合区晶粒粗大;软化区出现过时效效应,使Mg2Si长大,成为接头最薄弱的区域。     

船用5083铝合金变极性等离子焊接头组织和性能

采用变极性等离子焊接工艺实现了5mm厚船用5系铝合金立向上位置焊接,并分析了接头的组织和力学性能。力学试验显示：接头抗拉强度达到295MPa,延伸率达到10%,断裂位置在熔合线附近;焊缝区和热影响区的显微硬度均低于母材,且焊缝中心处最低。接头金相观察发现熔合线附近的焊缝为粗大的等轴晶组织,但焊缝区大部分为胞状树枝晶组织,从两侧呈对称生长并在焊缝中心处相遇,热影响区为再结晶组织。利用电子探针分析了拉伸断裂位置附近成分,发现该区域Mg含量偏低且分布不均匀,固溶强化效果下降,组织和成分的不均匀导致该区域成为接头的薄弱环节。     

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。