Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金挤压材焊接接头的组织与性能

采用光学显微镜、透射电子显微镜、维氏硬度计和拉伸试验机,研究了Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金挤压材熔化极惰性气体保护焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊缝中心区为枝晶,靠近母材侧的焊缝熔合区为柱状晶,母材为等轴晶,但靠近焊缝熔合区的母材晶粒发生了长大。焊接接头的硬度以焊缝为中心呈对称分布,从母材到焊缝中心,硬度先下降后上升再下降。焊缝中心区的硬度最低,为86~105(HV)。焊接接头的抗拉强度为309MPa,屈服强度为237MPa,伸长率为4.75%,挤压材的焊接强度系数为0.76。     

喷射成形7055铝合金激光焊接头组织性能研究

采用激光焊接方法对2 mm厚喷射成形的7055铝合金进行了焊接实验。通过背散射电子衍射技术(EBSD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)、显微硬度和室温拉伸试验等测试方法对焊接接头的微观组织和力学性能进行了分析。结果表明:7055铝合金激光焊接头热影响区无明显的软化,焊缝显微硬度最低,约为母材的77%,接头的抗拉强度和伸长率分别约为母材的61%和4.1%。热影响区观察到发生了再结晶的等轴晶粒,但晶内可观察到弥散的η'相;熔合线附近形成了晶粒取向随机分布的细小的等轴非枝晶区;焊缝区靠近熔合线为柱状枝晶,靠近焊缝中心为胞状枝晶,晶内无弥散强化相。综上所述,这些区域的微观组织特征揭示了焊接接头的不均匀性,其综合机械性能较母材有所下降,焊缝成为接头的最薄弱环节。     

5083铝合金搅拌摩擦焊接头组织及力学性能研究

采用搅拌摩擦焊焊接5083铝合金,光学显微镜OM、透射电镜TEM对焊接接头进行金相分析,拉伸试验和硬度试验对焊接接头力学性能进行分析。结果表明,焊接接头焊核区为晶粒细小的等轴晶组织,热力影响区晶粒细小且沿剪切方向拉长,热影响区晶粒明显长大。其接头的力学性能显著优于传统的熔化焊,抗拉强度约为母材的90%,塑性与母材相当;硬度分布均匀,可达母材的90%。     

Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能

采用光学显微镜、维氏硬度仪和拉伸试验机研究了Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金挤压材搅拌摩擦焊接头的显微组织和力学性能。结果表明:搅拌摩擦焊接头的焊缝组织为细小均匀的等轴晶粒,接头的硬度以焊缝为中心呈W形状对称分布,焊缝硬度值在107~115HV之间。从焊缝中到母材,硬度先下降再上升,回撤侧热影响区的硬度值最低为104HV,前进侧热影响区的硬度值最低为102HV。接头的抗拉强度为404.3 MPa,屈服强度为265.9MPa,延伸率为18.1%,接头的焊接强度系数为0.96。     

高强钛合金TIG焊接工艺研究

采用一种新型Ti-V-Mo系高强钛合金,通过TIG自动送丝和手动填丝两种方式进行了焊接工艺试验,对焊接接头的成形、组织和力学性能进行了分析测试.结果 表明:两种焊接方式下的焊缝外观成形都很美观,没有飞溅和咬边等缺陷,焊道表面呈银白色;母材是一种等轴α相含量较高的双态组织,热影响区晶粒十分粗大,内部主要是针状α'相,焊缝区晶粒也十分粗大,主要由层片α相转变组织构成,含有少量针状α'相;自动送丝TIG和手动填丝TIG的接头抗拉强度分别为822 MPa和612 MPa,热影响区的冲击吸收功分别达到了72.2 J和84.9 J,表明该钛合金在TIG焊接工艺下,热影响区具有良好的韧性特征.     

含钪Al-Zn-Mg-Zr合金薄板材MIG焊接接头的组织与性能

采用新型Al-Mg-Sc-Zr焊丝对含钪Al-Zn-Mg-Zr合金薄板材进行MIG焊,借助显微硬度及拉伸性能测试、OM,SEM,TEM等检测手段对焊接接头的微观组织和性能进行研究。结果表明:焊缝区为典型的铸态组织;热影响区靠近焊缝一侧呈现大量细小等轴晶组织,靠近基材区为纤维状组织和少量再结晶组织;基材区为纤维状组织。焊接接头的显微硬度以焊缝为中心呈近似对称,且中心处硬度值最低;抗拉强度为481 MPa,屈服强度为320MPa,伸长率为10.1%,焊接系数约0.83。同时,焊丝和基材中微量的Sc和Zr元素在合金中形成大量细小且与基体共格的Al3(Sc,Zr)粒子,能显著细化晶粒组织,有效抑制再结晶发生,大大改善焊缝区的力学性能。     

焊后时效对6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的影响

对4组6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头进行焊后人工时效处理,采用OM,SEM等分析了时效处理工艺对接头的组织和力学性能的影响规律和机制。研究表明:焊缝截面形貌呈现典型的3个区,时效处理后,焊缝区晶粒形貌无显著变化,晶界较自然时效清晰,晶内析出相也明显增多;接头强度和显微硬度随人工时效处理时间的延长而提高,提高幅度随保温时间逐渐减小;时效处理为8 h时接头力学性能优良,接头抗拉强度均达到265 MPa以上,约为母材的93.0%;焊核区硬度达到90 HV,约为母材的90%。时效处理中,焊接过程中固溶在基体中的第二相粒子析出,形成弥散强化效应,大幅提高接头的强度和硬度。随着时效时间的延长,析出粒子逐渐较少,强化效应逐渐减弱;接头最薄弱的区均位于后退侧的热机械影响区,其最低硬度值约为母材的75%。拉伸断口均与拉伸方向成约45°角,断口平整,呈典型的切断断口形貌,与自然时效接头的断口形貌相比,时效处理后接头的断口韧窝大而浅,塑性稍有降低。     

6xxx系铝合金弧焊与高功率激光焊组织性能对比

该研究采用高功率激光填丝焊(LFW)、熔化极惰性气体保护焊(MIG)以及钨极氩弧焊(TIG)的方法,对6005A-T6挤压铝合金进行焊接。进行LFW焊后,焊接接头抗拉强度为211MPa,接头系数0.77,焊接接头硬度最低值为68.3HV1且位于热影响区。进行MIG焊后,焊接接头抗拉强度为190MPa,接头系数0.70,焊接接头硬度最低值为50.7HV1且位于热影响区。进行TIG焊后,焊接接头抗拉强度为181MPa,接头系数0.66,焊接接头硬度最低值为50.4HV1且位于热影响区。     

细晶Q345低合金高强钢焊接接头组织性能研究

采用埋弧自动焊法对30 mm细晶Q345C低合金高强钢进行焊接,用金相显微镜观察焊接接头微观组织,并检验接头拉伸、弯曲及冲击性能。结果表明,细晶Q345母材由晶粒细小的铁素体和珠光体构成,焊接接头焊缝金属与母材强度相似。焊缝外观平整、组织均匀,焊缝和热影响区均具有良好的冲击韧性,焊接接头可以满足使用要求。     

400MPa级超细晶粒钢的焊接

对超细晶粒钢在焊接热循环作用下晶粒长大和组织、性能变化的规律进行了研究。400 MPa级钢由于不存在第Ⅱ相粒子对晶粒长大的钉扎作用,晶粒长大趋势明显,焊接热输入越大,长大程度越严重。无论是焊接热模拟试件还是焊接接头硬度测试均表明HAZ不存在软化问题,接头拉伸试验断在远离热影响区的母材上。HAZ粗晶区有较多的侧板条铁素体,但缺口冲击功未显示热影响区的冲击韧性低于母材,尽管试件断口分析说明粗晶区的韧性低于母材。     

6005A铝合金CMT与MIG焊接头组织及性能研究

针对2mm厚6005A铝合金采用冷金属过渡(CMT)和熔化极惰性气体保护(MIG)焊接技术进行焊接,研究了两种焊接接头的力学性能、拉伸断口形貌,接头不同位置的微观组织。研究表明,CMT焊接头的抗拉强度好于MIG焊接头,达到母材的70%,焊缝组织更为细小;两种焊接接头断裂位置均为热影响区,CMT焊接接头为韧性断裂,MIG焊接接头为韧性断裂与准解理断裂的混合断裂。     

稀土镁合金搅拌摩擦焊接接头组织及性能分析

成功实现了7 mm厚Mg-Gd-Y系镁合金板的搅拌摩擦焊接,用光学电子显微镜、扫描电子显微镜等手段对焊接接头进行分析。实验结果表明:接头表面光滑,没有裂纹。显微组织特征显示接头有明显分区,各区域晶粒度存在差异。在旋转速度为800 r·min-1,焊接速度为100 mm·min-1时,可以获得较好的焊接性能,抗拉强度达到母材的87%,断后伸长率达到母材的84%。焊缝显微硬度的最低值出现在前进侧机械热影响区,断口表现为准解理断裂特征,断口剖面局部可见镁与稀土元素Gd和Y形成的形状规则、颗粒细小的第二相粒子。     

电子束焊喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金的组织性能研究

采用电子束焊接的方法对10 mm厚的喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金板进行了拼焊实验。采用金相显微镜、扫描电镜、室温拉伸实验、显微硬度等方法分析了焊接接头的微观组织,测试了焊接接头的力学性能及显微硬度。结果表明,喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金焊接接头由三个区域(近缝区母材,焊核区,热影响区)组成。焊缝宽为0.3～1.0 mm,焊核区由尺寸约3～8μm的等轴细晶组成,析出相沿晶界分布,晶内析出相较少;热影响区大部分保留了母材的原始组织特征,小部分区域发生了重熔。从焊缝区到母材,显微硬度值逐渐下降,焊缝区硬度值高出母材约35。经T6处理后,焊接接头强度约为母材的82%。     

Inconel 718高温合金SMAW焊接接头组织及力学性能研究

对Inconel 718镍基高温合金进行焊条电弧焊(SMAW)焊接试验,研究其接头显微组织和力学性能。结果表明,焊接接头由五部分组成,分别为焊缝区、细晶区、不完全再结晶区、粗晶区以及基体;由于焊缝区有大量Laves相的存在,导致焊缝区为焊接热影响最薄弱的区域,拉伸试样断裂位置在焊缝处;显微硬度测试表明焊缝区硬度最低,母材硬度最高。     

HR800CP复相高强钢板焊接接头的显微组织和力学性能

采用激光焊、80%Ar+20%CO_2混合气体保护焊匹配CHW-60C焊丝,对HR800CP复相高强钢板进行了焊接,对其焊接接头的显微组织与力学性能进行了研究。结果表明:激光焊缝的焊缝中心和热影响区组织为马氏体和贝氏体,焊缝中心和热影响区硬度值均高于母材,弯曲180°时未出现沿焊缝的开裂情况,接头抗拉强度为799 MPa,低于母材的抗拉强度,原因是焊缝的表面有凹陷。混合气体保护焊接头焊缝组织为针状铁素体、块状铁素体,粗晶区组织为板条状马氏体+贝氏体组织,正火区组织以贝氏体为主,熔合线附近存在相对较软的区域,接头的抗拉强度755 MPa,低于母材的抗拉强度。     

Al-Zn-Mg-Cu合金搅拌摩擦焊接头的显微组织与力学性能

采用光学显微镜、维氏硬度仪和拉伸试验机,研究了Al-6. 6Zn-1. 7Mg-0. 26Cu合金挤压材搅拌摩擦焊接头的显微组织和力学性能。结果表明,搅拌摩擦焊接头的焊缝组织为细小均匀的等轴晶粒,接头的硬度以焊缝为中心呈W形状对称分布,焊缝硬度值在107HV～115HV之间,从焊缝中到母材,硬度先下降再上升,回撤侧热影响区的硬度值最低为104HV,前进侧热影响区的硬度值最低为102HV。接头的抗拉强度为404. 3 MPa,屈服强度为265. 9MPa,延伸率为18. 1%,接头的焊接强度系数为0. 96。     

1800 MPa热成形钢与CR340LA低合金高强钢激光焊接性能

采用光纤激光焊接设备对1800 MPa级热成形钢与CR340LA低合金高强钢进行对接激光拼焊,研究了不同激光焊接功率和焊接速度下焊接接头的组织演变规律及热冲压成形性能,并对焊接接头的力学性能和硬度进行了分析。结果表明,3种焊接工艺下激光拼焊原板综合力学性能相差较小,由焊接接头造成的伸长率和抗拉强度的损失均在母材的28.3%和9.1%以内。激光焊接后焊缝区均为粗大、高硬度的马氏体结构;两侧热影响区组织主要为铁素体和马氏体,接头未出现明显的软化区。激光拼焊原板拉伸试样均断裂于CR340LA母材区,距离焊缝12 mm左右,且存在焊缝隆起现象。选取焊接功率和焊接速率分别为4000 W和0.18 m·s?1的焊接试样在高温下进行热冲压成形检测,未出现焊缝开裂,热成形后拼焊板具有良好性能,满足汽车激光拼焊板使用要求,拉伸结果表明,试样断裂位置与未热冲压成形前一致,均位于CR340LA母材区,拉伸过程中,焊缝向高强度母材侧偏移,在弱强度母材侧产生应力集中并缩颈断裂。      

TC11钛合金线性摩擦焊接头组织及织构演变机制

通过金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）与背散射电子衍射（EBSD）对TC11线性摩擦焊接头进行了组织及织构演变的研究，结果表明，相较于母材的典型α+β两相组织以及α相与β相取向较为随机，接头的热力影响区由残留初始α相、亚稳态β相与二次针状α相组成；焊缝区存在细小β等轴晶粒，晶内分布有马氏体组织与针状二次α层片状组织，还存在破碎α晶粒。焊接过程中强烈的塑性变形导致热力影响区产生了强烈的择优取向，α相织构强度达到48.033 mud，且取向单一为P织构，β相织构形成了F织构，焊缝区的α相织构强度与热力影响区相比下降，为34.745 mud，出现多个高密度点，这种现象是由于α相与β相存在伯格斯位相关系，焊缝区发生β相转变引起的；焊缝区与热力影响区的织构取向相似，是由于焊缝区与热力影响区在焊接过程中所受的力相似。显微硬度呈W形分布，最高硬度位于焊缝中心，达到HV 435；拉伸实验显示接头平均抗拉强度为996.9 MPa，延伸率为10.2%，断裂区域为母材，表明接头拉伸性能不弱于母材。     

TA19钛合金电子束焊接头微观组织与性能研究

采用电子束焊接方法对TA19钛合金进行焊接,分析了电子束焊接头各区域的显微组织类型及形貌,测试了接头的显微硬度、室温拉伸、疲劳裂纹扩展速率及断裂韧性等力学性能,并与TA19钛合金母材进行对比。研究表明,焊缝区为粗大的柱状晶组织并存在大量相互交错分布的针状马氏体相,热影响区内随着离熔合线距离的增加马氏体数量逐渐减少;焊缝区显微硬度最高,比母材区显微硬度高出约HV80,随着向母材区过渡显微硬度逐渐降低;焊接接头室温抗拉强度、屈服强度性能及断面收缩率均与母材基本相当,但延伸率略有下降;焊缝区粗大的柱状晶组织硬度高,脆性大,导致焊缝区对疲劳裂纹扩展的抗裂性要低于母材;母材及焊缝KIC值分别为54.49和52.88 MPa·m^1/2,母材抵抗裂纹扩展断裂的能力略好于焊缝。     

车用TC15钛合金激光焊接接头显微组织及力学性能研究

通过拉伸试验、硬度测试及金相分析等方法,对TC15钛合金激光焊接接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明,焊缝的深宽比在4~6之间波动,焊缝区域的晶粒形貌为柱状结构,且从焊缝中心线往外呈对称分布状态,主要为β相大晶粒。热影响区组织由细晶区、粗晶区及再结晶区构成,熔合线附近区域的晶粒明显粗化。焊缝区具有相对稳定的硬度值分布,硬度与热影响区的粗晶区相近。较低焊接电流焊缝试样具有最低的抗拉强度,其断裂部位为焊缝区;随着焊接电流的增大,焊接接头抗拉强度得到提高。