6061铝合金激光填丝焊接接头的组织与力学性能

通过显微硬度计、拉伸试验机、扫描电镜和X射线衍射仪等研究了激光填丝焊接6mm厚6061铝合金接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊缝中心区域的显微组织为等轴晶,由α-Al固溶体组成,无β(Mg_2Si)强化相析出,近熔合区的焊缝组织为柱状晶;焊接接头焊缝的硬度最低,约为73HV,母材的硬度最高,约为110HV,随着距焊缝中心距离的增大,热影响区的硬度先呈波浪式增大,在距焊缝中心2.2~3.8 mm处有所下降,此外为热影响区软化区,在距焊缝中心3.8~4.4mm处又快速增大;焊接接头的抗拉强度为234 MPa,约为母材的71%,高于熔化极惰性气体保护焊接接头的;焊接接头均在焊缝处断裂,接头与母材均为韧性断裂。     

5R60铝合金焊接接头微观组织与力学性能研究

针对中国兵器工业集团第五二研究所开发的高性能5R60铝合金在应用中对熔焊的需求,使用五二所研发的?1.6mm高性能5R59铝合金焊丝,采用MIG焊接方法焊接13mm厚5R60铝合金板材,并对焊接接头显微组织、断口形貌、拉伸力学性能和显微硬度等内容进行研究。研究结果表明：焊缝区和靠近焊缝一侧的热影响区晶粒为均匀细小的等轴晶,平均晶粒尺寸分别为9.6和18.4μm;焊缝组织中分布大量由Al、Sc、Zr、Ti元素组成的初生第二相,该相对提升促进焊缝组织晶粒细化、提升接头强度具有积极作用;显微硬度测试结果分析焊接接头热影响区宽度约为30mm;焊接接头最高抗拉强度和延伸率分别为367MPa和13%,平均抗拉强度和延伸率分别为358.3MPa和12.5%;焊缝区由于铸态组织缺陷成为性能最薄弱区域,平均显微硬度为90.5HV。     

评定铝合金焊接接头力学性能的新途径

采用常规试验方法来测定铝合金型材构件焊接接头各区的力学性能及其变化规律是很困难的。而接头性能直接影响着结构焊接工艺的选择和强度计算。通过测定铝合金微型剪切试验和拉伸试验的性能参数，研究得出了这些性能参数之间的数学关系式。可利用这些关系式评定铝合金焊接接头的力学性能。微型剪切试验为铝合金焊接接头力学性能的评定提供了一个新途径。     

7075铝合金搅拌摩擦焊接接头组织和力学性能分析

利用搅拌摩擦焊方法对10 mm厚7075铝合金板材进行对接焊接试验,并对不同焊接工艺参数的接头进行微观组织观察和力学性能分析。结果表明:焊核区和热机影响区的晶粒,当焊接速度一定,旋转速度与晶粒尺寸呈正相关;焊核区的晶粒,当旋转速度一定时,焊接速度与晶粒呈负相关。焊接接头维氏显微硬度值呈现出不左右对称的"W"形,焊核区的硬度值比热机影响区和热影响区高;前进侧热影响区的硬度值比后退侧热影响区的硬度值小,且为整个焊接接头维氏硬度最低值,焊接接头在前进侧的热机影响区断裂,为韧性断裂;搅拌摩擦焊焊接接头前进侧存在"软化"现象;当旋转速度为900 r/min、焊接速度为90 mm/min时,试件的抗拉强度为454 MPa、延伸率为5.9%,力学性能最好。     

退火对TC18钛合金电子束焊接接头组织与力学性能的影响

采用普通退火和去应力退火两种退火工艺对TC18钛合金电子束焊接接头进行焊后热处理,研究了退火处理对焊接接头显微组织、拉伸性能和冲击性能的影响,并将接头的性能与母材的进行了对比。结果表明:与去应力退火相比,普通退火后,显微组织中的α相含量减少,β相含量增多,接头的强度降低,塑性更高;两种方式退火后,母材和焊接接头的拉伸性能相差不大,但母材的冲击性能优于焊接接头的。     

NM450耐磨钢板焊接接头的显微组织和力学性能

采用ER50-6焊丝对NM450耐磨钢板进行了CO_2气体保护焊,研究了接头的显微组织、力学性能,以及焊接冷裂纹敏感性。结果表明:焊缝组织为块状铁素体+针状铁素体,热影响区粗晶区和正火区的组织分别为板条马氏体和铁素体+渗碳体;焊缝区、粗晶区、正火区和不完全重结晶区的硬度分别为220,412,234,386HV,马氏体分解导致正火区和不完全重结晶区硬度降低;接头的抗拉强度为768 MPa,焊缝中心、影响区和母材的-20℃夏比冲击吸收功分别为110,140,88J;此钢有一定的冷裂纹敏感性,在环境温度32.6℃、不预热焊接时不会产生裂纹,在环境温度-1.4℃、不预热焊接时,接头根部裂纹率和截面裂纹率均为100%,80℃预热焊接则不会产生焊接裂纹。     

10Ni5CrMoV钢MAG焊接接头的显微组织与力学性能

采用MAG(熔化极活性气体保护焊)对25mm厚10Ni5CrMoV钢进行了焊接,观察了接头显微组织与冲击断口形貌,并对其硬度、冲击性能和拉伸性能进行了研究。结果表明:接头焊缝区组织主要为板条马氏体/贝氏体+粒状贝氏体,且存在较多的沿奥氏体晶界分布的M-A组元,硬度接近于母材,冲击韧性较低,-50℃时的平均冲击功为42J;随着距焊缝中心距离的增大,热影响区组织依次为淬火马氏体、板条马氏体/贝氏体+铁素体+粒状贝氏体,且临界区碳化物积聚并长大,硬度先升高后降低,最低硬度为286.4HV,冲击韧性较高,-50℃时的平均冲击功为188J;焊接接头的平均抗拉强度达到920 MPa,拉伸试样的断裂位置均在母材;M-A组元及碳化物是影响接头性能的主要因素。     

LZ92镁锂合金激光焊接接头的显微组织与力学性能

采用CO2激光焊接厚度为2 mm的LZ92镁锂合金板,研究了焊接接头的显微组织、物相组成、显微硬度与拉伸性能.结果表明:LZ92镁锂合金焊接接头成形良好,焊缝中无明显气孔、裂纹等缺陷;母材与焊缝的物相组成相同,由α相、β相和中间相Mg7Zn3组成;母材由等轴状β相和枝晶状与颗粒状α相组成,热影响区由粗大的β相和少量细小...     

铜/铝合金冷压-扩散复合焊接接头的显微组织

用冷压-扩散复合连接技术焊接T2铜与2A50铝合金,用SEM、EDS、XRD等方法对焊接接头进行了分析.结果表明:T2铜与2A50铝合金经200 MPa冷压+(515～525)℃×90 min热扩散和100 MPa热压+(515～525)℃×90 min扩散后,能在结合界面形成2 mm的异种金属焊缝;焊缝中铜的质量分数为56.91%,铝为43.09%;焊缝中CuAl2质量分数为56.4%,明显高于2A50铝合金的(7.6%);焊缝中没有单质铜.     

2024-T3铝合金搅拌摩擦连接接头力学性能研究

以搅拌头旋转速度和连接速度为变量,设计了9组不同的连接参数,对3mm厚2024-T3铝合金进行搅拌摩擦连接试验,采用拉伸试验和小孔切割应力释放法测量了连接接头的抗拉强度和上下表面纵向残余应力。结果表明,接头上表面纵向残余应力均呈M型分布,下表面均呈倒V型分布;随着搅拌头旋转速度和连接速度的增大,接头的抗拉强度及延伸率先增大后减小,上表面前进侧、后退侧和下表面的纵向残余应力峰值先减小后增大;搅拌头旋转速度对接头抗拉强度及纵向残余应力峰值的影响要比连接速度大;当搅拌头旋转速度1 050 r/min,连接速度200 mm/min时,接头的抗拉强度最大,达到母材强度的81.2%,接头上表面前进侧、后退侧和下表面的纵向残余应力峰值最低。     

风对A5083铝合金焊接接头力学性能及微观组织的影响

风一方面加快了熔焊时的冷凝速度,另一方面风影响氩气对熔滴与熔池的保护,从而显著地降低接头的力学性能。中车南京浦镇车辆有限公司设计了可调节风的速度的环境实验室,在20℃条件下,设计了0 m/s、1 m/s、2 m/s的风速,对A5083铝合金焊接接头进行焊接,测试不同条件下焊接接头的拉伸强度、冲击韧性、硬度以及显微组织。研究结果表明,随着风速的提高,接头的抗拉强度和冲击韧性下降,但显微硬度并未发生大的变化。接头微观组织变得更加粗糙,甚至还出现了显微裂纹缺陷,这证明风的存在,显著地会降低接头的宏观力学性能,但对微区性能改变不大。     

不同焊接热输入下AZ31镁合金TIG焊接接头的显微组织与力学性能

采用交流钨极氩弧焊在不同焊接热输入下对2mm厚的热轧态AZ31镁合金薄板进行对接焊试验,采用显微镜、硬度仪及拉伸试验机等对焊接接头的显微组织与力学性能进行了研究。结果表明:焊接接头母材区的组织为单相α-Mg固溶体,热影响区和焊缝区的组织为α-Mg单相固溶体和弥散分布的β-Mg_(17)Al_(12)相;随着焊接热输入增大,焊缝区的晶粒变大,β-Mg_(17)Al_(12)相增多;焊缝区的显微硬度最高,母材区的次之,热影响区的最低;随着焊接热输入增大,焊接接头的抗拉强度先增大后减小,并在90A时达到最大,为223 MPa,可达到母材的89.2%,此时的伸长率为10.0%;拉伸断裂位置主要出现在热影响区,断裂方式为准解理断裂。     

电子束局部热处理对TC4钛合金焊接接头组织及力学性能的影响

电子束焊后局部热处理技术是伴随电子束焊接技术发展起来的1种新颖的加工技术，可以改善和提高电子束焊缝的组织及力学性能，避免缺陷，提高焊接质量。与整体真空退火热处理相比，电子束局部热处理后TC4钛合金接头区组织形态相同，但SEM照片显示焊缝区针状组织更加细密，焊缝区显微硬度均分布较平稳；抗拉强度得到了较大的提高，拉伸塑性降低了，但达到了母材的水平。电子束焊后局部热处理技术作为中间热处理或用于无法进行整体真空热处理的情况下，是对整体真空热处理的有益补充。     

焊丝对2A12铝合金焊接接头组织和力学性能的影响

对2A12铝合金进行交流钨极氩弧焊接,探讨了ER4043焊丝和BJ-380A焊丝对焊接接头组织、抗拉强度和硬度的影响。结果表明:两种焊丝接头焊缝区均为典型的铸态枝晶组织,晶粒生长方向以弯曲形状垂直于焊接方向;与ER4043焊丝相比,BJ-380A焊丝接头的热影响区晶界中有更多的强化相析出;两种焊丝接头的抗拉强度均可达到母材的50%以上,拉伸断裂部位均位于热影响区;与BJ-380A焊丝相比,ER4043焊丝接头的强度和硬度更高,抗拉强度达到了母材的67.9%。     

环境湿度对A5083铝合金焊接接头力学性能及微观组织的影响

在50%、90%的湿度条件下对A5083铝合金焊接接头进行焊接,测试不同环境湿度条件下焊接接头的拉伸强度、冲击韧性、硬度以及显微组织。研究结果表明,随着湿度条件的升高,接头的抗拉强度和冲击韧性均存在整体下降的趋势,90%湿度条件下获得的焊接接头的硬度存在起伏。除了微观组织晶粒存在的长大现象外,大量的气孔产生是降低接头性能主要因素。     

硬质合金与碳钢电子束对接焊接头的显微组织

选用YG30硬质合金与45钢进行电子束对接焊复合试验，用扫描电镜、波长分散X射线谱仪对焊接接头显微组织进行了分析。结果表明：当电子束电流小、焊接速度慢时，焊接接头易形成有害的η相，η相分布于YG30／焊缝界面区域，并聚集长大，η相层厚度约10μm；焊接过程中硬质合金脱碳和铁向硬质合金迁移是叩相形成的主要原因。     

高氮钢电子束焊接接头组织与性能分析

高氮钢焊接技术的研究是高氮钢研制和应用的关键技术之一。采用真空电子束焊接方法,对4 mm厚的高氮钢进行了焊接,研究了焊接接头的组织和力学性能。研究结果表明高氮钢电子束焊接焊缝和热影响区的组织为奥氏体组织,当焊接束流为20 m A、焊接速度为6.5 mm/s时,接头抗拉强度最大为1 010 MPa,达到母材强度的92.7%。高氮钢电子束焊焊缝中氮逸失较少,氮含量下降不多,由0.74%下降到0.64%。     

SiC_p/101Al复合材料电子束焊接接头温度场对其显微组织的影响

采用ANSYS有限元分析软件对SiCp/101Al复合材料电子束焊接时接头的温度场进行了数值模拟,在此基础上对接头显微组织中Al4C3脆性相生成数量进行了分析.结果表明:采用双椭球热源模型可准确地模拟出电子束焊接接头的温度场;焊接时表面熔池近似为圆形,内部呈上宽下窄的锥形;在保证接头焊透的前提下,适当提高焊接速度或减小电子束输入功率,可在一定程度上减少接头组织中Al4C3脆性相的数量.     

60mm厚Q345钢板电子束焊接接头的显微组织及硬度分布

利用电子束焊接方法焊接了60mm厚Q345钢板,研究了接头焊缝区的显微组织及显微硬度分布。结果表明:电子束焊接能够一次性焊透60mm厚Q345钢板,得到成形良好且没有明显气孔、裂纹等缺陷的焊接接头,焊缝深宽比很大,约15∶1;焊缝中心顶层由先共析铁素体、侧板条铁素体和针状铁素体组成,沿着焊缝深度方向铁素体数量减少、板条状马氏体和针状铁素体数量增加且针状铁素体间距变小,晶粒尺寸减小;从焊缝顶层到底层,焊缝中心的硬度呈波动性增大趋势,焊缝区的显微硬度高于母材和热影响区的,且沿着深度方向焊缝区硬度的增长速率明显增大。