7020铝合金MIG焊焊接接头的组织与性能

采用显微硬度及拉伸力学性能测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、微区X射线衍射(Micro XRD)研究经ER5356焊丝金属极惰性气体保护焊(Metal inert gas,MIG)的7020铝合金厚板焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明:7020铝合金MIG焊焊接接头的抗拉强度为268 MPa,屈服强度为231 MPa,伸长率为4.5%,焊接系数约为0.7;焊接接头的焊缝区为树枝状铸造组织;熔合区靠近焊缝一侧为柱状晶,靠近热影响区一侧为细小的等轴晶组织;热影响区为发生了部分再结晶的纤维组织;基材为明显的纤维组织。焊缝区的铸态组织导致其成为焊接接头最薄弱的位置,η′(MgZn2)相粗化导致热影响区内离焊缝中心约30 mm的位置形成硬度较低的软化区。     

焊后热处理对BB503钢焊接接头性能及组织的影响

对45mm厚的BB503钢板分别采用手工焊、CO2气体保护焊、埋弧自动焊进行焊接，对部分焊接接头进行了焊后去应力热处理。比较了不同工艺焊接接头的力学性能及显微组织的差异。结果表明，经于工焊和CO2气体保护焊焊接的BB503钢板的焊接性优于埋弧焊；焊后热处理消除了焊接接头中的残余应力，大幅度提高了接头各区的冲击韧度，综合力学性能显著提高。     

热处理对挤压态Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织和力学性能的影响

采用扫描电镜、硬度测试、拉伸试验及冲击性能测试,研究了3种不同热处理后Al-12Zn-2.4Mg-1.1Cu-0.3Zr-0.15Ni-0.12Mn(质量分数,%)合金显微组织演变与力学性能的变化。结果表明:经T6处理合金的组织主要为α-Al基体、η′和η析出相,合金的平均硬度和抗拉强度分别达到210 HV和597 MPa,高于T4和T5工艺下的合金硬度和强度。η′和η相对于基体有一定的可动性,使合金的塑性降低,T6态合金的伸长率略低于T4态。T4和T5态合金的冲击断裂机制为脆性断裂,T6处理后合金的冲击性能得到明显改善,断裂机制为韧脆混合断裂。挤压态Al-Zn-Mg-Cu合金宜采用T6热处理工艺。     

机械振动辅助铝合金MIG焊接接头组织与性能研究

MIG焊是新能源汽车铝合金车身的主要连接工艺,但铝合金MIG焊接存在接头软化、焊缝极易出现气孔等问题,给铝合金车身结构焊接质量管控带来了严峻挑战。为了改善铝合金MIG焊的接头质量,将机械振动作为外部激励引入到铝合金MIG焊接过程中,采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察接头微观组织,采用电子背散射衍射仪确定焊缝和热影响区的晶粒大小,采用X射线探伤仪检测接头中的气孔数量,使用维氏硬度计测试接头显微硬度,在电子万能试验机上进行室温拉伸试验,研究振动频率对焊缝成形、气孔分布、显微组织及力学性能的影响。结果表明,机械振动能有效细化焊缝晶粒,减少焊缝气孔数量,增大熔深,提升接头强度和硬度,提高铝合金的焊接质量。并且随着振动频率增加,焊缝晶粒尺寸和气孔数量逐渐减小,熔深及接头的抗拉强度和硬度逐步增加。     

2091Al-Li合金TIG焊焊接接头组织与强度

研究了２０９１Ａｌ－Ｌｉ合金ＴＩＧ焊焊接接头焊态及不同热处理状态下的显微组织和拉伸性能。结果表明：在焊态焊缝区已存在少量细小的沉淀强化相δ′相,但由于其体积分数小,沉淀强化作用弱,此对固溶强化为主强化机制,接头强度较低,接头强度系数为６４％,焊后经人工时效处理,由于有大量的沉淀强化相δ′和Ｓ′相析出,沉淀强化作用强,接头强度有明显提高,接头强度系数可达８９％,焊后经固溶处理加入人工时效,沉淀强化相     

焊后时效热处理对6063铝合金CMT焊接接头组织性能的影响

采用5183铝合金焊丝为填充材料对6063铝合金板材进行协同脉冲冷金属过渡焊(CMT),并对焊接接头分别进行530℃1 h+170℃(4 h,8 h,12 h)的焊后固溶+时效热处理.以焊接接头为研究对象,重点对比分析了时效热处理时间(4 h,8 h,12 h)对焊缝和热影响区的显微组织、显微硬度及力学性能的影响.结果...     

时效对喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响

通过拉伸实验、三点弯曲法断裂韧性测定,借助光学显微镜、扫描电镜、透射电镜观察和X射线衍射分析等手段研究了时效对喷射沉积Al-9Zn-3Mg-2.5Cu.0.8Ni-0.8Zr合金的力学性能和组织的影响.结果表明,该合金经135℃×24 h时效能达到峰值强度(782 MPa),但韧性和延性较差;在175℃保温3h,韧性和延性有所提高,但强度大幅度降低;在135℃做第三级时效,能使强度回升至与峰值时效相当,达到770MPa,延性和韧性仍保持较高水平.     

Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响

研究了Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加少量Zr可以细化合金铸态组织,并且在热挤压过程中抑制再结晶。在固溶时效过程中,可以促进第二相粒子的析出,从而使基体中析出均匀弥散第二相粒子。T6状态下,未加Zr的合金其抗拉强度仅为600MPa,伸长率为10.5%;而加Zr后其抗拉强度超过650MPa,伸长率达到12.3%。     

焊接及焊后热处理对TRIP钢组织和性能的影响

研究了焊接及焊后热处理（300℃,600℃,750℃感应加热）对两种TRIP钢板组织和性能的影响,发现焊接时的高温使焊缝和周围的组织发生了变化。拉伸试验结果表明：焊接后TRIP钢的抗拉强度（Rm）、屈服强度（Rp0.2）值上升,延伸率（8）、加工硬化指教（n）值下降。经过热处理后,Rm、Rp0.2值下降,而δ、n值上升,感应加热温度越高,Rm、Rp0.2下降越多,δ、n上升也越多。     

ZL205A铝合金MIG焊接接头的组织与性能研究

研究了ZL205A铸造铝合金金属极惰性气体保护焊焊接接头的力学性能和显微组织。结果表明,ZL205A铝合金焊接性能较好,焊接过程为亚射流过渡形式,可以得到成形良好无缺陷的焊接接头。焊接接头的焊缝区为树枝状铸造组织,熔合区靠近焊缝一侧为柱状晶,靠近热影响区一侧为细小的等轴晶组织,热影响区由于受焊接热循环作用晶粒变粗大。焊缝区的冲击韧度较高,是热影响区和母材冲击韧度的2倍。焊接接头的硬度分布较为均匀。     

高镁铝合金板材MIG焊接头组织性能分析

采用国产5087焊丝熔化极惰性气体保护焊(MIG)对20 mm厚5083铝合金板材进行焊接试验,借助成分分析仪、光学显微镜、维氏硬度计以及材料试验机,对焊后材料显微组织特征与材料性能研究。试验结果表明,焊丝满足焊接需求;维氏硬度值在80～90 HV之间,其中焊核区硬度最低;焊接板各区显微组织差异明显,符合热影响的作用效果;焊接接头具有较好的力学性能,焊后抗拉强度与焊前母材抗拉强度之比(焊接强度系数)均大于0. 9。     

焊后热处理对异种合金摩擦焊件组织与性能的影响

用金相观察、SEM分析和拉伸试验等方法研究不同的焊后热处理制度对异种合金(Ti2AlNb/TC11)线性摩擦焊接件显微组织与力学性能的影响。结果表明:仅进行时效热处理时,随着保温时间的延长或热处理温度的提高,焊缝两侧热影响区条状α/O相析出量不断增加,焊接接头强度也相应得到提高;固溶及时效热处理后,TC11合金侧热影响区在晶界上析出大量粗条状α相,Ti2AlNb合金侧热影响区晶界主要由条状O相构成,焊接接头强度超出母材TC11合金的强度。     

镁合金MIG焊接工艺及焊接接头组织性能分析

采用脉冲 MIG 焊接工艺,进行 AZ31B 镁合金板材的焊接性分析,焊后利用光学显微镜、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机和显微硬度仪等设备对焊接接头的组织与力学性能进行了检测分析.结果表明,通过优化工艺参数,采用脉冲 MIG 焊接工艺可以在不开坡口、不需背面强制成形的条件下,实现镁合金单面焊接双面成形,获得连续、没有表面缺陷的焊接接头.焊接接头的热影响区较窄,晶粒稍有长大.焊缝区组织均匀,晶粒细小,硬度值高于母材.焊接接头的抗拉强度可达到母材的 95% 以上.

Abstract：

The pulsed MIG welding was used to weld AZ31B Mg alloy, and the weldability of the alloy was studied. The microstructure, mechanical property and hardness of the welded joint were investigated via the metal phase microscopy, scanning electron microscope, tensile testing machine and hardness instrument. The results show that one-side welding with back can be obtained through this technique at optimized parameters when there was no groove and no shaped ban, which continuous butt joints have no surface defects.The heat-affected zone of the joints is narrow, and the grains of the zone are slightly larger than that of the base metal. The grains of fusion zone are tiny, the microstructure is homogeneous and the hardness of welded joint is higher than that of the base metal. The tensile strength is up to 95% of the base metal.     

预时效处理对 Al-Zn-Mg-Cu 合金硬化响应及微观组织的影响

研究了预时效处理对Al-Zn-Mg-Cu铝合金薄板力学性能和微观组织的影响,测试了显微硬度和力学性能,表征了TEM微观精细组织。结果表明:固溶处理后在180 ℃立即进行人工时效处理,可获得Al-Zn-Mg-Cu合金的显著时效硬化效果,且在8 h后达到峰值硬度195 HV0.5,与基体呈共格关系的η′相为主要强化相;120 ℃×10 min为最佳的预时效处理制度,经14天的室温停滞后,相比于固溶+自然时效态,硬度降低了13 HV0.5,降幅达到10.7%,具有明显的抑制自然时效作用;预时效+自然时效态试样,经烘烤硬化处理后,屈服强度和抗拉强度分别达到了465和545 MPa,强度增量分别达到170和95 MPa,同时伸长率达到12.5%。     

稀土元素对新型Al-Mg合金焊接接头组织和性能的影响

研究了Sc,Zr元素对新型Al-Mg合金焊接接头组织和性能的影响。建立了MIG电弧二维数值分析模型,模拟出电弧温度场的分布情况,电弧最高温度超过20 000 K,且温度分布存在较大的温度梯度,说明高温电弧对合金有益元素有一定的烧损作用。采用合金元素不同的焊丝ER5356,ER5B06和ER5B71作为填充材料,对2 mm厚新型Al-Mg合金进行MIG焊接试验,研究高Mg焊丝添加不同稀土元素对焊接性能及组织的影响。结果表明,使用3种焊丝均可获得性能优良的焊接接头,使用ER5B06焊丝的接头力学性能得到一定提升,但焊缝晶粒细化效果不明显;使用复合添加Sc,Zr微量元素的ER5B71焊丝,接头晶粒能够有效细化,力学性能进一步得到提升。3种焊丝中,采用ER5B71焊丝的焊接接头强度最高,焊接系数为83%,焊接接头中起到细化晶粒作用的析出相以Al3(Sc,Zr)为主。同时,无论采用哪种焊丝,焊接热影响区未发生明细的晶粒粗化,说明在母材中加入一定的Sc,Zr微量元素,可提升合金材料抗软化能力,有效抑制热影响区再结晶行为。 创新点： 采用电弧物理数值模拟和进行试验结合的方法,进行研究论证,使研究内容充实,有理论深度,更具说服力;选择具有稀土元素的铝合金和焊丝作为研究对象,对新材料及焊材的研发具有一定指导意义。     

热处理对TC4钛合金电子束焊接件组织性能的影响

对分别处于退火和固溶时效态的TC4钛合金进行电子束焊接,焊后采用不同的热处理工艺,利用光学显微镜(OM)及X射线衍射(XRD)的方法对这两种TC4焊接件的微观组织及相组成进行了分析,并进行力学性能试验.结果表明,两组试件母材组织均为α相和β相转变组织的机械混合物,但状态和分布不同;退火态试件的热影响区为粗而短的针状α相和少量初生α相,焊缝为单一板条α'马氏体,粗大且分布均匀,属于典型的网篮状组织,而固溶态试件热影响区中的针状α马氏体细小且分布不均;焊缝主要为粗大原始β晶粒内针状回火α'马氏体及晶界α相.这两组试件的抗拉强度及冲击韧度均高于母材,但退火态试件抗拉强度高于固溶态试件,冲击韧度略低于后者.     

焊后热处理对2219-T6铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能的影响

采用搅拌摩擦焊方法对2219-T6铝合金进行焊接,对焊接接头的宏观形貌、显微组织、拉伸强度、显微硬度进行了分析。结果表明,焊核区组织为细小的晶粒,热机影响区组织为弯曲变形的晶粒,热影响区组织出现了明显粗化。接头室温拉伸强度可以达到母材的75%左右,接头强度低于母材的原因主要归结为金属的塑性损伤、缺陷的产生和热影响区的软化。通过固溶及时效方法并兼顾再结晶过程的热处理工艺可以回复接头塑性、消除软化,达到改善接头性能的目的。     

Effect of post-weld heat treatment on microstructure and mechanical properties of welded joints of 6061-T6 aluminum alloy

6061 aluminum alloy T-joints were welded by double-pulsed MIG welding process. Then, the post-weld heat treatment was performed on the welded T-joints. The weld microstructure under different aging temperature and time was investigated by transmission electron microscopy and scanning electron microscopy. The mechanical properties were examined by hardness test and tensile test. The results showed that the micro-hardness was sensitive to heat treatment temperature and time. Increasing temperature was beneficial to the shortening of peak aging time. There were a large number of dislocations and few precipitates in the welded joints. With the increase of post-weld heat treatment temperature and time, the density of dislocation decreased. Meanwhile, the strengthening phase precipitated and grew up gradually. When the post-weld heat treatment temperature increased up to 200 °C, large Q' phases were observed. And they were responsible for the peak value of the micro-hardness in the welded joints.     

焊丝成分对6082-T6铝合金焊接接头组织和性能的影响

采用ER5356和ER5087焊丝对12mm厚6082-T6铝合金进行熔化极惰性气体保护焊(MIG)后,通过显微硬度测试、拉伸力学性能测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)等研究焊丝成分对焊接接头力学性能与显微组织的影响。结果表明:采用ER5087焊丝焊接的6082-T6铝合金焊接接头焊缝区晶粒更细小;抗拉强度、屈服强度、断后伸长率以及焊接系数均高于ER5356焊丝焊接的6082-T6铝合金焊接接头的;两种焊丝焊接的6082-T6铝合金焊接接头的硬度最低区域与拉伸断裂位置均在距离焊缝中心10～15mm处的热影响区,该区域β″强化相聚集长大、粗化,导致析出相强化作用减弱,成为焊接接头性能最薄弱区域。