不锈钢TIG熔钎焊接头微观组织及力学性能

采用高温铜基S211和S201焊丝对不锈钢进行了TIG熔钎焊试验,运用OM,SEM,EDS分析了接头微观组织,通过拉伸试验评定了接头力学性能.结果表明,不锈钢接头具有熔焊与钎焊的双重性质,不锈钢上部靠近电弧区熔化,存在一个α ε相熔合区;下部不锈钢未熔,为钎焊结合;焊缝基体为Fe在Cu中的过饱和固溶体相,基体上存在大量尺寸不等的α ε相高温颗粒,焊缝区上部含高温颗粒多,下部含量少.两种接头均断裂于焊缝区,S211焊丝接头强度要高于S201焊丝,分别达到498.33 MPa和476.67 MPa,而S201焊丝接头的断后伸长率要高于S211焊丝,分别为19.6%和13.8%.     

铝合金/不锈钢钨极氩弧熔-钎焊接头界面层的微观结构分析

运用OM,SEM和EDS分析了铝合金/不锈钢TIG熔-钎焊接头界面层的结构特征,并通过微压痕和SEM原位拉伸实验测试了其力学性能.研究结果表明:界面处形成了厚度不均一的锯齿状金属间化合物层,厚度为4—9μm,满足界面层的要求(≤10μm);界面反应层包括两类化合物层,即焊缝一侧的τ5层和钢基体一侧θ+η+τ5层,在界面处首先形成τ5相,抑制了粗大枝晶状θ+η二元相的生长.微压痕测试得出:τ5层平均硬度值为HV1025,θ+η+τ5层硬度值为HV835.τ5层压痕处产生裂纹,表明τ5相是一种硬脆相.SEM原位拉伸实验显示,界面层起裂于θ+η相,在外力作用下沿θ+η+τ5层迅速开裂,界面层抗拉强度达到120 MPa.     

氟化物钛药芯焊丝TIG焊接熔深研究

研究了三组不同成分的药芯焊丝成分对TIG焊接熔深的影响,测量并对比了焊接熔深,分析熔深的变化规律。试验结果表明,使用所设计的钛合金药芯焊丝进行TIG焊时,焊缝的深度都有不同程度的增加;复合氟化物药芯焊丝的焊接熔深比BaF2大,但焊接工艺性不佳;碱金属氟化物BaF2焊缝成形美观,但熔深较小。通过分析对比得出,在含氟化物的钛合金药芯焊丝的TIG焊接中,其焊接熔深受电弧收缩与表面张力的影响,其中电弧收缩是主要因素,表面张力的影响很小。     

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.     

奥氏体不锈钢药芯焊丝熔敷金属腐蚀性能研究

研究了ＹＢ１３２型不锈钢芯焊丝熔敷金属的抗腐蚀性能以及化学成分的稳定性和元素分布的均匀性，并与同类手弧焊条和埋弧焊焊丝熔敷金属进行对比，结果表明，ＹＢ１３２药芯焊丝熔敷金属化学成分稳定性良好，微区成分的均匀性，抗晶间腐蚀和全面腐蚀能力均优于ＴＡ１３２焊条和ＨＯＣｒ２０Ｎｉ１０Ｎｂ埋弧焊实芯焊丝。     

钢/铝异种金属双熔池TIG熔钎焊接头的显微组织与力学性能

采用电弧加热镀锌钢板,通过热传导使铝合金熔化,形成两个互不接触的熔池,实现钢/铝异种金属搭接熔钎焊;利用扫描电镜(SEM)与能谱(EDS)对连接界面的微观组织进行观察与分析.结果表明:在连接界面形成两种金属间化合物,一种为接近铝合金母材呈针状或絮状的FeAl3,另一种为接近钢呈舌状或条状的Fe2Al5;反应层FeAl3的厚度在连接界面上的分布大致均匀;而反应层Fe2Al5的厚度从焊缝中心向两侧逐渐变薄;随着焊接线能量的升高,接头的承载能力呈先增大而后减小的趋势,最高承载能力可达177.2 N/mm,为铝合金母材强度的84％.     

Al-Si焊丝Al/Cu异种金属冷金属过渡熔钎焊接头显微组织与性能

利用A1Si_5焊丝作为填充材料对6061铝合金和T2纯铜进行冷金属过渡(Cold Metal Transfer,CMT)熔钎焊。通过拉伸试验评定搭接接头力学性能并采用SEM,EDS分析搭接接头的微观组织及化学成分,利用XRD进一步确定了钎焊界面产物。研究结果表明:送丝速度在6.5~7.5 m/min焊接时,焊接过程稳定,焊缝成形美观。搭接接头主要断裂在钎焊面处,最大拉剪载荷为154 N/mm。钎焊界面产物主要为CuAl,CuAl_2,厚度在150μm左右,显微硬度在400 HV0.1左右。钎焊界面处形成的脆硬金属间化合物是铝铜搭接接头断裂于钎焊面处的主要原因。     

镀锌钢/铝合金激光熔钎焊接头组织及力学性能

为实现铝/钢异种材料的有效连接,采用激光熔钎焊对厚度均为2 mm的镀锌钢/5052铝合金进行搭接试验(铝上钢下).随着激光功率的增大(2400～2800 W),焊缝抗剪强度先增大后减小;激光功率为2400 W、2500 W时,有未焊透、未熔合等缺陷;激光功率为2600 W时抗剪强度达到最大值164.4 MPa,焊缝无表...     

7A52铝合金-钢异种结构CMT熔钎焊接头组织及镀镍层的行为与影响

以ER4043铝硅焊丝为填充金属,研究了Q235钢螺柱与7A52铝合金板CMT焊接工艺,在焊接电流115~135 A,电弧电压14.5~16.5 V,焊接速度0.3 m/min条件下,焊接过程稳定,焊缝成形连续美观.结果表明,7A52铝合金侧熔合区界面为熔焊特征,铝母材发生熔合,熔合良好;钢螺柱侧熔合区为钎焊特征,界面存在反应层,由靠近钢螺柱的Fe₂Al₅层和靠近焊缝侧的FeAl₃层组成,整体反应层厚度由根趾向焊趾方向逐渐减小.焊趾部位出现富镍区,主要由Al₃Ni的共晶组织及少量Al₃Ni₂组成.与无镀镍层焊缝比较表明,镀镍层在焊接过程的行为降低了界面反应层厚度,且通过形成富镍区,降低了接头的脆性,使接头抗剪切强度提高了15%~19%,最高达到146.9 MPa,满足了高强铝合金螺柱焊接的质量要求.     

铝合金/不锈钢预涂层钨极氩弧熔钎焊接头的特性

通过在不锈钢表面预涂钎剂层,采用铝硅共晶钎料实现铝合金/不锈钢TIG熔钎焊连接,获得具有熔焊与钎焊双重性质的对接接头,运用OM、SEM、EDS分析接头的微观组织及成分,通过拉伸实验评定接头的力学性能.结果表明:铝母材局部熔化,与液态钎料混合后凝固形成焊缝,焊缝组织主要由α(Al)基体和在晶界析出的Al-Si共晶相组成;不锈钢不发生熔化,液态钎料与不锈钢在界面反应形成不均匀分布的金属间化合物层,最大厚度不超过10 μm,界面上部金属间化合物较厚,呈锯齿状,主要相成分为α(τ5)-Al7.4Fe2Si;界面下部金属间化合物较薄,呈细须状,由α(τ5)-Al7.4Fe2Si+α(Al)混合相构成;接头的平均抗拉强度为90.6 MPa,焊缝/不锈钢界面下部为连接的薄弱环节,成为断裂的起始位置.     

TIG welding-brazing joint of aluminum to stainless steel with hot wire

TIG welding-brazing process with high frequency induction hot wire technology was presented to create joints between 5A06 aluminum alloy and SUS32! stainless steel using ER1100 filler wire with different temperature. The joints were evaluated by mechanical test and microstructural analyses. The welding procedure using hot fiUer wire （400 ℃ ） significantly increases strength stability by 71% and average value of tensile strength by 30. 8 % of the joints, compared with cold wire. The research of microstructures in interfaces and welded seams reveals that using 400 ℃ hot filler wire can decrease the thickness of intermetallic compounds （ IMCs ） from 6 to 3.5 txm approximately, which is the main reason of mechanical property improvement.     

Analysis on interfacial layer of aluminum alloy and non-coated stainless steel joint made by TIG welding-brazing

Dissimilar metals TIG welding-brazing of aluminum alloy and non-coated stainless steel was investigated. The resultant joint was characterized in order to identify the phases and the brittle intermetaUic compounds (IMCs) in the interfacial layer by optical metalloscope (OM), wanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometer (EDS), and the cracked joint was analyzed in order to understand the cracking mechanism of the joint. The results show that the microfusion of the stainless steel can improve the wetting and spreading of liquid aluminum base filler metal on the steel surface and the melted steel accelerates the formation of mass of brittle IMCs in the interracial layer, which causes the joint cracking badly. The whole interfacial layer is 5 - 7 μm thick and comprises approximately 5 μm-thickness reaction layer in aluminum side and about 2 μm-thickness diffusion layer in steel side. The stable Al-rich IMCs are formed in the interfaciallayer and the phases transfer from (Al + FeAl3) in aluminum side to (FeAl3+ Fe2Al5) and (α-Fe + FeAl) in steel side.     

Experimental study on dissimilar TIG welding-brazing of 5A06 aluminum alloy to SUS321 stainless steel

Dissimilar metals TIG welding-brazing of 5A06 aluminum alloy to SUS321 stainless steel has been carried out with Al-Si12 eutectic filler metal and modified non-corrosive flux. The surface appearance and microstructures of the joint were analyzed and the average tensile strength of the joint was estimated. The results show that a sound dissimilar metals joint is obtained by TIG welding-brazing. Slag and residual flux on steel surface can be removed by sanding easily. The joint has dual characteristics: in aluminum alloy side, it is a welded joint, while in stainless steel side, it is a brazed joint. The whole interface layer, unequal in thickness at different position, ranges from 5μm to 25μm. The average tensile strength of the butt joint reaches 120MPa and the fracture occurs at the interface layer.     

铝/黄铜异种金属TIG填丝熔钎焊工艺

采用TIG熔钎焊进行5052铝合金和H62黄铜搭接,选用Al-12% Si药芯焊丝作为填充材料,并对接头微观组织和力学性能进行分析.结果表明,Al-12% Si药芯焊丝在黄铜母材表面润湿性较差,较难获得优质的熔钎焊接头.焊缝中黄铜侧界面层附近过渡区内铝含量较高,与部分熔化和溶解的黄铜母材形成了尺寸较大的条状AlCu金属间化合物相,严重影响接头力学性能.黄铜母材侧界面层由两层不同的金属间化合物相组成,从焊缝到黄铜母材分别为Cu₉Al₄和CuZn.拉伸试验中,试样断裂于黄铜侧过渡区或界面层,断口呈现解理断裂的特征.     

铝/钢微束等离子熔钎焊接头组织及力学性能

采用微束等离子焊接方法进行6010铝合金/镀锌钢对接熔钎焊工艺试验,在合适的工艺参数下获得成形良好的铝/钢熔钎焊对接接头,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、拉伸试验机等多种测试手段对所得接头形貌、微观组织及力学性能进行分析. 结果表明,所得接头焊缝正、背面铺展良好,无气孔、裂纹、夹渣等明显缺陷,为典型的铝/钢熔钎焊对接接头;接头界面处形成锯齿状的Fe₂Al₅金属间化合物,且金属间化合物层厚度和焊缝铺展宽度共同决定了接头强度,当焊接电流为38.5 A时,熔钎焊接头抗拉强度为193 MPa,为铝母材的79.8%,接头断裂形式为韧脆混合断裂.     

几种铝钢异种金属熔钎焊工艺的对比与分析

采用脉冲旁路耦合电弧MIG焊、CMT及激光焊方法实现铝/镀锌钢板搭接焊,对焊缝界面微观组织、形貌及元素成分进行了观察分析,并测试了其力学性能.结果表明,三种焊接方法均可以实现铝/镀锌钢板异种金属的优质连接,获得成形良好的焊缝,搭接接头的抗拉剪强度均可以达到铝合金母材的80%以上,拉伸试样断裂在焊缝铝合金母材热影响区.当母材热输入及工艺合适时,三种方法下搭接接头界面处均形成一主要成分为Fe₂Al₅和FeAl₃,平均厚度约为8 μm的金属间化合物,而且控制金属间化合物的生成是获得铝/钢焊接优质接头的关键.     

焊接热输入对铝/镀锌钢CMT熔-钎焊接头组织与性能的影响

采用ER4043焊丝对5052铝/Q235镀锌钢进行CMT熔-钎焊,研究焊接热输入对接头组织及性能的影响.结果表明,焊缝熔宽、热影响区粗化程度、界面层硬度及厚度均随热输入的增加而增大,过热组织粗化导致拉伸试样在铝母材热影响区断裂.熔焊区组织主要为垂直于基底向焊缝中心生长的α-Al树枝晶及Al-Si共晶组织,钎焊区界面层厚度在2.55~6.86μm之间,铝侧界面主要为FeAl₃金属间化合物,呈凹凸不平锯齿状;钢侧界面平滑,主要为Fe₂Al₅(热输入较低时)或FeAl₂,FeAl(热输入较高时).