焊接速度及焊后时效处理对Al-Cu-Mg-Ag合金电子束焊接接头性能的影响

通过拉伸测试、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、透射电镜(TEM)和金相显微镜(OM)等手段, 研究了焊接速度以及焊后时效处理对Al-Cu-Mg-Ag合金电子束焊接接头性能的影响。结果表明: 随焊接速度提高, 焊接接头强度呈先上升后下降的趋势, 并在焊接速度1 200 mm/min时获得最大值358 MPa;焊后时效处理可以提升焊接接头抗拉强度, 其中焊接速度为1 200 mm/min时的焊接接头抗拉强度最大, 可达412 MPa, 为母材强度的77.6%。焊后时效合金性能的提高主要得益于θ'和X相的析出, 而焊缝熔合区晶界处Cu元素的偏析抑制了Ω相的析出。     

截齿座高速堆焊驼峰焊缝的工艺研究

对机器人GMAG高速堆焊掘进机截齿座产生驼峰焊缝的焊接工艺进行了研究。根据生产节拍的要求,制定了焊接速度为120 cm/min。并在焊接电流、焊接速度不变的情况,仅通过改变焊接位置进行试验。试验结果表明,对于机器人高速堆焊截齿座环焊缝,采用下坡焊接方式有效地抑制了驼峰焊缝的形成。     

Inconel625高温合金等离子弧加丝焊接接头组织与性能研究

针对传统方法焊接厚板Inconel625合金时存在的未熔透,性能差的问题,采用等离子焊接技术对8mm厚Inconel625合金进行焊接,同时采用ERNiCrMo-3焊丝作为填充材料保证成型。通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、万能试验机和显微硬度试验机等设备对焊接接头进行显微组织和性能分析。结果表明,在焊接电流230A,焊接速度240 mm/min,送丝速度1400 mm/min,等离子气流量4.0 L/min下所获得焊接接头成型最好,力学性能最好;焊接接头均呈现出上宽下窄的“Y”字型形貌,母材区为奥氏体等轴晶,焊缝区基本以细小的胞状晶为主,熔合线区域为垂直于熔合线生长的粗大胞状晶,MC型碳化物和Laves相会在焊接过程中析出;接头抗拉强度最高,可以达到811.36MPa,焊接接头断裂为韧性断裂;所有参数下焊接接头均是焊缝区硬度最高,随着焊接热输入的增大,焊接接头整体硬度值升高,当电流达到240A与250A时焊接接头硬度差别较小。     

LZ91超轻双相镁锂合金激光搭接焊接接头的显微组织与力学性能

采用激光焊接技术对厚度为4 mm的LZ91镁锂合金板材进行搭接焊接,重点研究了激光功率的变化对接头组织与力学性能的影响。结果表明,在激光输出功率为2.3 kW,焊接速度为1 m/min,氩气流量为25 L/min,离焦量为 + 2 mm的工艺参数下,可以得到焊缝表面成形良好,横截面没有明显缺陷的高质量搭接接头,但在上下板搭接界面处发现了微气孔缺陷。焊缝中心组织为等轴晶。熔合线附近为柱状晶。接头的硬度(61.4 HV)比母材(52.1 HV)提高了17.9 %,焊缝区显微硬度最高,母材次之,热影响区最低。拉剪测试结果显示,搭接焊接接头的抗拉伸剪切力为2409.5 N,抗拉剪切强度达到了120.3 MPa。搭接接头断裂发生在上下板之间的搭接连接处。     

焊接速度对6082Al/T2Cu异种材料搅拌摩擦焊接头成形及性能的影响

为研究焊接速度对3 mm厚6082Al/T2Cu异种材料搅拌摩擦焊接头成形及性能的影响.对焊接试样进行了不同焊接速度工艺参数的搅拌摩擦焊接实验,并对焊接接头采用光学金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计和力学实验机进行了微观组织分析和力学性能测试.结果表明,采用主轴转速1500 r/min、焊接速度100 mm/min...     

2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头成形及力学性能

为研究不同焊接速度对2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)接头成形和力学性能的影响,在室温下对焊接接头进行冲击实验和拉伸实验,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对断口形貌和成分进行表征分析,采用光学显微镜(OM)对接头横截面进行观察。结果表明,焊接接头呈非对称形,前进侧宽度小于后退侧宽度;焊速为120mm/min时,接头冲击功最高达到18.45J,焊速为140mm/min时抗拉强度最优,为239.68MPa,延伸率为7.56%。随着焊速的增加,焊缝表面起毛倾向减小,出现隧道孔缺陷的倾向增加;接头抗拉强度与塑韧性随焊速的增加而提高,但焊速为140mm/min时,焊核区出现了隧道孔缺陷,造成接头的韧性下降;拉伸断口呈现上部韧性断裂和下部解理断裂,EDS元素分析韧性断裂部分存在第二相粒子Mg_2Si。     

2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头成形及力学性能研究

研究目的：研究不同焊接速度对2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊（Friction stir welding,FSW）接头成形和力学性能的影响。研究方法：使用体式显微镜对接头横截面观察,并在室温下对焊接接头进行冲击实验和拉伸实验,拉伸断口采用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）进行分析。结果：焊接接头呈非对称形,前进侧宽度小于后退侧宽度;焊速为120mm/min时接头冲击功最高达到18.45J,焊速为140mm/min时抗拉强度最优,为239.68 Mpa,延伸率为7.56%。结论：随着焊速的增加,焊缝表面起毛倾向减小,出现隧道孔缺陷的倾向增加;接头抗拉强度与塑韧性随焊速的增加而提高,但焊速为140mm/min时,焊核区出现了隧道孔缺陷,造成接头的韧性下降;拉伸断口呈现上部韧性断裂和下部解离断裂,EDS元素分析韧性断裂部分存在第二相粒子Mg2Si.     

旋转速度对航空高强铝合金搅拌摩擦焊缝性能的影响

航空材料7022高强铝合金因具备密度低、比强度高等优点常被用作飞机框架零件材料。采用搅拌摩擦焊方法对7022铝合金进行焊接试验。结果表明,旋转速度是影响焊缝质量的关键因素,当旋转速度值为400 r/min时,能获得细小的等轴再结晶晶粒,焊缝力学性能达到最佳状态,焊接速度为100 mm/min时,抗拉强度σb为604.79 MPa,已超过母材的抗拉强度598 MPa,达到母材的102.5%,屈服强度σ0.2为525.21 MPa,接近母材的屈服强度530 MPa,达到母材的99.10%,平均延伸率约为3.45%,呈现出优异的力学性能。     

超轻双相LZ91镁锂合金搅拌摩擦搭接焊接技术研究

以2mm厚双相LZ91镁锂合金为研究对象,通过FSW技术对其进行搭接焊接,重点研究了焊接速度的变化对焊缝成形、接头中原始搭接界面迁移以及接头性能的影响。结果表明,采用普通的锥形搅拌针工具,在工具转速为2 000r/min和轴肩下压量0.2mm下,当焊接速度为800和1 200mm/min时,均可以实现LZ91合金的搅拌摩擦搭接焊接(FSLW)。但是,当焊接速度过大(1 600mm/min)时,会在接头内部出现由于热输入不足而形成的隧道缺陷。对接头的微观组织分析发现,FSLW接头中的搅拌区由细小的等轴晶构成,前进侧(AS)中热机影响区(TMAZ)/热影响区(HAZ)中的白色α-Mg相晶粒尺寸略大于后退侧(RS);而灰色的β-Li相晶粒尺寸明显小于RS,且随着焊接速度的增加,热输入变小,搅拌区中晶粒细化的现象更加明显。此外,LZ91合金FSLW接头中存在轻微的界面迁移现象。RS中冷搭接缺陷由原始搭接界面一直延伸至搅拌区中,呈现先向上再向下变化的趋势;AS中的钩状缺陷迁移程度较轻,并且呈现轻微向下弯曲的特征,而且随着焊接速度的增加,界面迁移的程度也发生轻微的加重。另外,通过宽度为12mm的FSLW接头的性能测试表明,在本实验条件下,将冷搭接作为受力侧的接头性能(小于1.9kN)要低于将钩状缺陷作为受力侧的接头(高于2.1kN),冷搭接缺陷对接头性能的不利影响要比钩状缺陷的影响更为恶劣。     

转速对铝铜FSW接头组织与性能影响

采用搅拌摩擦焊设备对3mm厚6082铝合金和T2紫铜进行连接,通过金相显微镜、硬度测试、拉伸实验等,探究转速对焊接接头组织与力学性能影响。结果表明：焊接转速为1000 r/min,焊接速度为50 mm/min,偏移量为0.6 mm,焊缝成形效果最佳,Al/Cu相互嵌入,呈现钩子形态,焊核区出现明显的金属塑性流线,生成Al4Cu9、AlCu、Al2Cu、Al2Cu3金属间化合物;焊核区显微硬度波动大,峰值出现于界面位置,这是由于该处生成Al-Cu金属间化合物造成的;随着转速的增加,抗拉强度先增大后减小,最大抗拉强度可达255 MPa,为Al母材抗拉强度的82%,断裂位置位于铝铜结合处,呈韧性断裂。     

BTi-62421s合金板钨极氩弧焊接头组织性能研究

研究了焊前热处理、焊接工艺及焊后热处理对BTi-62421s板材钨极氩弧焊接头组织性能的影响。结果表明: BTi-62421s合金板材钨极氩弧焊较佳焊接工艺为: 焊接电流110 A, 焊接速度5 mm/s, 主喷嘴氩气流量20 L/min, 拖罩氩气流量12 L/min, 单面焊接, 此工艺下双重退火态BTi-62421s合金焊接接头抗拉强度σ_b为1 033 MPa, 为母材的96.5%, 延伸率δ为5.5%, 为母材的38.5%; 焊缝组织为针状马氏体, 热影响区组织为初生α组织、β转变组织和针状马氏体组织; 合金焊前双重退火和去应力退火对焊缝组织组成影响有限, 但双重退火有助于焊接接头塑性的提高; 焊后热处理促进合金接头α'→α+β相转变, 有利于焊接接头塑性的提高, 较佳焊后热处理工艺为700 ℃/2 h, 空冷, 此工艺下双重退火态BTi-62421s合金焊接接头延伸率δ为7.1%, 为母材延伸率的49.5%。     

AZ31B镁合金薄板的钨极氩弧焊组织与性能研究

探讨了2 mm厚的AZ31B镁合金钨极交流氩弧焊焊接的工艺特点, 利用金相显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸试验机、扫描电子显微镜等手段对焊接接头显微组织、焊缝相组成、接头力学性能、断口形貌特征等进行了分析。结果表明: 焊接电流为50 A时,外观成型良好, 焊缝质量高, 内部几乎无气孔和裂纹等缺陷, 焊接接头的抗拉强度达到210 MPa, 约为母材强度的87%, 断裂发生在焊缝区, 表现为韧-脆混合断裂。 焊缝区组织呈细小的等轴晶, 主要存在α-Mg和Mg₁₇Al₁₂两种相, 热影响区组织较粗大。硬度测试结果显示, 焊缝区域的硬度高于母材。     

深熔焊技术在液压支架上的应用

以试验为基础,分析了?1.6 mm焊丝的机器人深熔焊技术在不同工艺参数下的熔深变化和电弧形态,并以此为基础进行了深熔焊工艺评定和焊接接头的显微组织分析。结果表明:在电弧电压35 V以下时?1.6 mm焊丝深熔焊的电弧能够压缩在一个较窄的区域,电流密度较大,平板堆焊可获得7.5 mm以上的熔深;在焊接电流460 A、电弧电压33 V、焊接速度60 cm/min时焊缝熔深最大,力学性能良好,金相组织理想,能够满足工艺评定的要求。     

挤压ZK60-Gd合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能

采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、拉伸试验仪等手段研究了镁合金ZK60-Gd搅拌摩擦焊接头的组织与性能.结果表明:ZK60-Gd镁合金的焊接参数为:焊接速度120～240mm/min,搅拌头转速900～1300r/min.热输入量过大或不足均可导致缺陷;焊接头各区域的组织均有明显特征,焊核区形成细小均匀的再结晶组织;通过焊接工艺优化,焊缝的抗拉强度可达285MPa,为母材强度的87.08%,试样断裂均发生在热影响区.     

特厚F690海工钢焊接接头的组织及腐蚀磨损研究

选择OK Tubrod 15.27S为焊丝,利用自动埋弧焊技术对厚度为80 mm的特厚F690海工钢板进行了双面多层焊接,观察了F690海工钢焊接接头的显微组织,测试分析了F690海工钢焊接接头在3.5%NaCl溶液中的摩擦磨损行为、腐蚀行为。结果表明:在焊接电流450 A、焊接速度52 cm/min条件下得到的接头组织致密,焊缝区显微组织主要由细小的板条状贝氏体和粒状贝氏体组成。在3.5%NaCl溶液中,焊缝区比热影响区表现出更好的耐磨性;焊缝区和热影响区的磨损机制与载荷大小有关,10 N时表现为磨粒磨损,20 N和30 N时表现为磨粒磨损和粘着磨损的混合磨损。与热影响区相比,焊缝区的自腐蚀电位较高、钝化区较小,耐蚀性较低。     

工艺参数对螺旋钻杆焊接接头组织性能的影响

采用全自动焊接工艺对螺旋钻杆翼片进行焊接试验,通过对焊接接头的宏观结构和微观组织研究以及显微硬度测试,研究焊接电流、焊接电压、焊接速度3项工艺参数对螺旋钻杆焊接接头组织和力学性能的影响。结果显示,焊接电流与焊缝熔深、余高呈正相关;焊接电压与焊缝熔深、余高均呈负相关,与焊缝熔宽呈正相关;焊接速度与焊缝熔深、熔宽、余高均呈负相关;焊接电流、电压增大使焊缝区的粒状贝氏体转变为条状贝氏体,且伴有马氏体产生;焊接电流和电压的增大使热影响区的粗晶区增宽,并有淬硬倾向,导致硬度上升,焊接速度的减小致使焊缝区变宽,高硬度范围变广。基于螺旋钻杆结构设计要求,得到最优焊接工艺参数,即焊接电流160 A,焊接电压24 V,焊接速度1 cm/s。     

扫描速度对车用316L不锈钢熔覆层组织及力学性能的影响

采用不同激光扫描速度在304不锈钢表面制备了316L熔覆层，通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及显微硬度计分别对316L熔覆层宏观形貌、相组成、微观组织及显微硬度进行研究。结果表明，316L熔覆层呈单相奥氏体结构，随着扫描速度升高，激光功率密度降低，热输入减小，冷却速度加快，熔覆层晶粒尺寸减小。熔覆层显微硬度与扫描速度成正相关，其中扫描速度1 400 mm/min制备的316L熔覆层显微硬度最高，为275HV_0.3。熔覆层显微硬度的升高是晶格畸变导致的固溶强化和细晶强化的协同作用引起的。磨损试验结果表明，316L熔覆层平均摩擦系数显著低于304不锈钢基体，扫描速度1 400 mm/min制备的316L熔覆层摩擦系数为0.424,磨损率为2.29×10^-6mm³/(N·m),磨损机理为磨粒磨损。     

X100管线钢四丝埋弧焊温度应力场的数值分析

采用ANSYS有限元软件,对X100管线钢的四丝埋弧焊的焊接温度场和应力场进行了模拟,研究了焊接电流、焊接速度、焊丝间距对焊接温度场和残余应力分布的影响。计算结果表明,当每根焊丝的电流增加50 A时,焊接温度场的峰值温度增加135 ℃,焊接热循环的冷却速度略有下降;当焊接速度从0.72 m/min增加到0.84 m/min时,焊接温度场的峰值温度下降183 ℃,焊后冷却速度明显增加;当焊丝间距由30 mm增加到50 mm时,焊接温度场的峰值温度下降189 ℃,焊后冷却速度增加。焊接电流增加50 A时,焊接残余应力水平略有增加;而增加焊接速度和焊丝间距时,残余应力峰值水平下降。     

搅拌头转速对铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头组织性能影响的研究

在不同搅拌头转速下对3mm厚的6063-T4铝合金进行双轴肩搅拌摩擦焊接.结果表明:当焊接速度为200mm/min时,搅拌头转速在400~700r/min的范围内,均可获得成形美观、无内部缺陷的接头;随着转速的增加,接头搅拌区范围有所降低,晶粒尺寸有所增大,沉淀相粗化更为明显;同时,热机影响区范围有所增加,晶粒变形更为剧烈,与搅拌区组织的差异更为明显;各区域硬度值均有所降低,热影响区范围也有所增大.当转速为400r/min时,接头强度达到最高为173 MPa,接头强度系数为85%,伸长率18.3%.     

机器人连贯焊接在液压支架结构件上的应用

针对焊接机器人在液压支架连贯焊接过程中存在的问题，从结构、焊角大小变化、焊缝路径选择、焊接电流大小变化等方面进行试验分析，提出了有针对性的解决方案。通过将肋板倒角改为便于机器人焊接的圆角，避免了后续对主肋焊缝接头进行手工补焊。通过对离线编程参数、路径的不断调试、优化，实现了同等层数、道数相邻焊缝、圆环焊缝路径优化为直线-圆弧-直线、相同坡口类型不同平面等多种情况下的连贯焊接。经过现场试验验证，在保证焊缝外观、质量的情况下，减少了焊接接头和生产成本。