A5083-H111铝合金激光-MIG复合焊接接头组织及性能研究

以4 mm厚A5083-H111铝合金为研究对象,采用光纤激光-MIG复合焊接方法进行焊接,对焊接工艺、组织及其力学性能进行研究。从实验结果看出,激光-MIG复合焊接可以有效地提高A5083-H111铝合金的焊接效率;接头的热影响区比较窄,只有4 mm,而其拉伸强度为273.22 MPa,为母材强度的85.88%,高于MIG焊接接头的抗拉强度。     

搅拌摩擦焊AA7075-T651铝合金接头的疲劳裂纹扩展(英文)

研究12 mm厚AA7075-T651铝合金板搅拌摩擦焊接头的疲劳裂纹扩展行为。从搅拌摩擦焊接头以及母材中截取试样,对试样进行疲劳裂纹扩展实验。对搅拌摩擦焊接头以及母材的横向拉伸性能进行评估。用光学显微镜和透射电镜分析焊接接头的显微组织。用扫描电镜观察试样的断裂表面。与母材相比,焊接接头的ΔKcr降低了10×10-3 MPa·m1/2。搅拌摩擦焊AA7075-T651接头的疲劳寿命明显低于母材的,其原因可归结于焊缝区的析出相在搅拌摩擦焊接过程中的溶解。     

异种搅拌摩擦焊AA5083-H111和AA6351-T6铝合金的力学和冶金性能(英文)

研究异种搅拌摩擦焊AA5083-H111和AA6351-T6铝合金的微观结构和力学性能。在3种不同的焊接速度(36、63、90 mm/min)下焊接AA5083-H111和AA6351-T6铝合金,分析焊接速度对接头力学和冶金性能的影响。结构表明,与其他焊接速度相比,焊接速度为63 mm/min时接头的力学性能和冶金性能较好。焊缝区由未混合区、机械混合区和混流区组成。所观察到的断裂模式为韧性纤维断裂。     

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。     

焊缝余高对A5083铝合金焊接接头低温疲劳性能的影响

针对轨道车辆常用的A5083P-O铝合金焊接接头,分别在带有焊缝余高和不带焊缝余高的条件下,进行了不同低温环境下的轴向脉动拉伸疲劳试验,分析了焊缝余高对接头疲劳强度的影响,建立了疲劳强度与温度之间的定量关系。结果表明:在0~-50℃低温范围内,与不带焊缝余高的对接接头相比,带有焊缝余高的A5083铝合金焊接接头在指定寿命107下的疲劳强度降低近30%,其中无焊缝余高接头的疲劳破坏主要发生在焊缝区,而带有焊缝余高的接头大多起裂于焊趾处;随着环境温度的降低,接头疲劳强度呈指数规律升高,当温度从0℃下降到-50℃时,接头疲劳强度提高近13%。     

铝合金焊接接头冲击强化的性能

为了提高铝合金焊接接头的力学性能,试验分别采用超声波和调Q脉冲YAG激光对A6061-T6铝合金焊接接头焊趾附近处进行冲击强化,研究了超声波和激光冲击强化下铝合金焊接接头的性能.两种冲击强化模式下,铝合金焊接接头焊趾处近表面均发生了冲击强化效果,并产生了较大的残余压应力,超声波和激光冲击强化后产生的最大残余压应力分别为 -158 MPa和 -145 MPa左右.超声波与激光冲击强化铝合金焊接接头的疲劳寿命差别不大,均比焊态下试样的疲劳寿命提高1倍以上.两种冲击强化方法的疲劳试验样件断裂位置均发生在基体金属上,而焊趾处没有疲劳裂纹产生.     

调修次数对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能的影响

平头搅拌针调修是指在原有焊缝背面用无搅拌针的搅拌头对焊缝再次进行搅拌摩擦焊,使焊缝温度升高,改善FSW接头性能.对平头搅拌针不同调修次数的高速列车用6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头进行脉动拉伸疲劳试验,利用扫描电镜观察分析疲劳断口,试验结果表明:铝合金搅拌摩擦焊接头指定寿命为1×107次的中值疲劳极限随着搅拌针调修次数的增加而升高.平头搅拌针调修两次时焊接接头的疲劳极限强度较高,焊缝背面边缘是本次试验集中产生裂纹的部位.启裂区和扩展区疲劳纹清晰;终断区为深韧窝状花样的韧性断口.     

火焰调修次数对6A01-T5铝合金搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响

焊接后焊接构件存在一定的变形,需要进行调修以减少变形。对4 mm厚6A01-T5铝合金中空大截面型材进行了搅拌摩擦焊,然后对接头区域进行了火焰调修处理,研究了在不同调修次数下搅拌摩擦焊接头的显微组织及力学性能。研究有助于在实际生产中优选合适的调修方案。     

激光-电弧复合焊接7075-T6铝合金裂纹扩展分析

研究了7075-T6铝合金薄板激光复合焊焊接接头疲劳裂纹扩展寿命.同时通过试验建立了不同热输入与弹性模量之间的函数关系并预测了给定热输入下的疲劳寿命.基于改进的Forman公式,提出了一种考虑7075-T6复合焊接头性能差异性、应力强度因子门槛值、裂纹扩展驱动力以及残余应力等多因素耦合的接头寿命预测模型.通过有限元模拟仿真并结合裂纹扩展和接头拉伸试验,对提出的模型进行了验证.结果表明,该模型预报的接头寿命与试验结果吻合较好.     

6082-T6铝合金焊接接头热调修工艺

通过拉伸、弯曲和硬度等试验以及显微组织分析,对三种调修温度区间的6082-T6铝合金焊接接头的组织与性能进行研究。结果表明,在各个调修温度区间,6082-T6铝合金焊接接头的拉伸性能和弯曲性能良好,所有拉伸试样均在热影响区处软化区断裂。接头均有软化现象产生,且随着调修温度的升高,软化现象越来越严重,软化区增大,各区域组织的晶粒度略有减小,析出相略有增多。     

6061-T6/7075-T6异种铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

利用搅拌摩擦焊实现了2 mm厚7075-T6/6061-T6异种铝合金连接,并对材料放置位置和转速对接头成形与组织性能的影响进行了分析. 结果表明,7075-T6铝合金置于前进侧时更有利于焊接过程中材料的迁移行为,焊缝成形及接头性能更优.当焊接速度为150 mm/min、转速为1 000 r/min时,可获得内部无明显缺陷、外观良好的异种铝合金接头;相较于母材,热力影响区的小角度晶界含量增加,焊核区发生动态再结晶,小角度晶界转化为大角度晶界;接头拉伸性能随转速的增加,呈现先增加后减小的趋势.接头的平均抗拉强度和断后伸长率分别达到231 MPa和4.0%. 接头的断裂位置位于6061侧焊核区,与接头硬度最小位置相吻合.     

TIG重熔对A5083铝合金焊接接头微区性能和残余应力的影响

对A5083铝合金焊接接头进行了TIG重熔试验,并进行了硬度测试、微型剪切试验和X射线衍射残余应力测试分析.结果表明:TIG重熔后焊接接头的硬度变化不明显,抗剪强度基本不变,但接头的压入率有所提高,塑性变好;TIG重熔能使A5083铝合金焊接接头残余应力分布更趋均匀化,降低焊缝及焊趾残余应力值,提高焊接接头疲劳寿命.     

AA7075超硬铝合金双脉冲MIG焊-机械振动联合工艺优化

使用双脉冲MIG焊-机械振动联合工艺对6.35 mm厚的AA7075-T651超硬铝合金板材进行焊接,采用正交试验优化了工艺参数。采用万能拉伸试验机、金相显微镜及X射线衍射仪对最优工艺参数的焊接接头进行拉伸性能测试、显微组织观察及物相分析。结果表明,当振动频率为40 Hz、振动幅度为0.08 mm、焊接电流为190 A、焊接速度为0.78 cm/s时,接头具有最高的抗拉强度,为352.6 MPa。最优参数下有振动的焊接接头晶粒尺寸比无振动的小。     

热调修对6082-T6铝合金焊接接头组织与力学性能的影响

通过拉伸、弯曲和硬度等试验以及显微组织分析,研究了不同调修温度和不同调修次数对6082-T6铝合金焊接接头组织与性能的影响。结果表明:在低温(240~260℃)下进行1~3次和在中温(280~300℃)下进行1次焊后热调修时接头强度满足要求,所有拉伸试样均在热影响区处断裂;接头均有软化现象产生,且相同调修温度下2次和3次调修时接头软化现象更加严重。调修次数增加时,各区域晶粒变得粗大,析出相数量增加。     

6061铝合金厚板搅拌摩擦焊工艺研究

对30 mm的6061-T651铝合金厚板开展了搅拌摩擦焊工艺研究,探讨了不同的旋转速度、焊接速度及热处理工艺对铝合金搅拌摩擦焊接头性能的影响。研究结果表明,6061-T651铝合金厚板焊缝飞边较小,表面纹路清晰,厚度减薄量较小;焊缝区域材料密实,未发现明显的未焊透、内部孔洞、隧道等焊接缺陷。当焊接旋转速度为385 r/min,焊接速度为150 mm/min时,搅拌摩擦焊接头的抗拉强度最高,为203 MPa,达到母材抗拉强度的70%;热处理后其抗拉强度为285 MPa,达到母材抗拉强度的98.4%,接近等强匹配。热处理提高了焊接接头的抗拉强度和冲击性能,对接头的弯曲性能影响较小。     

A6N01-T5铝合金焊接接头的组织与疲劳性能

为了确定A6N01-T5铝合金挤压型材MIG焊接接头发生疲劳断裂的原因,本文采用高频疲劳试验机对A6N01-T5铝合金MIG焊接试样进行低周疲劳拉伸试验,研究了A6N01-T5铝合金焊接接头低周疲劳行为、疲劳裂纹表面和断口表面以及缺陷对疲劳性能的影响。结果表明:在热影响区存在一个明显的软化区,该软化区在疲劳拉伸实验中变形较严重;A6N01铝合金焊接试样的疲劳裂纹源萌生于气孔及夹杂等缺陷产生应力集中处;焊缝近表面的气孔及内部的夹杂是裂纹快速扩展的诱因。     

航空铝合金搅拌摩擦焊疲劳裂纹扩展速率试验研究

通过高频疲劳实验,对航空铝合金LC4CS和7075-T6搅拌摩擦焊预制裂纹穿焊缝中心、预制裂纹穿焊缝前进边、预制裂纹穿焊缝后退边、预制裂纹垂直于焊缝四种形式的焊接接头疲劳性能进行了研究,LC4CS铝合金FSW接头抗疲劳裂纹扩展能力不如7075-T6铝合金搅拌摩擦焊接接头,但是相差不大.IIW疲劳试验设计标准对于FSW接头是比较保守的.该实验为建立合理的搅拌摩擦焊接接头的疲劳评定规范提供重要依据,从而推动了搅拌摩擦焊接技术在航天领域的广泛应用.     

多次补焊对5083-H111铝合金焊接接头组织与性能的影响

通过拉伸、弯曲和硬度等试验以及金相显微组织分析,研究多次补焊对5083-H111铝合金焊接接头组织与性能的影响。结果表明:未补焊和一次补焊~四次补焊时拉伸试件均断于焊缝,接头抗拉强度随补焊次数增加变化不大,并且均满足相关标准要求;未补焊和一次补焊~四次补焊焊接接头均具有良好的弯曲性能;未补焊和一次补焊~四次补焊时熔合线接头各区域硬度值变化不大,均无明显软化现象;接头各个区域的显微组织在补焊前后无明显变化。     

高速列车6005A铝合金型材焊接接头疲劳性能

采用脉动拉伸试验方法分别测试了指定寿命为1×107次循环下6005A铝合金母材、双丝MIG焊对接接头及激光-双丝MIG复合焊对接接头的疲劳性能.疲劳测试结果表明,在该试验条件下,6005A铝合金母材的疲劳强度为100 MPa,与铝合金母材相比,焊接接头的疲劳性能略有降低,双丝MIG焊接头的疲劳强度约为86MPa,激光-双丝MIG复合焊接头的疲劳强度约为91MPa,激光-双丝MIG复合焊对接接头的疲劳性能优于双丝MIG焊对接接头的疲劳性能.     

平针搅拌头调修对铝合金焊接接头组织与性能的影响

通过拉伸、弯曲和硬度等试验以及金相显微组织分析,系统研究平针搅拌头不同调修次数下的6082-T6铝合金焊接接头组织与性能。试验结果表明:所有拉伸试件的断裂位置均位于热影响区,抗拉强度满足试验要求;弯曲性能较好;焊接接头有较为明显的软化现象;焊接接头各个区域的显微组织随调修次数的增加均无明显变化。