高速列车6005A-T6铝合金型材激光-双丝MIG复合焊

分别利用双丝MIG焊和激光-双丝MIG复合焊进行了高速列车6005A-T6铝合金型材的焊接试验研究,对比分析了两种焊接方法的焊缝成形、焊接变形、接头力学性能及其接头微观组织.结果表明,激光-双丝MIG复合焊接6005A-T6铝合金型材时的焊接速度可达4.5 m/min,焊接过程具有较好的搭桥能力,对接间隙达到1.4 mm时,仍可以获得良好的焊缝成形.当焊接速度大于或等于4 m/min时,复合焊接头的焊接变形量仅为常规双丝MIG焊的40%左右,其抗拉强度达到了母材强度的83%,比常规双丝MIG焊接头的抗拉强度提高了9%左右.     

Al-Mg-Zn铝合金焊接接头力学性能研究

高温挤压后经过人工时效处理的热处理强化型材是广泛应用于高速列车车体的结构材料。在列车车体的焊接制造过程中,由于焊接热源作用改变了型材的热处理状态,导致接头区域的力学性能弱化。通过采集焊接试验过程的热循环曲线,研究7系铝合金接头热影响区的温度变化过程,根据热循环曲线特征将热影响区划分为固溶区和过时效区,并分析热影响区的组织演变和硬度分布规律。脉冲MIG和激光-MIG复合焊两种焊接方法在接头的过时效区域都出现软化。     

铝合金多股复合焊丝脉冲MIG焊接接头组织与性能分析

选用铝合金多股复合焊丝对5A06板材进行脉冲MIG对接焊接,并与传统单丝TIG焊接接头的组织与性能进行对比.结果表明,采用铝合金多股复合焊丝脉冲MIG焊时,焊接接头的抗拉强度最大可达340 MPa （为母材强度的86.7%）.MIG焊接接头性能与TIG焊相比差异较小,但MIG焊可以提高焊接效率约4倍.焊接接头热影响区的软化主要受较高的热输入导致的晶粒尺寸增加、再结晶比例较大以及析出相的粗化和减少影响,而采用铝合金多股复合焊丝脉冲MIG焊能够降低焊接过程的热输入,细化晶粒,减弱MIG焊接接头中Mg元素的烧损和析出物的减少,达到控制焊接接头软化的目的.     

6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊温度场数值模拟

基于ANSYS有限元分析软件,对3 mm厚的6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊温度场进行了模拟,对比焊接接头形貌以及焊接热循环模拟结果与实测结果,并研究焊接速度、下压量、搅拌头旋转速度等焊接参数对摩擦焊峰值温度的影响。结果表明,搅拌摩擦焊焊缝形貌模拟结果与实测结果较为吻合,搅拌摩擦焊接进入稳态后,焊缝峰值温度基本稳定在510℃~512℃,随着距焊缝中心的距离增加,峰值温度逐渐降低,二者基本呈线性关系;峰值温度几乎随着焊接速度升高直线下降,随着下压量和搅拌头旋转速度的增加而升高,其中下压量和搅拌头旋转速度对峰值温度影响较大,而焊接速度对其影响较小。     

焊接过程中Al-Mg-Zn铝合金的微观组织变化

7系Al-Mg-Zn铝合金是广泛应用于高速列车车体的结构材料,本研究的材料为轧制后经过固溶处理并经自然时效的热处理强化板材。列车的焊接制造过程中,由于焊接热源作用改变型材的热处理状态,导致接头区域的力学性能弱化。通过采集焊接试验过程中的热循环曲线,研究7系铝合金焊接接头热影响区的温度变化过程,并根据热循环特征对T4热处理状态的铝合金板材进行热模拟试验,划分热影响区的固溶区和过时效区,并分析热影响区的组织演变和硬度分布规律。结果表明,采用脉冲MIG和激光-MIG复合焊两种焊接方法,在接头的固溶区域均出现软化,但经过100天的自然时效,强度可恢复到母材水平。     

车辆用6005A铝合金焊接技术研究现状

6005A铝合金具有良好的挤压性能和耐蚀性,在高速列车和地铁列车的车体制造中得到了广泛应用,但该合金焊接过程中热影响区容易发生软化,降低了焊接接头的强度.综述了6005A铝合金焊接研究现状,并从6005A铝合金热处理强化机理入手,阐明了焊接热影响区发生软化的根本原因是较高的焊接热输入导致的热影响区过时效.指出激光功率占主导的激光-电弧复合焊有可能成为解决6005A铝合金焊接热影响区软化问题的有效途径.     

时效对6063铝合金焊接接头性能的影响

对不同焊接热输入下的6063铝合金焊接接头进行人工时效,分析其硬度分布和强度的变化.通过焊后人工时效,可以提高焊接接头各区的硬度和焊接接头的强度,在焊缝区及距熔合线较近的热影响区,可使其硬度接近或超过母材,但在热影响区仍存在4～5 mm软化区.测定热影响区的热循环,发现人工时效后硬度能完全恢复区在峰值温度大于350 ℃的近缝区,硬度不能完全恢复的过时效区的峰值温度约在250～350 ℃.软化的直接原因是温度引起强化相不同程度溶解和长大.     

高速列车6N01侧墙激光复合焊接头软化行为分析

采用激光-电弧复合焊工艺焊接高速列车侧墙6N01铝合金型材,并对焊接接头的软化行为进行分析. 通过拉伸试验、显微硬度测试、微观金相试验和拉伸断口SEM试验,系统分析激光-电弧复合焊焊接接头软化行为,并与目前生产中应用的MIG焊接头的性能进行对比. 结果表明,采用复合焊,焊接接头强度均较MIG焊接头的强度提升10%以上,HAZ的软化区较MIG焊的减小了40%～60%;激光复合焊接头金相组织晶粒更细小,第二相质点数量多而且弥散细小,MIG焊热影响区晶粒长大倾向较大,强化相质点数量少并且尺寸较大. 采用激光-电弧复合焊方法对高速列车车体的侧墙所发生的焊接接头软化有较大的改善.     

6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头 微观组织及耐应力腐蚀性能

利用光学显微镜、透射电镜以及四点弯曲应力腐蚀方法研究6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的微观组织及其应力腐蚀性能。结果表明,6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头硬度分布呈"W"型,其中热影响区的硬度最低,焊核区的硬度有所升高,母材硬度最高;铝合金母材的主要强化相为含铜Q'相,而焊核区大部分强化相消失,存在大量位错,主要强化机制为细晶强化、位错强化和固溶强化;搅拌摩擦焊接头表现出良好的抗应力腐蚀性能,但仍出现点蚀现象,其中热影响区为接头耐蚀性的薄弱部位。     

JFE980S高强钢激光-电弧复合热源热模拟试验分析

针对JFE980S高强钢焊接热影响区的组织脆化、软化问题,采用测温仪对激光-电弧复合焊和常规MAG焊两种焊接方法焊接热循环曲线进行测定,通过测得的焊接热循环曲线,利用G leeb le3500热力模拟试验机对这两种焊接方法热影响区的焊接过程进行模拟,并对其组织、拉伸以及-20℃冲击吸收功进行了分析和测试.结果表明,激光-电弧复合焊峰值温度停留时间和t8/5,t5/3冷却时间均小于常规MAG焊;模拟的焊接粗晶区冲击韧性是常规MAG焊的两倍,不完全相变区拉伸性能比常规MAG焊提高了100 MPa以上.     

高速列车6005A铝合金型材焊接热裂纹分析

利用热塑性试验研究了6005A铝合金的热裂纹敏感性,分析了激光-MIG复合热源焊接6005A铝合金型材的焊接热裂纹问题．热塑性试验结果表明,6005A铝合金的脆性温度区间为550～640℃,具有较高的热裂纹敏感性．利用激光-MIG复合焊,采用I形坡L1,可以在4．5m／min的焊接速度下实现6005A铝合金型材的高速焊接．获得的复合焊缝背面局部区域出现垂直于焊缝的热裂纹．热裂纹产生的原因是由更改坡口后致使焊缝金属中母材的稀释率增大引起的,采用适当角度的V形坡口可以消除激光-MIG复合焊中的热裂纹．     

6N01铝合金水冷MIG焊接头组织和性能

针对6N01铝合金熔化焊接头软化问题,研究了水冷对MIG焊接头组织和性能的影响,并与自然冷却条件下接头进行对比.金相试验结果表明,水冷使填充和盖面焊道部分熔化区变窄,焊缝近熔合线的柱状晶区变宽,焊缝内部等轴晶细化;显微硬度试验结果表明水冷条件下接头软化区范围明显变窄且硬度提高;软化区TEM观察显示水冷减少了β'析出相长大;水冷还提高了MIG焊接接头屈服强度和抗拉强度.结果表明,水冷能优化6N01铝合金MIG接头组织并提高力学性能.     

7N01铝合金脉冲MIG焊与直流CMT焊多次补焊试验

高速列车用7N01铝合金有较大热裂纹倾向,而补焊时该问题更突出.分别采用脉冲MIG焊和低热输入直流CMT焊对4 mm厚7N01铝合金对接接头进行1次、2次、3次补焊,分析了补焊焊接接头的宏观成形、微观组织和硬度.结果表明,脉冲MIG补焊时下塌量和熔宽均大于直流CMT补焊,脉冲MIG补焊焊道与先焊焊缝微观组织界面明显,先焊焊缝晶粒粗大且晶界发生重熔,熔合区变宽,而直流CMT补焊焊道界面不明显,焊缝微观组织晶粒细小,熔合区无明显变化;脉冲MIG焊3次补焊后软化现象较直流CMT补焊严重.采用直流CMT焊进行7N01铝合金补焊,可有效降低热裂纹倾向并缓解接头性能下降.     

厚板高强铝合金焊接发展现状及展望

结合高强铝合金焊接的特点、难点,介绍了几种目前国际上焊接高强厚板铝合金的新工艺,新方法--搅拌摩擦焊、双丝MIG焊、激光-电弧焊;与传统电弧焊相比,它们在厚板高强铝合金焊接方面更具优越性.     

JFE980S高强钢焊接接头软化分析

研究了激光-MAG复合热源和常规MAG两种焊接方法在焊接JFE980S低合金调质高强钢时的接头软化问题.通过对接头强度、硬度和组织的测试分析,探讨了低合金调质高强钢焊接接头的软化规律及机制.结果表明,焊后JFE980S高强钢常规MAG焊接头发生了明显软化,而激光-MAG复合热源焊接接头软化不明显;激光-MAG复合热源焊接接头的软化区域宽度和软化程度明显小于常规MAG焊接头;接头的软化主要发生在焊接热影响区的过回火区域和不完全正火区域,该区域中出现沿晶界呈块状或颗粒状分布的组织是造成接头软化的主要原因.     

高强铝合金的MIG以及激光MIG焊接工艺对比

以20 mm厚的2519-T87高强铝合金为研究对象,研究了熔化极惰性气体保护焊 (MIG焊)和CO2激光-MIG复合焊的焊接效率、组织以及力学性能之间的区别.结果表明,激光-MIG复合焊的焊接效率是MIG焊的5倍,焊接熔深更大,接头的抗拉强度也提高到母材的70%以上,而MIG焊接头抗拉强度仅仅只有母材的60%左右.由于复合焊的热输入比较小,而且熔池的熔融金属的流动情况以及温度梯度与MIG焊有很大的不同,复合焊的焊缝组织比MIG焊的更加细小,接头处的也没有发现MIG焊接头中出现的等轴晶区.     

新型高铜的6005A铝合金焊接接头疲劳性能

采用扫描电镜,透射电镜,拉伸试验及疲劳试验分析两种6005A铝合金焊接接头的组织及疲劳性能,揭示影响6005A铝合金焊接接头疲劳裂纹形成的主要原因.结果表明,适量铜能显著提升商用6005A铝合金拉伸性能与疲劳性能,其抗拉强度、断后伸长率和高周疲劳强度分别为220 MPa,12%和106 MPa.6005A铝合金焊接区域疲劳失效源于受焊接热输入影响的沉淀相Mg₂Si粗化长大,适量铜能稳定热影响区相成分,改善远离焊缝的软化区间强化相Mg₂Si在结晶面上偏聚,提高接头区域的疲劳性能.