锌基合金激光焊焊接接头组织和性能的研究

通过金相显微镜、扫描电镜和能谱分析仪等分析手段,研究了锌基合金激光焊焊接接头的组织和性能。结果表明:锌基合金焊接接头熔合线明显,熔合区及热影响区很窄,组织比较均匀;焊缝中心位置的蒸发凹坑较明显。焊缝中心主要由等轴晶组成,焊缝中心与熔合线的中间区域主要由树枝状晶组成。熔合区及热影响区组织发生明显的重结晶,为细小的等轴晶,没有半熔化区晶粒组织及过热粗晶区组织出现。焊接接头的焊缝硬度最高,各区域的硬度分布为:焊缝热影响区、熔合区母材。     

高速列车侧墙大型材激光-MIG复合焊接

试验采用激光-MIG复合焊接方法对高速列车6005A铝合金侧墙大型材进行焊接,分析焊接接头的显微组织及力学性能。研究结果表明,焊接接头呈现漏斗状,明显分为两部分,上半部分较宽呈现碗形,下半部分较窄呈现锥形;由焊缝中心至熔合线,Al、Mg元素的含量有所升高;焊缝中心的等轴晶组织均匀细小,熔合线附近的柱状晶组织短小且特征模糊;焊接接头硬度介于54.12~84.02 HV,焊缝和热影响区的软化区是硬度最低的区域,焊接接头热影响区宽约9 mm;焊接接头抗拉强度稳定,平均抗拉强度210 MPa,明显高于常规MIG焊接接头。     

7055喷射成形高强铝合金激光焊接头组织及性能

采用激光焊接对2 mm厚喷射成形的7055-T76511铝合金进行焊接试验。通过显微硬度和拉伸试验测试焊接接头的力学性能,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)以及X射线衍射(XRD)分析焊接接头的微观组织。结果表明,7055铝合金激光焊接头无明显的软化区,焊缝显微硬度最低,约为130~140 HV,接头的抗拉强度372 MPa,伸长率4.1%。焊缝组织有明显的三个区(热影响区、熔合区和焊缝区)。热影响区组织是产生了部分再结晶的等轴晶粒;熔合区由于非均匀形核形成了等轴非枝晶区(non-dendritic equiaxed grain zone,EQZ),晶粒尺寸3~8μm;焊缝区靠近熔合线为柱状枝晶,中心为胞状枝晶。     

含钪铝合金变极性TIG焊接头组织与性能

采用变极性TIG焊接工艺对6 mm厚5B70含钪铝合金板材进行了焊接试验,对焊接接头的组织和力学性能进行了研究,分析了钪元素的作用。研究结果表明:接头的抗拉强度最高可达368 MPa,强度系数为0.89,断后伸长率为10.7%;断裂发生在熔合线处,断口形貌为韧窝;焊缝两侧硬度值最低,焊缝中心硬度稍高。在钪元素的作用下,焊缝组织得到了明显细化,熔合区形成的等轴晶层增强了焊缝与基材的相容性,热影响区的再结晶受到了抑制,接头的抗软化能力和抗拉强度提高。     

热输入对6A02铝合金光纤激光焊缝成形的影响

采用大功率密度的光纤激光对1.0 mm厚的6A02铝合金进行了激光焊接,着重研究了焊接热输入对焊缝宏观形貌、组织和性能的影响. 结果表明,采用高速焊接且热输入控制在8～22 J/mm范围内可以获得稳定全熔透焊缝. 典型的光纤激光焊缝横截面常呈近X形,此种形貌的焊接温度场不均匀性较小,有利于减少焊接失稳和变形. 从熔合线至焊缝中心,显微组织逐渐从柱状晶组织向混合组织(柱状晶+等轴晶)转变. 随焊接热输入的降低,焊缝区的显微组织相对细化,接头熔合线附近的软化现象逐渐减弱,焊缝区显微硬度和接头抗拉强度均略有增加.     

718镍基合金激光焊接接头微观组织研究

对718镍基合金的激光焊接接头微观组织进行了研究。结果表明:焊接接头的焊缝组织呈"钉头"状,结晶方向由熔合线指向焊缝中心,焊缝中心组织主要是等轴晶,焊缝熔合区出现了大量黑色沉淀相,是Nb在晶界的析出物和碳化物,热影响区也存在部分黑色沉淀相。在热影响区有大量的不连续裂纹,在钉头中间缩颈部位的裂纹最为明显。裂纹的出现与树枝晶间析出较多的Nb低熔点共晶相有关。焊缝区的显微硬度明显低于母材,在熔合线附近出现了软化区。     

DT300高强钢GMAW接头组织性能的研究

采用熔化极气体保护焊对DT300高强钢进行焊接,获得成形良好的焊接接头。通过对焊接接头进行拉伸、冲击试验及硬度检测,采用光学显微镜对焊接金属显微组织进行分析,对焊接接头组织性能进行研究。结果表明,焊缝组织为贝氏体和马氏体,热影响区随着距熔合线距离的增加,由高硬马氏体组织经过少量马氏体+贝氏体+多边形铁素体组织,逐渐向母材多边形铁素体变化。热影响区由于产生高硬马氏体,硬度明显增大。焊接接头具有较高强度,但是,焊缝、熔合线及近熔合线热影响区的冲击韧性明显低于母材的冲击韧性。     

船用高强钢大线能量焊接接头组织性能研究

采用FCB大线能量焊接方法对30 mm厚EH36船用高强钢板进行焊接试验,研究了焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,线能量为161 kJ/cm时获得的接头成形良好,无气孔、夹杂等缺陷。焊缝组织主要为先共析铁素体与密布的针状铁素体。熔合区存在显著的组织不均匀性,粗晶区主要为片状与块状先共析铁素体,并可见少量黑色珠光体。细晶区主要为细小的白色铁素体与黑色珠光体,呈混杂分布。焊缝硬度值最高,而在热影响区出现了软化区。接头力学性能良好,接头熔合线附近冲击吸收功低于焊缝与母材的,接头抗拉强度均值为545 MPa,断口位置位于热影响区,为典型的韧性断裂。     

无钴马氏体时效钢电子束焊接接头组织与性能分析

对18Ni无Co马氏体时效钢进行了真空电子束焊接,用金相显微镜观察了焊接接头的组织形貌,并测定了焊缝区、热影响区、基体的显微硬度.结果表明,18Ni无Co马氏体时效钢组织为板条马氏体组织,材料焊接性能良好,焊缝区凝固组织为胞状树枝晶,熔合线附近热影响区晶粒发生了再结晶,晶粒长大明显.硬度分布有明显的规律性,焊缝区硬度最低,细晶区硬度最高,熔合线附近的热影响区,离熔合线越远,硬度值越高.在距熔合线2.5 mm处有一个马氏体与奥氏体两相混合的狭窄区域,硬度较其两侧有明显降低.     

铝锂合金1420交流CMT焊接工艺及接头性能研究

采用交流CMT焊接方法对1420铝锂合金薄板进行了焊接试验,使用光学显微镜观察了焊接接头不同部位的显微组织,测试了接头横截面不同位置沿水平方向的显微硬度,并通过拉伸试验测定了焊接接头的力学性能。结果表明,焊缝成形良好,表面有少量气孔;焊缝区组织较母材粗大,熔合线附近出现了细晶区,未出现热裂纹;焊缝区域的显微硬度均低于母材,接头有软化现象;接头的抗拉强度和屈服强度均比母材低,熔合线附近是焊接接头的薄弱区域。     

2219铝合金薄板拉延件与锻件焊接接头的组织和性能分析

针对2219铝合金薄板拉延件与锻件的对接,采用TIG焊接工艺进行焊接,分析了接头的组织形貌、硬度分布特点、力学性能和断裂特征。研究结果表明,拉延件和锻件焊接接头靠近熔合线的焊缝区组织基本相同,均是由柱状枝晶和等轴晶组成,靠近熔合线的热影响区组织不同,拉延件一侧的板条状组织呈现组织和性能上互不相同的若干小区,锻件一侧的晶粒形状不规则,比拉延件一侧更粗大,晶界边更长。焊接接头的焊缝区硬度最低,两边热影响区的硬度呈波浪式上升并最终上升至母材硬度,拉延件比锻件的接头软化区更宽,塑性更好。焊接接头抗拉强度平均值可达到305.58 MPa,δ5伸长率平均值可达到5.21%。接头通常断裂在锻件一侧熔合线处,断口的大、小韧窝交错排列,一部分韧窝较深,撕裂棱较多,一部分韧窝较浅,具有层状撕裂形貌。     

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.     

SPA-H钢与304不锈钢异种钢焊接接头组织及性能研究

采用钨极氩弧焊对SPA-H钢与304不锈钢进行异种钢焊接,分析测试了不同焊接电流下焊接接头的显微组织、显微硬度和拉伸性能,研究了焊接电流对焊接接头组织及性能的影响。结果表明,随着焊接电流的增加,焊缝组织从定向生长的胞状晶和树枝晶到细化的胞状晶和树枝晶,再到粗大的等轴晶变化;SPA-H母材与焊缝之间存在明显的熔合线,而且随着焊接电流增加,熔合线由窄变宽;焊接接头中的硬度峰值都出现在焊缝区,电流为70 A时焊接接头焊缝和304侧热影响区的硬度值最高,但SPA-H侧热影响区的显微硬度显著低于焊缝区的显微硬度;电流为70 A的试样接头抗拉强度均高于60、80 A的焊接接头,60 A的试样接头抗拉强度和伸长率最低;三种焊接电流下的焊接接头抗拉强度均远高于母材,焊缝满足强度要求。     

A5083P-O铝合金MIG焊接接头组织及疲劳性能研究

A5083铝合金为Al-Mg系防锈型铝合金,不可热处理强化,塑性较好,但强度较低,其耐蚀性和焊接性良好,退火状态时切削加工性较差。研究4 mm厚度A5083P-O MIG焊接接头的组织、硬度及其疲劳强度,发现接头的焊缝组织主要是以细小的枝晶为主,熔合线靠母材侧为垂直于熔合线的细长柱状晶粒。焊接接头各区域硬度值为70~80 HV,热影响区的软化现象不明显。接头的条件疲劳强度能够达到95 MPa。     

热输入对Q890D低合金高强钢焊接性能的影响

通过分析不同焊接热输入下Q890D钢板的焊接接头金相组织及热影响区硬度,考察了不同焊接热输入对其焊接接头强度、-20 ℃低温冲击吸收能量的影响。结果表明,Q890D钢在热影响区存在明显淬硬现象。当焊接热输入由低向高变化时,热影响区的硬度有上升趋势,而表面焊道的热影响区硬度远远高于打底焊道,说明多层多道焊时,后道焊缝对前道焊缝的热处理效果比较明显,减少了热影响区的淬硬组织。打底焊道的热影响区硬度低于焊缝及母材,存在焊后软化现象,焊接时需尽量避免过大的焊接热输入。焊缝金属中粗大贝氏体组织的增加,导致焊缝金属低温冲击吸收能量普遍低于热影响区。随着热输入的减小,焊接接头的抗拉强度和冲击吸收能量(包括焊缝、熔合线及HAZ)都有很大的提升。说明焊接热输入在一定范围内的变化对整个焊接接头强度及塑韧性有较大的影响。     

热输入对LNG运输车储罐用9Ni钢埋弧焊接头组织和性能的影响

通过埋弧焊的方法,采用三种线能量对22mm厚的9Ni钢板进行对接焊,对焊接接头金相组织进行观察,并对接头进行拉伸、弯曲、冲击、硬度等试验检验。结果表明,采用三种线能量的埋弧焊接头粗晶区组织均为马氏体,不完全正火区组织为回火马氏体和少量奥氏体,随着热输入的增加马氏体板条粗化;三种线能量的埋弧焊接头拉伸、弯曲性能均合格,随着线能量的增加,接头抗拉强度基本没有影响,而焊缝和热影响区-192℃冲击功均降低,且焊接热输入对HAZ冲击韧性影响比焊缝大;硬度测试结果表明,焊缝和热影响区硬度值均明显高于母材,临近母材的热影响区边界处均出现一个软化区,随热输入的增加,焊缝及热影响区最高硬度均提高,而软化区硬度几乎不变。     

A6N01铝合金CMT焊接接头组织与性能研究

利用光学显微镜(OM)、显微维氏硬度计和拉伸试验机观察与分析高速列车车体用A6N01铝合金脉冲冷金属过渡(P-CMT)焊接接头的微观组织和力学性能。试验结果表明:P-CMT焊接接头的焊缝为典型树枝晶铸态组织,熔合区靠近焊缝一侧为柱状晶组织,靠近基体一侧为等轴晶组织。距离焊缝中心约10 mm处为热影响区软化区。焊接接头的抗拉强度平均值为203 MPa,断后伸长率A60平均值为11.09%。焊接接头的薄弱环节为焊缝区和热影响区的软化区。     

高速列车铝合金车体典型接头激光-MIG复合焊接特性研究

针对传统高速列车3 mm厚A6N01S-T5铝合金型材典型接头结构开展激光-MIG复合焊接试验,优化复合焊接工艺参数,分析接头组织性能,研究激光-MIG复合焊的工程适应性。结果表明,在最佳工艺参数下,焊缝成形良好、无气孔缺陷。焊缝中心为树枝状铸态组织,靠近熔合线焊缝为柱状晶组织,熔合区较窄但热影响区存在晶粒轻微粗大现象;焊缝区硬度低于母材区,硬度最小值位于熔合线附近的热影响区;最佳工艺参数下接头的平均抗拉强度为204.6 MPa,达到母材的83.5%;断裂发生在熔合线附近,断口形貌呈现典型的塑性断裂特征;接头的弯曲性能良好;组对间隙小于1.0 mm时,最佳工艺参数具有通用性,焊缝成形及接头抗拉强度良好;组对间隙增至1.5 mm时,优化工艺参数焊缝成形及接头抗拉强度依然良好。结果表明,激光-MIG复合焊对高速列车铝合金车体典型接头具有良好的焊接可行性和工程适应性。     

X80管线钢及其接头的低温韧性和显微组织

分别利用示波冲击韧性试验、硬度试验和光学显微镜、透射电镜研究了X80管线钢及其焊管接头的力学性能和显微组织。试验结果表明，X80钢及其焊管接头具有良好的韧性，其中焊缝的韧性最高，焊接热影响区粗晶区因受焊接热效应引起晶粒粗化和形成脆性组织，故韧性最低。试验钢由针状铁素体和少量块状铁素体组成，焊缝为典型的针状铁素体组织，焊接热影响区粗晶区以粒状贝氏体为主。焊接热影响区熔合线附近的硬度值最高，越远离熔合线硬度值越低，并逐渐接近母材的硬度值。     

GH3539合金激光焊接接头组织及性能的研究

高温熔盐反应堆（MSR）利用熔融盐作为传热介质,其结构材料需要面对高温、熔盐腐蚀和中子辐照等极端环境,因此对于结构材料的性能要求极为严苛。GH3539合金作为新一代候选结构材料,在极端环境下具有显著的高温机械性能,为推动该合金的焊接应用,采用激光焊接技术对GH3539合金进行焊接,研究了合金激光焊接接头的显微组织、凝固模式及接头力学性能响应。结果表明：GH3539合金激光焊接接头具有较大的深宽比,焊接接头分为母材区、热影响区和熔合区三部分。母材区为奥氏体组织,基体中存在大量的富W碳化物以及少量的富Ti析出相。焊接接头未发现明显的焊接热影响区。熔合区中靠近熔合线的组织类型为平面晶组织,平面晶组织迅速转变为垂直于熔合线方向生长的柱状晶,且具有明显的方向性,柱状晶前沿在焊缝中线处接触,导致部分组织在焊缝中线处不规则,同时在焊缝中心处发现部分等轴晶。力学性能结果显示,熔合区硬度均值为273 HV,硬度值明显高于焊接接头的其他部分,接头中未见明显软化区域。在高温800℃时,焊接拉伸试样断裂发生在母材区域,断裂模式为明显的晶间断裂,屈服强度和最大抗拉强度分别为212.6 MPa和295.2 MPa...