15mm厚A7N01铝合金MIG与激光-MIG复合焊接对比

试验采用MIG与激光-MIG复合焊接方法对15 mm厚A7N01铝合金进行焊接,对比两种方法的焊接工艺参数、接头组织和力学性能。研究结果表明,激光-MIG复合焊接接头常规力学性能方面略好于MIG;激光-MIG复合焊接的焊接效率明显高于MIG,且其焊接热输量入显著低于MIG。激光-MIG复合焊接方法在铝合金厚板焊接方面具有一定优势。     

A7N01P-T4铝合金激光-MIG复合焊接头微区性能

以高速列车用14 mm A7N01P-T4铝合金为研究对象,对其激光-MIG复合焊接头的焊缝（WM）、热影响区（HAZ）两个微区以及母材（BM）进行微区拉伸、断裂韧度等性能测试,并结合金相、断口扫描等分析该种接头各区及母材的性能差异.结果表明,A7N01P-T4铝合金母材的抗拉强度最高,其次为激光-MIG复合焊接头热影响区,焊缝最差;接头热影响区的断裂韧度J_m（14）值最高,约为119.580 kJ/mm2,其抵抗裂纹扩展的能力是3个区域中最强的;Shapiro-Wilk正态性检验表明,A7N01P-T4铝合金激光-MIG复合焊接头的断裂韧度测试结果具有较高的可靠性.     

A7N01铝合金激光-MIG复合焊接坡口选择

试验采用激光-MIG复合焊接方法对6 mm厚A7N01铝合金进行焊接,探寻最适宜的坡口型式。试验结果表明:激光-MIG复合焊接方法对6 mm厚A7N01铝合金坡口尺寸的适应性良好,单边30°坡口、单边40°坡口和单边50°坡口的无损探伤、显微组织、力学性能表现良好,三种坡口型式之间差别较小;单边30°坡口的焊接速度快,线能量低,充分体现了激光-MIG复合焊接的优势,单边30°坡口是6 mm厚A7N01铝合金激光-MIG复合焊接最适宜的坡口型式。     

7A05铝合金激光-MIG复合焊接头组织分析

采用SEM和TEM对激光-MIG复合工艺焊接的7A05铝合金接头拉伸断口及组织进行了分析.SEM结果表明,室温拉伸断口热影响区为2～5 μm的小韧窝,焊核区域为30～50 μm的大韧窝,断裂方式为沿晶断裂和少量的解理断裂.TEM分析结果表明,HAZ区域不再存在η’相,仅仅只有Al3 Zr,说明在激光-MIG焊接的温度场作用下,焊接接头处热影响区出现了明显的η’相的回溶,丧失了η’相的弥散强化作用.     

A7N01铝合金激光-MIG复合焊接工况适应性研究

针对高速列车用6 mm厚A7N01P-T4铝合金,选择不同的焊接速度、坡口间隙、热源间距、错边量等进行激光-MIG复合焊接,并分析焊接接头的宏观成型、显微组织及力学性能,以此研究激光-MIG复合焊接的工况适应性。研究结果表明:激光-MIG复合焊接6 mm厚A7N01P-T4铝合金板,焊接速度在0.9~1.1 m/min时可以获得成型良好、性能稳定的接头;热源间距在1~4 mm时可获得成型良好、性能稳定的接头;错边量在1.0 mm以下时的焊接接头成型良好、力学性能正常;坡口间隙在1.0~1.2 mm时获得的接头成型最好,性能也最佳。     

激光热源偏移对6mm A7N01铝合金激光-MIG复合焊焊接头的质量影响

针对铝合金激光-MIG复合焊接过程中的热源偏移问题,采用激光-MIG复合焊对6 mm厚A7N01P-T4铝合金进行焊接,给定热源对中偏移,并分析无对中偏移及有对中量偏移的焊接接头宏观成形、微观组织、力学性能,以此研究热源对中偏移对6 mm厚A7N01铝合金激光-MIG复合焊接接头的影响。研究结果表明,有热源对中偏移的试板接头内部存在少量的气孔缺陷,与无对中偏移试板相比,拉伸性能下降21 MPa。     

6N01S-T5铝合金高速激光-MIG复合焊接工艺

针对高速列车侧墙6N01S-T5铝合金熔化焊时存在焊接变形大,接头软化严重等问题,提高激光-MIG复合焊的焊接速度降低热输入,并通过显微硬度、拉伸试验测试,结合金相及扫描电镜下的EDS分析,对比了高、低焊接速度两种工艺下接头力学性能及微观组织的差异;采用三坐标测量仪和X射线残余应力测试仪对试样焊接变形和残余应力进行测试分析.结果表明,当焊接速度达到4.8 m/min时焊缝仍能保证较好的成形;相比于0.6 m/min低速焊接,焊接效率大幅度提高,焊缝金属填充量减少68%,接头软化区宽度减小约60%;试件焊后变形及高应力分布区域变窄;焊缝组织细密,接头平均抗拉强度为207 MPa,达到母材强度的71%.     

铝合金激光-MIG复合焊中两种焊接方向对焊缝的影响

以高铁用6N01铝合金为试验材料,采用激光-MIG复合焊接方法,进行了焊接工艺试验,对两种不同的焊接方向进行了对比研究。对比分析了不同焊接方向下,焊缝形貌的变化、焊缝硬度和组织的改变;对两种条件下的焊缝进行了拉伸强度测试;经过X射线探伤,讨论了不同的焊接方向对气孔数量和分布的影响。结果表明:不同焊接方向下焊缝的成形、熔合区的晶粒生长取向、气孔分布不同,而硬度和拉伸强度差别不大。     

激光对7N01铝合金复合焊焊接接头组织性能的影响

采用激光-MIG复合焊的方法,对高铁用7N01铝合金进行了焊接工艺试验,对复合焊过程中激光的作用进行了研究。给出了激光对焊缝成形的改善效果,测定并分析了接头的硬度分布,讨论了激光的加入对接头微观组织的影响。试验表明:激光的加入能够抑制驼峰,可以增大熔深,并且在文中所给参数下,不会对热影响区造成显著影响。本文最后探讨了激光-MIG复合焊过程中,激光作用的机理。     

铝合金A7N01的激光-电弧复合焊接性能研究

选用11种工艺参数对A7N01P-T4铝合金板材进行激光-电弧复合焊接,通过比较,综合考虑外观成型和内部缺陷,选择其中优化规范的焊接试样进行了热裂倾向、显微组织、接头性能的试验分析。结果表明:A7N01P铝合金激光-电弧复合焊接可以在10#工艺参数下进行优化生产,但该合金焊接热裂倾向性大,焊接时应注意减小热输入,防止热裂纹和气孔的出现;焊接接头的热影响区窄,抗塑性变形能力好,冲击韧性高;焊接接头的强度达到母材的66.7%,也比较高。     

高速列车6N01铝合金型材激光-MIG复合焊研究

针对高速列车的单层地板和侧墙部件,分别采用MIG焊和激光-单丝MIG复合焊进行6N01铝合金型材试验研究,优化了复合热源焊接的坡口尺寸,对比分析了两种焊接方法的焊缝成形、焊接效率、接头力学性能及微观组织。试验结果表明,复合焊在焊接速度为3 m/min时仍可获得良好的焊缝成形,与MIG焊相比,复合焊接效率可提高3倍以上,抗拉强度提高9%左右。     

超声振动辅助A7N01铝合金激光-MIG复合焊接组织及力学性能

文中针对铝合金激光-MIG复合深熔焊过程易出现气孔缺陷问题,设计了超声振动辅助的焊接方法。通过对堆焊试样的X射线探伤和截面的宏观金相观察,对比了超声振动对气孔的数量、大小以及分布位置的影响。同时研究了超声振动作用对A7N01铝合金激光-MIG复合熔覆层的成形、组织及力学性能的影响。结果表明,在超声振动作用下,激光-MIG复合堆焊熔覆层气孔的数量明显减少,小尺寸气孔发生聚集并有上浮趋势;熔合线附近的柱状晶组织宽度明显小于无超声辅助的熔覆层;超声振动辅助激光-MIG复合焊接接头各区的冲击吸收功和抗拉强度都有一定程度的提高,具有一定的应用优势。     

微弧氧化电参数对A7N01S-T5铝合金耐腐蚀性能的影响

采用单因素法,对微弧氧化的主要电参数对A7N01S-T5铝合金微弧氧化膜层性能的影响进行研究。结果表明,随电流密度和脉冲频率的增加,膜层厚度和粗糙度均增加。随占空比的增加,膜层厚度和粗糙度均先降低后增加。腐蚀电流和腐蚀电位变化较复杂。选择电参数为电流密度5 A/dm2,脉冲频率200 Hz,占空比22.5%。微弧氧化处理后试样的耐腐蚀性明显优于未氧化处理的试样。     

6005A铝合金激光-MIG复合焊接对板厚的工艺适应性

针对6005A铝合金激光-MIG复合焊接工艺适应性,研究了不同板厚条件下,焊接工艺对气孔缺陷、接头组织和力学性能的影响。实验表明,激光-MIG复合焊接对板厚具有良好的工艺适应性,适合焊接4~16 mm厚的6005A铝合金;6005A铝合金激光-MIG焊接工艺在采用单道焊一次成形的情况下有利于气孔的溢出,工艺适应性更优;针对不同板厚,应严格控制激光-MIG复合焊接对母材的热作用,减小焊接接头热影响区的宽度,从而提高其工艺适应性。     

10mm厚6005A铝合金激光-MIG复合焊接

采用双层激光-MIG复合焊接方法焊接10mm厚6005A铝合金,获得了外观成形良好、内部缺陷少的接头。对接头显微组织及力学性能进行研究,结果表明,焊缝由盖面焊缝与打底焊缝组成,盖面焊缝组织具有5XXX系铝合金铸造组织的特征,打底焊缝组织具有6XXX系铝合金铸造组织的特征;接头热影响区宽约13 mm,分为固溶区、过时效区和近焊缝区;打底焊缝与过时效区是接头硬度最低的区域;拉伸试样在过时效区发生韧性断裂,接头抗拉强度平均值为195.07 MPa,明显高于常规MIG焊接接头的强度。     

A7N01铝合金复合加载下的疲劳裂纹扩展行为

利用CTS试样,研究了A7N01P-T4铝合金母材在I-II型复合加载下,不同加载角度时疲劳裂纹的扩展行为,利用有限元数值计算复合加载下裂纹尖端的应力强度因子(SIF, stress intensity factor)得到了加载角度与裂纹开裂方向的关系,并与由最大周向应力准则导出的关系进行了对比,二者吻合良好;根据疲劳试验和有限元计算的结果,并引入当量应力强度因子,分析了不同加载角下疲劳裂纹的扩展速率. 结果表明,经当量化处理后,各加载角下的裂纹扩展速率曲线基本重合,并且满足Paris公式.     

A7N01P-T4铝合金MIG焊焊接工艺的研究

通过拉伸、弯曲和硬度等试验以及显微组织分析,对不同焊接热输入和不同预热温度下A7N01P-T4铝合金焊接接头的组织与性能进行了研究。结果表明:当焊接热输入增加和预热温度降低时,接头的抗拉强度有所提高,所有试样均在焊缝处断裂且接头的抗拉强度均满足相关标准要求。除小焊接热输入以外的不同焊接热输入和不同预热温度下的焊接接头均具有良好的弯曲性能。焊缝处硬度最低,接头均无软化现象。接头各区域的显微组织也没有明显变化。     

中厚板铝合金激光-MIG复合双层焊接方法

提出了激光-MIG复合双层焊接中厚板铝合金方法,该方法分两层进行焊接：第一层为打底焊,解决焊接熔深不足的问题;第二层为盖面焊,解决焊缝成形不良的问题.结果表明,在激光器额定功率为4 kW时,采用激光-MIG复合双层焊接方法焊接ZL114A材料的熔深可达10 mm,接头抗拉强度平均值为238 MPa,大于母材抗拉强度的8...     

自然时效对A7N01铝合金光纤激光-变极性TIG复合焊接头组织和性能的影响

对4 mm厚的A7N01铝合金光纤激光-变极性TIG复合焊接头进行自然时效,通过金相显微试验、力学性能测试、差热分析、透射电镜分析等方法研究了自然时效对复合焊接头显微组织、力学性能的影响规律. 结果表明,自然时效30天后,焊接接头力学性能明显提高并达到稳定,接头抗拉强度较焊态时提高了约15%,均值达到369 MPa,为母材的83%,其断后伸长率从焊态3.1%提高到4.4%. 去除余高后,抗拉强度进一步提高到394 MPa,达到母材94%断后伸长率提高到7.6%. 断裂位置均在焊缝处,断口为韧窝状,为典型的韧性断裂. 自然时效后,焊缝显微组织没有发生明显改变,但焊缝中的析出相数量和尺寸比焊态时增多,焊缝中主要析出相主要为GP区及部分亚稳态η′相和η稳定相. 这些析出相能够钉扎位错,提高焊接接头强度.