焊丝成分对2519铝合金焊缝组织与性能的影响

采用ER4047焊丝及ER2319焊丝对2519铝合金进行熔化极惰性气体保护焊(MIG),并对焊接接头的力学性能和焊缝组织进行了分析.结果表明,用ER2319焊丝焊接的焊接接头的力学性能优于ER4047焊丝;ER2319焊丝细化了焊缝区的组织;2519铝合金焊接接头的抗拉强度低于母材,焊缝处是焊接接头的最薄弱环节,其次是焊接热影响区内的软化区,θ'相粒子受热影响而粗化是形成软化区的主要原因.     

焊丝成分对异种装甲铝合金焊接接头组织与性能的影响

采用ER5356及ER2319焊丝对2519A和7A52铝合金异型板进行脉冲MIG焊,并对焊接接头的力学性能和焊缝组织进行了分析.结果表明:用ER2319焊丝焊接的接头力学性能高于ER5356,ER2319焊丝细化了焊缝区的组织,其强度比采用ER5356焊丝焊接的提高了13.3％,伸长率提高了39.3％.ER2319焊丝中的微量元素Ti和Zr在焊缝中形成Al3Ti和Al3Zr,促进α(Al)非均匀形核是提高接头强度和塑性的重要原因.     

高强铝合金的MIG焊焊接工艺

采用自行研制的焊丝对2519-T87高强铝合金进行了熔化极气体保护焊(MIG)焊接,研究了焊丝成分和焊接热输入对接头组织和力学性能的影响.结果表明:采用自行研制的3种焊丝焊接接头的抗拉强度均超过了美国的ER2319焊丝,其中采用8#丝的接头焊缝组织最为细小,可获得最高的接头抗拉强度,且随着焊接热输入的减小,焊缝中二次枝晶之间的间距随之减小,Cu元素的偏析程度随之减弱,接头的力学性能得到提高.     

填充材料对10%SiC_p/6061Al复合材料MIG焊接头组织与性能的影响

采用ER4043和ER5356两种焊丝为填充材料,以MIG焊的方式对4 mm厚的10%Si C_p/6061Al复合材料进行焊接,获得两种成型良好的接头,然后分别利用拉伸试验、硬度试验、金相微观组织观察、XRD物相分析、接头断口形貌扫描电镜观察等方法分析填充材料对焊接接头组织与性能的影响。试验表明:ER4043接头的抗拉强度高于ER5356接头,平均值为136.23 MPa,是母材强度的37.84%;ER4043和ER5356两种接头在焊缝中心两侧的硬度呈对称分布,最低值都在焊缝处,分别为33.4 HV和71.6 HV;两种接头的焊缝中有脆性相Al_4C_3生成,ER5356接头焊缝中较多,呈细针状,ER4043接头焊缝中较少,呈短棒状。ER4043焊丝中一定量的Si含量对焊缝的成型有一定的促进作用,可以抑制Al_4C_3的生成。两种接头都为韧性断裂。     

不同焊丝对A7N01铝合金焊接接头力学性能的影响

采用ER5356、ER5183和ER5087焊丝对A7N01S-T5铝合金进行MIG焊接,分析接头力学性能。试验结果表明,三种焊丝的接头焊接残余应力大小基本相当;采用ER5183焊丝焊接的接头抗拉强度和断后伸长率最高,且弯曲性能良好,原因是接头内气孔量较少;采用ER5356焊丝焊接的接头焊缝和热影响区的冲击功最高,ER5087焊丝接头焊缝和热影响区冲击功则低得多。综合来看,ER5183焊丝与A7N01S-T5铝合金的匹配性更好。     

喷射沉积SiC/Al-Fe-V-Si复合材料的组织与力学性能研究

研究了沉积态、热压态和热压+轧制态体育器材用Si C/Al-Fe-V-Si复合材料的显微组织和力学性能,并对拉伸断口形貌进行了观察。结果表明:喷射沉积态、热压态和热压+轧制态复合材料主要由α-Al、β-Si C和Al_(12)(Fe,V)_3Si相组成,并没有出现其它高温条件下容易出现的θ-Al_(13)Fe_4脆性相的衍射峰;经过热压以及热压+轧制处理后Si C/Al-Fe-V-Si复合材料的抗拉强度和断后伸长率都相对于沉积态得到不同程度的提高;热压态复合材料的断裂方式为局部韧性和整体脆性的混合断裂,而热压+轧制复合材料的断裂方式为韧性断裂。     

Zr添加对7A52铝合金CMT+P焊接接头组织及性能影响

采用ER5356和ER5087两种焊丝对20 mm厚7A52铝合金进行冷金属过渡+脉冲焊接(CMT+P),从焊接缺陷、晶粒尺寸及析出相等多方面研究Zr添加对焊接接头显微组织及力学性能的影响。结果表明：两种接头成形良好且均无明显缺陷,焊缝组织为铸态的等轴枝晶,并发现条状或块状的富铁杂质相AlFeMn以及黑色相Mg₂Si。相比于ER5356焊丝,采用ER5087焊丝焊缝区的晶粒尺寸减小了28.7%,并存在圆形及椭圆形的纳米级强化相Al₃Zr。两种接头均获得较高的抗拉强度,使用ER5356焊丝的接头强度约为293MPa,达到母材强度的59.4%,而使用ER5087焊丝焊接接头的强度更高,约为316 MPa,焊接系数达到64.1%。两种接头的拉伸断裂位置均位于焊缝处,拉伸断口也均以韧窝为主并伴随明显的撕裂棱,表现为韧性断裂特征。     

不同焊丝对7075铝合金双脉冲MIG焊缝组织与性能的影响

用ER5556和ER5356焊丝对AA7075-T651铝合金板材双脉冲MIG焊缝组织与性能进行研究。结果表明:两种焊丝接头焊缝区均为铸态枝晶组织,与ER5556相比ER5356焊丝焊接接头热影响区的晶界有更多第二相析出;ER5556焊丝焊接接头最低硬度为90.6 HV,接头抗拉强度为342.5 MPa,伸长率为8.5%;ER5356焊丝焊接接头最低硬度为80.8 HV,接头抗拉强度为292.5 MPa,伸长率为3.5%;ER5556焊丝接头拉伸断口上有明显的撕裂棱。     

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。     

钢/铝异种金属激光-MIG复合焊接接头组织与性能研究

采用激光-MIG复合焊接的方法对Q960钢/6061铝异种金属进行了焊接,对比分析了添加Cu前后复合焊接接头的显微组织、物相组成和力学性能的变化,并对其断口形貌进行了观察。结果表明,添加Cu后焊接接头仍然保持着典型熔-钎焊特征,但是IZ(界面区)区域的界面层形态发生了明显改变,界面层厚度从加Cu前的16μm降低至加Cu后的6μm,界面层中的针状Fe_4Al_(13)相和舌状Fe_2Al_5相转变为细小絮状Al_(13)(Fe,Cu)4和舌状Al_5(Fe,Cu)2相,界面层中的显微裂纹消失;加Cu后钢/铝复合焊接接头的最高硬度仍然出现在界面层,但是最高硬度相对加Cu前有明显降低,这主要与界面层中形成了Al_(13)(Fe,Cu)4和Al_5(Fe,Cu)2金属间化合物有关;加Cu后焊接接头的抗拉强度和伸长率相较于加Cu前分别提高了110.5%和183.3%,而断裂位置都处于钢/铝界面区。     

2060铝锂合金填充ER4047焊丝激光焊接接头组织性能研究

利用光纤激光填充ER4047焊丝对2060铝锂合金进行了对接试验,研究了焊缝形貌和组织特征、合金元素微观偏析、二次相析出、焊缝的力学性能等,分析了其相互关系。结果表明,合理的焊接工艺下焊缝成形良好,沿熔合线分布着非常细小的等轴晶,焊缝中心为大量的等轴树枝晶,柱状晶区域比较窄;焊缝存在较为严重的微观偏析,主要的合金元素Cu、Mg、Si等集中分布在晶界处,Al元素在晶间含量较少;主要强化相T1(Al_2CuLi)在焊缝中几乎全部消失,并有一定数量的TB(Al_7Cu_4Li)相析出;填充ER4047焊丝的焊缝晶间存在大量的共晶体,较多的Mg_2Si及Al_xCu_yMn_(1-x-y)二次相等;热影响区(HAZ)中晶粒和二次相尺寸变大,并有θ'(Al_2Cu)、TB及未溶解的T1(Al_2CuLi)等相共存。最佳工艺下接头的性能测试发现,焊缝区的硬度(HV)最小,平均为986 MPa,约为母材硬度的65%;接头抗拉强度达到了354 MPa,伸长率为4.9%,分别为母材2060合金的67%和40.8%。焊缝区是接头的最薄弱环节,拉伸断裂优先发生于焊缝下部的粗大的等轴晶区,沿晶界逐渐向上扩展,最终沿柱状晶区断裂,断口表现为韧窝聚集型沿晶断裂。     

焊后热处理对铝合金/镀锌钢接头组织与力学性能的影响

采用TIG熔-钎焊方法并添加AlSi_5焊丝,对1.5 mm厚的5A06铝合金和3 mm厚的镀锌Q235钢进行焊接。分析了焊后退火热处理对接头微观组织和力学性能的影响规律,热处理条件为280℃保温30 min。研究结果表明,采用TIG熔-钎焊的方法可以实现铝/钢异种金属的焊接,铝/钢界面处会产生金属间化合物层,焊态接头中金属间化合物层的厚度为4～5μm,化合物层主要由Al_8Fe_2Si相和少量的[Al,Fe,Si],Al13Fe4相组成,接头的抗拉强度值为163 MPa,断裂发生在焊缝处。对接头进行退火热处理后,接头中金属间化合物层的厚度增加到9～10μm,化合物层的组织无明显变化,主要由Al_8Fe_2Si相和少量的[Al,Fe,Si],Al₁₃Fe_4相组成,接头的抗拉强度值达到185 MPa,断裂发生在铝母材侧。     

304L/SA516Gr70不锈钢复合板焊接接头的组织与性能分析

针对304L/SA516Gr70不锈钢复合板,采用钨极氩弧焊方法并选用ER309L焊丝焊接覆层和过渡层,选用E5015焊条电弧焊焊接基层.对焊接接头进行拉伸强度等力学性能测试,结果表明,拉伸试样断裂于母材,焊接接头的抗拉强度达573.4 MPa,断口呈明显的韧性断裂;观察接头金相组织表明,过渡层焊缝组织为黑色的蠕虫状和...     

不同焊丝对6082铝合金焊接接头组织性能的影响

采用ER5356和ER5087铝合金焊丝对6082-T6铝合金板材进行焊接,研究了不同焊丝对6082-T6铝合金力学性能和显微组织影响。结果表明,ER5087焊丝焊接的焊缝硬度高于ER5356焊丝的焊缝硬度,这是由于ER5087焊丝中的Zr细化焊缝晶粒的结果。拉伸试验时焊接接头均断裂于热影响区,ER5087焊丝焊接的接头比ER5356焊丝焊接的接头平均屈服强度和抗拉强度高,断后伸长率稍好。     

7075/5A06异种铝合金TIG焊接头的显微组织和力学性能

采用BJ380A和ER4043铝合金焊丝进行7075/5A06异种铝合金TIG焊对接试验,并对接头的显微组织和力学性能进行分析。结果表明:焊缝无裂纹,但存在分散的气孔;7075母材一侧热影响区晶粒长大较5A06母材一侧的明显,且采用BJ380A焊丝获得的焊缝晶粒较采用ER4043焊丝获得的焊缝晶粒粗大。采用两种焊丝获得的接头抗拉强度均为220 MPa左右,约为5A06铝合金母材的70%,且接头均断裂于焊缝处。显微硬度测试时,7075母材一侧热影响区出现软化现象,而5A06母材一侧热影响区出现硬化现象。另外,采用ER4043焊丝获得的焊缝硬度大于采用BJ380A焊丝获得的焊缝硬度。     

低合金高强钢结构的焊接工艺与组织性能研究

分别采用普通ER80-G焊丝和LTT低温相变焊丝对调质态钢结构用Q690低合金高强钢板进行了熔化极活性气体保护焊,对比分析了两种焊接接头的显微组织、显微硬度、拉伸力学性能和冲击功,并对冲击断口形貌进行了观察。结果表明,LTT焊缝区组织为马氏体+少量残余奥氏体,ER80-G焊缝区组织为针状铁素体+少量粒状贝氏体,两种焊接接头焊缝处成形较好,未见明显焊接气孔、夹杂或者微裂纹等缺陷存在。熔合区组织均为粒状贝氏体+板条贝氏体,而热影响区组织为马氏体+贝氏体。LTT焊接接头焊缝区的显微硬度较ER80-G的高。LTT焊接接头的屈强强度和抗拉强度高于ER80-G焊接接头,但是断后伸长率低于后者;ER80-G焊接接头相同部位的冲击功都高于LTT焊接接头。LTT焊缝区断口呈现脆性断裂特征,ER80-G焊缝区断口呈现韧性断裂特征。     

铝/铜异种金属脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊接头的组织与力学性能

采用ER4047铝硅焊丝对5052铝合金与T2紫铜进行脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊,并对接头显微组织、物相成分及力学性能进行分析。结果表明:通过控制焊接热输入可以获得成形良好的铝/铜熔钎焊搭接接头。焊接接头由铝侧熔合区、焊缝区和铜侧类钎焊区组成,其中铜侧类钎焊区可分为金属间化合物层区和Al-Cu共晶区两部分。焊缝区组织为珊瑚状Al-Cu共晶体均匀分布在α(Al)固溶体中;铜侧金属间化合物层主要由条块状Al_2Cu组成。随着焊接热输入的增大,金属间化合物层的厚度在增大,而接头的抗拉强度先增大后减小;当熔化的焊丝及铝母材在铜母材上润湿良好并且焊缝与铜母材之间金属间化合物的厚度较小时,接头抗拉强度达到最大值,为167.7 MPa。     

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。     

9Ni钢自保护药芯焊丝的研制及分析

研制了以Fe-Ni-Mn-Si系为合金系的9Ni钢自保护药芯焊丝. 采用FCAW法在不加保护气体的条件下施焊,并对焊件进行了QLT(淬火+亚温淬火+回火)处理. 通过拉伸试验、低温冲击试验、金相分析、断口扫描等方法研究了焊接接头的力学性能、显微组织和断口形貌. 结果表明,所研制的药芯焊丝焊接接头抗拉强度为709 MPa,屈服强度为580 MPa,断后伸长率为26%,断面收缩率为47%. 力学性能满足9Ni钢的使用要求. 焊缝的组织为细晶铁素体+针状铁素体. QLT处理使焊缝的低温冲击吸收功从48 J/cm2提升至100 J/cm2,能够明显提高焊缝的低温韧性.     

药芯焊丝焊接铝合金/不锈钢接头组织及性能分析

采用ZnAl15和AlSi12药芯焊丝成功实现了铝合金/不锈钢异种金属间的熔钎焊.结果表明,焊态下采用ZnAl15药芯焊丝所得接头抗拉强度达121 MPa;而AlSi12药芯焊丝所得接头抗拉强度最高可达162 MPa.接头经280℃保温30 min焊后热处理后,采用ZnAl15药芯焊丝所得接头抗拉强度为180 MPa,比焊态下接头抗拉强度高出将近一倍;采用AlSi12药芯焊丝所得接头强度可提高至166 MPa.对焊缝与钢之间的界面层进行成分分析发现,ZnAl15药芯焊丝所得接头界面层主要由Fe2Al5和FeAl3等脆性化合物及锌固溶体组成,而AlSi12药芯焊丝所得接头界面层由τ5-Al7.4Fe2Si三元相组成,两种焊丝所得接头界面层厚度均不超过10μm.