送丝速度对5052铝合金与304不锈钢电弧熔钎焊接头性能的影响

针对5052铝合金与304不锈钢电弧熔钎焊对接焊接,研究了送丝速度对接头组织结构及力学性能的影响。借助光学显微镜(OM)观察铝/钢接头的宏观形貌,使用扫描电镜(SEM)分析其接头微观形貌。研究发现,在最优送丝速度为1210 mm/min时,接头焊缝中气孔数量减少,且在界面处有致密金属间化合物层(IMCs)形成,其平均厚度为6.1μm。在拉伸载荷下,送丝速度为1210 mm/min时获得平均接头抗拉强度为170.6 MPa(约为铝合金母材强度的81.2%)。接头断裂路径发生在焊缝处,断裂方式是以韧性断裂为主的复合型模式。     

6061铝合金/DP590钢冷金属过渡焊接工艺参数优化与变形预测

对6061铝合金板(铝板)和DP590钢板进行冷金属过渡(CMT)搭接焊,应用正交法对焊接工艺参数进行优化;运用BP神经网络对铝钢板的焊接变形量进行预测,将预测结果以反变形方式作用于铝钢板并测定其焊后变形量。结果表明:最佳工艺参数范围为送丝速度3.6～3.9m·min~(-1)、焊接速度0.66～0.70m·min~(-1)、弧长修正0～5%、铝板厚度1.5～2.0mm;采用优化工艺参数焊接后接头能承受的最大试验力达到3 400N,焊缝金属化合物层的厚度最大约7.43mm;BP神经网络对焊接变形量的预测结果与试验结果吻合,反变形处理后铝钢板的焊接变形得到明显改善,变形量由0.67mm降至约0.12mm,该预测方法有效。     

焊接镀层钢的小经验

焊接结构常常遇到镀锌钢与普通碳钢、镀铜钢与碳钢、镀铬钢与镀铬钢接头。由于镀层与基体和焊条成分不同,所以,焊接时容易烧损镀层、产生夹渣和气孔等缺陷。实践表明,采用较大的焊接电流形成表层吹冲力和预堆焊层,可获得较好的效果。例如:焊接镀锌钢与碳钢接头时,采用比常规约增加20％的焊接电流,     

铝/镀锌钢薄板异种金属CMT熔钎焊接头组织与力学性能

采用冷金属过渡方法对铝合金和镀锌钢板进行了熔钎焊连接,使用扫描电镜、能谱分析和拉伸试验分析了接头的截面形貌、组织特征、焊接缺陷及力学性能。试验结果表明,铝合金和镀锌钢能得到成形美观、性能良好的搭接接头。对焊缝金属的组织特征分析表明,焊接接头由熔化区、中心界面区、过渡界面区和富锌区组成,在焊缝金属和镀锌板的界面区形成厚度为3～4μm的金属间化合物层(主要成分为Fe3Al、FeAl2、Fe2Al5和FeAl3),富锌区由富铝的固溶体和残留的锌组成。在进行拉伸试验时,断裂发生在热影响区,接头强度为204MPa。     

CO2激光焊接接头性能的试验分析

采用同轴和侧吹保护气体控制等离子的方法,对车身专用高强度镀锌钢板的CO2激光焊接接头的性能进行了大量的焊接试验研究,并对焊缝进行显微组织分析和相关的机械性能检测.研究激光焊接高强度镀锌钢板的工艺参数对焊接接头的抗拉强度、屈服强度和延伸率等机械性能指标的影响规律,优化了激光焊接的工艺参数.试验表明随着激光焊接过程中输入线能量的增加,焊缝区的硬度值逐渐下降,拉伸试件断裂的区域、断口韧窝大小及分布情况各不同,且焊缝的拉伸裂纹均向母材扩展,说明激光深熔焊接可以有效地避免高强度镀锌钢板焊接接头的软化.     

冷金属过渡条件下铜合金在钛和钢表面上的润湿行为与界面特征

研究冷金属过渡条件下ERCu Ni Al铜合金分别在裸钢板、热镀锌钢板和纯钛板表面的润湿行为和界面特征。结果表明,铜合金在裸钢、热镀锌钢和纯钛表面的润湿性均随着送丝速度的增大而变好,在同等送丝速度下铜合金在裸钢表面的润湿性要好于镀锌钢表面。此体系属于典型的温度依赖润湿体系。铜合金在镀锌钢表面润湿时,由于镀锌层中锌的挥发带走热量使得界面反应温度降低,导致界面反应变弱,润湿性变差;在电弧的作用下,熔滴周围形成了富锌区,其中铝富集于此区域并形成了Al Fe Zn8和Al5Fe2化合物。铜合金在裸钢表面润湿时,由于铝与铁具有较强的亲和力,在电弧的作用下,焊丝中的铝很容易在界面上发生反应,从而形成明显的Cu-Fe-Al界面反应层。铜合金在纯钛表面润湿时,由于Ti在Cu中的固溶度较低,在电弧的作用下,铜和钛互溶形成明显的界面反应层,主要由Ti Cu、Ti2Cu和α-Ti组成。     

高氮钢-不锈钢电弧增材制造表面形貌研究

为了对异质材料电弧增材成型的结构机理进行研究,采用机器人电弧增材成型技术,对高氮钢多方式(普通单道、单道多层、多道单层)沉积表面进行分析,筛选最佳工艺参数、焊道间间距,进行电弧交织结构的增材成型。试验结果表明:高氮钢单道焊缝随着沉积速度增大,表面气孔减少;高氮钢多层多道沉积时,送丝速度增大,表面气孔增多;通过最佳焊道间距的预测,得到的过渡层表面平整,表面成形精度达到亚毫米级。     

双钨极TIG堆焊技术在压力容器制造中的应用

使用双钨极TIG焊接方法,在Q235基材表面进行不锈钢堆焊试验,得出高速送丝下的最佳工艺参数,使焊缝成形良好的前提下,最高稳定送丝速度达到7 000 mm/min。以2.25Cr-1Mo-0.25V钢为基材,采用7 000 mm/min送丝速度在基材表面进行不锈钢堆焊试验,按照产品技术条件对试件进行无损检验和破坏性试验,结果表明,采用双钨极TIG堆焊技术获得的不锈钢堆焊层满足加氢反应器技术条件的要求。     

TC4钛合金水下激光填丝焊接工艺研究

TC4钛合金的激光填丝焊成功地被应用到水下领域。通过调节焊接速度和送丝速度,研究TC4钛合金的水下激光填丝焊接工艺,来获得高质量的水下焊缝。焊接结束后,分析了不同工艺参数下焊缝的宏观形貌,微观成形,以及微观组织和力学性能。结果表明,当焊接速度和送丝速度分别为20mm/s和60mm/s时,可以得到成形良好、连续稳定的焊缝。焊缝中心区是分布散乱的针状马氏体,热影响区主要可以分为近焊缝区和近母材区两部分,近母材区的α'相比近焊缝区的α'相少,这是因为近焊缝区的温度更高,更多的β相转变成α'相。随着焊接速度(或送丝速度)的增大,接头的屈服强度与冲击韧度均表现出先增加后减少的趋势,并且在焊接速度为20 mm/s,送丝速度为60 mm/s时,二者均达到最大值,屈服强度为813.42 MPa,冲击韧度为39.07 J/cm2。较大的深宽比和焊缝横截面积可以提高接头的力学性能。通过扫描电镜观察分析断口形貌,发现断口为解理和韧性混合断裂形式。     

CO2激光焊接汽车镀锌板的试验研究

为避免出现不稳定的焊接模式,在试验的基础上,通过建立激光焊接稳定性的计算模型,优化了焊接工艺参数.采用同轴和侧吹保护气体的方法,解决了因锌的蒸发及环境中水分等的影响下,在激光焊接时焊缝中易于形成气孔和出现不稳定的焊接模式的问题.研究结果表明:在同轴和侧吹保护气体的条件下,激光深熔焊接能有效地避免高强度镀锌钢热影响区(HAZ)的软化,控制焊缝气孔及焊接接头裂纹的产生.     

5A06铝合金激光填丝焊接特性研究

对1.2 mm厚5A06铝合金薄板进行了激光填丝焊试验,发现在较低焊接速度时激光焊不能实现有效焊接的焊接工艺参数,通过添加焊丝却可以获得较好的深熔焊效果,焊缝中只含有少量微小气孔,并分析了焊接效果及气孔的形成机理.激光填丝焊通过添加焊丝可以增加材料对激光能量的吸收率,维持"小孔"的相对稳定,显著改善激光焊在较低焊接速度时的焊缝成形,更好地实现了焊缝的单面焊双面成形.     

镁合金CMT-电弧增材再制造工艺与组织性能研究

采用CMT焊接技术对AZ31B镁合金增材再制造工艺进行研究,从焊缝形貌、微观组织、摩擦磨损试验方面评价其工艺参数。结果表明:CMT快速增材再制造镁合金的合理工艺参数为送丝速度13m/min、焊接速度1. 4m/min;增材组织晶粒明显细化,耐磨性与母材相当,满足大多数使役工况。     

激光焊接接头的质量控制研究

激光焊接高强度镀锌钢时,采用引弧板和接弧板的方法,可以避免不稳定的熔宽变化造成的不良影响。由于激光焊接时工件表面镀锌层的蒸发而影响接头的耐蚀性,为此采用浓度为3%的盐水对不同激光焊接工艺的焊接件进行腐蚀试验,获得了腐蚀前后的焊接接头的质量变化量和金相图。研究表明,在不同工艺参数的条件下,激光焊接高强度镀锌钢焊接接头的腐蚀速度不同,其平均速度与母材的腐蚀速度大体相当,不会影响接头的抗腐蚀性能。     

添加Si粉激光深熔焊钢/铝接头的显微组织与性能

钢/铝结构件在现代交通领域具有广泛应用前景,易生成脆性Fe-Al化合物是钢/铝异种金属焊接亟待解决的难题。采用光纤激光器对1.4mm厚DP590双相钢和1.2 mm厚6016铝合金进行添加Si粉激光深熔焊接实验,利用卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射和微机控制电子万能试验机等研究添加Si粉前后焊接试样金相组织、断口形貌、界面元素分布、主要物相与接头力学性能,采用高速摄像机同步拍摄焊接过程中金属蒸汽/等离子体形貌,采用光谱仪采集金属蒸气/等离子体的发射光谱。结果表明,激光功率2 000W,焊接速度50mm/s,离焦量+2mm,Ar气为保护气体且流量为15L/min条件下,添加Si粉焊接试样焊缝表面成形性良好,没有气孔、裂纹等缺陷,焊接接头平均线载荷108 N/mm,与没有添加Si粉相比,线载荷提高8%。由于添加Si粉增大焊接试件对激光能量吸收,增加焊接熔深,熔宽两侧Al含量变化不大,焊缝区晶粒未粗化,钢、铝熔池流动性得到改善,钢/铝界面层厚度降低,Si与Fe、Al发生冶金反应形成延性Al_(0.5)Fe_3Si_(0.5)新相,抑制或减少脆性Fe-Al化合物生成,因此添加Si粉能改善焊接接头力学性能。     

镍铝青铜焊丝进行镁/镀锌钢板点焊的焊接性分析*

以镍铝青铜焊丝为填充材料,对AZ31B镁合金/镀锌钢板进行冷金属过渡点塞焊试验研究,分析镁板上孔直径对镁钢点塞焊接头力学性能的影响.并通过分析焊接接头微观组织及其元素分布状况来研究其连接机理。研究结果表明：使用镍铝青铜焊丝能够得到焊缝美观的镁/镀锌钢异种金属的连接接头。镁/钢板焊接接头的焊缝主要由α-Cu和CuAl₂组成,熔合区由镁的固溶体α-Mg以及Al₂Cu₃Mg₂和Mg₂Cu混合的金属间化合物组成。镁板上孔的直径对镁钢接头性能有很大的影响。随着镁板孔径的增大,镁钢点塞焊接头的最大抗拉载荷先增大后减小,且当镁板孔径为5 mm时接头的最大抗拉载荷达到最大为3.4 kN。焊缝金属和镁母材的连接处即熔合区存在大量脆性金属间化合物,使得镁/钢接头整体力学性能较差。     

5A06合金电子束焊接Mg元素烧损规律及对接头力学性能的影响

研究了5A06合金电子束焊接时熔池内Mg元素的分布规律及Mg元素烧损对焊缝力学性能的影响。结果表明，在接头区域，越靠近热影响区Mg元素烧损程度越低；随着焊深的增加，Mg元素含量增加，即烧损程度减小，同时显微硬度增大；烧损程度越严重的试样显微硬度越低。     

薄板铝合金空间曲线焊缝CMT焊接试验研究

针对薄板铝合金三维曲线焊缝较大的残余应力和焊接变形,进行了冷金属过渡(CMT)无垫板自动焊试验研究,分析了电流、焊接速度、弧长修正、保护气流量对焊接过程的影响,进行了接头拉伸性能试验及焊缝微观组织研究,并焊接了变形小的产品。结果表明,利用合理的焊接参数,可实现厚度1.5 mm的5A06铝合金的无垫板CMT焊接,焊缝成形稳定均匀,焊接接头抗拉强度值达到347 MPa,接头断裂位置在热影响区。无垫板CMT焊接技术可用于薄板铝合金空间曲线焊缝的焊接。     

添加不同合金粉末激光熔钎焊铝/钢异种金属接头的组织与性能

预涂分别富含硅、镁、锰、硼、锌元素的五种合金粉后,对不等厚5A06铝合金板和ST04Z镀锌钢板进行了激光熔钎对接焊,研究了焊接接头的显微组织、拉伸性能和耐腐蚀性能。结果表明:接头界面处形成了金属间化合物层,近镀锌钢侧形成的金属间化合物主要为Fe_2Al_5,近铝合金侧形成的主要为FeAl_3,预涂富含硼的合金粉得到的金属间化合物层最厚;接头均在焊缝处发生以韧性断裂为主,脆性断裂为辅的混合断裂,预涂富含硅的合金粉得到的接头的抗拉强度最大;预涂富含锰的合金粉焊接后,接头的耐腐蚀性能最好,预涂富含镁、硅、锌的合金粉焊接后,耐腐蚀性能依次降低,腐蚀易发生在金属间化合物层与铝合金界面处。     

铝/钢异种金属MIG电弧熔-钎焊接界面应力演变数值分析

基于搭接结构造成的电弧热源非对称分布和过热熔滴热焓的热作用特征,建立非对称型四椭圆面热源和均匀体热源的组合热源,并基于热-弹-塑性有限元理论,数值分析1 mm厚5052铝合金和2 mm厚镀锌钢搭接接头MIG电弧熔-钎焊接应力应变场演变,讨论残余应力分布特征.计算结果表明,随着到焊缝中心的距离增加,镀锌钢母材近钎焊缝区域...     

基于激光——MIG复合热源的5A02铝合金/镀锌钢熔——钎焊

基于激光--MIG复合热源焊接技术实现了5A02铝合金/镀锌钢异种金属板材的优质、高效熔-钎焊接,并对焊缝的成形、接头性能及微观结构作了分析.分析结果表明,该焊接技术可以实现5A02铝合金/镀锌钢的高速熔-钎焊接,最高焊接速度可达5 m/min,焊接接头中镀锌钢母材未发生熔化,铝焊缝与镀锌钢母材为钎焊连接;焊接接头的抗拉强度可达153.1 Mpa,约为5A02铝合金母材抗拉强度的75.7%,接近于该铝合金熔化焊接头的强度;拉伸试验中试样断裂在焊缝铝合金母材热影响区,接头的断裂主要是塑性断裂,但有脆性断裂的痕迹.对接头的组织和结构进行分析表明:焊缝钎接界面处生成了一薄层Al-Fe金属间化合物,化合物层的平均厚度约为1.51μm,生成的金属间化合物主要为Fe3Al、FeAl2、Fe2A15、FeAl3,并且在这些化合物的周围会产生Si元素的富集.