新型Al-Cu合金焊丝焊缝组织与性能

采用自制焊丝对2519装甲铝合金进行熔化极惰性气体保护焊(MIG)焊接,并对焊接接头的力学性能和焊缝组织进行了分析.结果表明,用自制焊丝焊接的焊接接头的力学性能Rm可达320 MPa,断后伸长率达到6％;焊丝中添加一定量的Ti,Zr元素在熔池中形成了Al3Zr和Al3Ti,成为异质形核核心,使焊缝区为均匀细小的等轴晶组成,一定量的Mn也起到了细化晶粒的作用,显著地提高了焊缝的性能.     

孕育剂Ti和Zr元素对2219铝铜合金焊缝组织和性能的影响

采用5种焊丝对2219铝铜合金进行MIG焊,研究了孕育剂Ti和Zr元素对焊缝组织和性能的影响.结果表明,Ti和Zr元素的细化作用是相容的,当焊丝中单独添加孕育剂Ti或Zr元素时,焊缝几乎由粗大的柱状晶组成.焊丝中复合添加少量的孕育剂Ti和Zr元素时,Ti和zr元素在熔池中分别形成Al3Ti和Al3Zr,促进了α(Al)非均质形核.随着焊丝中Ti和Zr元素含量的增加,焊缝组织逐步细化.当焊丝中Ti和Zr元素含量较高时,Ti和Zr元素还在熔池中形成大量的Al3(Ti,Zr)质点,促进α(Al)非均质形核,焊缝组织由细小均匀的等轴晶组成,显著提高了接头强度和塑性.     

焊丝成分对异种装甲铝合金焊接接头组织与性能的影响

采用ER5356及ER2319焊丝对2519A和7A52铝合金异型板进行脉冲MIG焊,并对焊接接头的力学性能和焊缝组织进行了分析.结果表明:用ER2319焊丝焊接的接头力学性能高于ER5356,ER2319焊丝细化了焊缝区的组织,其强度比采用ER5356焊丝焊接的提高了13.3％,伸长率提高了39.3％.ER2319焊丝中的微量元素Ti和Zr在焊缝中形成Al3Ti和Al3Zr,促进α(Al)非均匀形核是提高接头强度和塑性的重要原因.     

Ti、Zr元素对2A12铝合金焊缝组织和性能的影响

采用SEM、EDS、DSC研究了Ti、Zr元素对2A12铝合金焊缝组织和性能的影响。结果表明:同时添加Ti、Zr元素对焊缝组织能起到良好的细化效果。随着Ti、Zr量增加,焊缝组织逐渐细化,接头强度和塑性均逐渐增大。采用0.34%Ti和0.35%Zr的焊丝所获得的焊缝组织为细小的等轴晶,抗拉强度达到314.92 MPa。     

复合孕育剂Ti、Zr对2519铝铜合金焊缝组织及性能的影响

采用3种焊丝对2519铝铜合金进行MIG焊,研究了孕育剂Ti、Zr对焊缝组织和性能的影响。结果表明:Ti和Zr的细化作用是相容的,当焊丝中单独添加孕育剂Ti或Zr时,焊缝几乎由粗大的柱状晶组成;焊丝中复合添加少量的孕育剂Ti和Zr时,Ti和Zr在熔池中分别形成Al3Ti和Al3Zr,促进了α(Al)非均质形核;随着焊丝中Ti和Zr含量的增加,焊缝组织逐步细化,当焊丝中Ti和Zr含量较高时,Ti和Zr还在熔池中形成大量的Al3(Ti,Zr)质点,促进α(Al)非均质形核;焊缝组织由细小均匀的等轴晶组成,显著提高了接头强度和塑性。     

Al-Mg(Sc,Zr)合金焊接接头组织与性能试验研究

对比了以Al-Mg及Al-Mg-Sc合金焊丝为填充材料,手工TIG法施焊的Al-Mg-(Sc,Zr)合金焊接接头微观组织特征及力学性能。结果表明,基材热影响区没有发生明显的再结晶现象,证明Al-Mg-(Sc,Zr)合金具有很强的抗焊接热软化能力;采用Al-Mg-Sc合金焊丝为填充材料时焊缝晶粒组织得到明显细化,提高了焊缝强度;熔合区形成的细小等轴晶层提高了基材与焊缝填充材料的结合力。采用Al-Mg及Al-Mg-Sc合金焊丝焊接时,Al-Mg-(Sc,Zr)焊接接头强度系数均大于0.90;但采用Al-Mg合金焊丝时,焊接接头屈服强度仅为188 N/mm2,而采用Al-Mg-Sc合金焊丝时,焊接接头屈服强度高达287 N/mm2,大大提高了Al-Mg-Sc合金焊接构件的许用强度。     

微量元素对高强铝合金焊缝组织和力学性能的影响

在ER2319焊丝的基础上，分别添加少量Ce、Cr及Mn元素制备了3种焊丝。采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析技术研究微量元素Ce、Cr和Mn对MIG焊缝组织和性能的影响。结果表明：Ce能够细化二次枝晶间距，但Ce易与Ti、Zr相互反应在晶界生成块状硬而脆的AlCuCeTiZrV复杂金属间化合物，降低了Ti和Zr的异质形核作用，使焊缝组织成柱态。而Cr和Mn则能促进A13Ti、Al3Zr以及复合析出物Al3（Zr，Ti）的析出，增加这些颗粒在高温条件下的稳定性，能够显著细化焊缝晶粒和晶界共晶相，提升接头的力学性能。但Mn的含量达到0．58％时，焊缝中心容易形成粗大树枝晶。     

不同焊丝对6082铝合金焊接接头组织性能的影响

采用ER5356和ER5087铝合金焊丝对6082-T6铝合金板材进行焊接,研究了不同焊丝对6082-T6铝合金力学性能和显微组织影响。结果表明,ER5087焊丝焊接的焊缝硬度高于ER5356焊丝的焊缝硬度,这是由于ER5087焊丝中的Zr细化焊缝晶粒的结果。拉伸试验时焊接接头均断裂于热影响区,ER5087焊丝焊接的接头比ER5356焊丝焊接的接头平均屈服强度和抗拉强度高,断后伸长率稍好。     

钛锆含量对2A12铝合金MIG焊接头组织与性能的影响

采用4种不同钛、锆含量的焊丝对2A12铝合金进行MIG焊,分析了Ti、Zr含量对2A12铝合金焊缝晶粒尺寸和共晶形貌的影响,并对焊接接头力学性能进行了研究。结果表明:随着焊丝中Ti、Zr元素含量增加,晶粒尺寸不断减小,共晶分布更加弥散细小,提高了焊缝的强度。     

含钪与不含钪铝镁钪合金焊接接头的组织与性能

分别采用Al-Mg-Zr和Al-Mg-Zr-Sc合金焊丝为填充材料,对2 mm厚的Al-Mg-Sc合金薄板进行惰性气体保护焊接,然后对两种焊接接头的显微组织和力学性能进行对比研究。结果表明:采用两种焊丝焊接的Al-Mg-Sc合金薄板的焊接接头强度系数均大于0.9。但采用Al-Mg-Zr-Sc合金焊丝为填充材料时,焊缝晶粒组织明显细化,熔合区形成的细小等轴晶层提高了基材与焊缝填充材料的结合力,焊接接头的屈服强度比采用Al-Mg-Zr合金焊丝为填充材料时提高了100 MPa,显著提高了Al-Mg-Sc合金焊接构件的许用强度,因此焊接Al-Mg-Sc板材更宜采用Al-Mg-Sc-Zr焊丝。     

电铁塔用细晶高强钢焊接接头组织与性能研究

采用焊条电孤焊、CO2气体保护焊焊接了控扎控冷制备输电铁塔用细晶Q420低合金高强钢.研究焊接接头显微组织和力学性能,并对比分析热轧制备Q420钢焊接接头的冲击韧性.研究结果表明,选择E5515焊条、ER55-G焊丝焊接所得细晶Q420高强钢焊接接头焊缝金属主要由铁素体和少量珠光体构成,ER55-G焊丝由于添加Ti元素...     

Ti和Zr对铝合金冷金属过渡原位焊接性能的影响

在冷金属过渡(CMT)焊接5A66铝合金的基础上,分别添加Ti粉和Ti、Zr混合粉末进行原位合金化焊接,研究原位合金化焊接方法对焊接接头的影响。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、微区X射线(XRD)以及显微硬度和拉伸力学性能测试对不同工艺条件下的试样进行显微组织和力学性能分析。结果表明:Ti、Zr在液态熔池中与Al反应,生成细小的Al3Ti、Al3Zr粒子,提高焊缝区的显微硬度,但焊缝中气孔增多。熔合线附近靠母材侧存在等轴晶薄层,原位反应增加等轴晶薄层的宽度。新生成第二相颗粒的弥散强化作用提高焊缝区的力学性能。合金元素的添加对焊接接头热影响区的影响不大,由于实际热输入量很低,焊缝强度系数约为0.9。     

复合添加Ti和Sr对AA4043铝合金焊丝变质和AA6082 TIG焊接接头力学性能的影响（英文）

为提高采用AA4043焊丝焊接的AA6082钨极氩弧焊接头的力学性能,研究了元素Ti和Sr对连铸连轧AA4043焊丝的影响。结果表明:元素Ti、Sr变质效果较好,可以改善AA4043焊丝的显微组织,并提高AA6082焊缝的力学性能。与单独添加元素Ti或Sr相比,复合添加两种元素可以同时高效地变质α(Al)枝晶和共晶Si相。此外,元素Ti、Sr可以改善AA6082焊缝的显微组织,当复合添加0.08%Ti和0.025%Sr时,AA6082焊缝的抗拉强度达到最大。结果表明,Ti和Sr的复合添加可以实现较好的变质效果。     

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。     

高强铝合金的MIG焊焊接工艺

采用自行研制的焊丝对2519-T87高强铝合金进行了熔化极气体保护焊(MIG)焊接,研究了焊丝成分和焊接热输入对接头组织和力学性能的影响.结果表明:采用自行研制的3种焊丝焊接接头的抗拉强度均超过了美国的ER2319焊丝,其中采用8#丝的接头焊缝组织最为细小,可获得最高的接头抗拉强度,且随着焊接热输入的减小,焊缝中二次枝晶之间的间距随之减小,Cu元素的偏析程度随之减弱,接头的力学性能得到提高.     

Sc、Zr微合金化对5356铝合金焊材组织及焊接性能的影响

为提高5083铝合金焊接接头的力学性能,本实验制备了不同Sc、Zr含量的5356焊丝。使用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针显微分析仪(EPMA)研究了5356焊材铸锭和5083铝合金焊缝的微观组织,并测试了焊件的硬度和拉伸性能。结果表明:单独添加含量为0.2wt%的Sc与Zr均能有效细化5356合金晶粒,添加Zr的细化效果更好。同时添加Sc与Zr能更进一步细化合金晶粒度,分别添加0.2wt%Sc+0.1wt%Zr、 0.2wt%Zr+0.1wt%Sc时,晶粒尺寸约为29μm,较未添加微量元素合金晶粒尺寸减小约78.5%。0.2 wt%Sc以及0.2 wt%Sc+0.1 wt%Zr焊丝可显著细化焊缝晶粒并提升其力学性能。当使用0.2 wt%Sc+0.1 wt%Zr改性焊丝时,焊缝熔化区平均晶粒尺寸为15μm,是使用未改性焊丝制得熔化区晶粒尺寸(62μm)的24%,抗拉强度为343 MPa,提升15%。     

焊丝成分对2519铝合金焊缝组织与性能的影响

采用ER4047焊丝及ER2319焊丝对2519铝合金进行熔化极惰性气体保护焊(MIG),并对焊接接头的力学性能和焊缝组织进行了分析.结果表明,用ER2319焊丝焊接的焊接接头的力学性能优于ER4047焊丝;ER2319焊丝细化了焊缝区的组织;2519铝合金焊接接头的抗拉强度低于母材,焊缝处是焊接接头的最薄弱环节,其次是焊接热影响区内的软化区,θ'相粒子受热影响而粗化是形成软化区的主要原因.     

不同焊丝对喷射成形7055铝合金焊缝组织与力学性能的影响

对用喷射成形工艺制备的7055铝合金采用不同焊丝进行MIG焊焊接试验,对焊接接头组织和力学性能进行了研究。试验结果表明:ER4043焊丝焊接接头硬度为200 HV,接头抗拉强度为145 MPa,伸长率为2.23%;焊接接头主要以等轴晶为主,焊缝区为等轴晶和树枝状晶,熔合区和热影响区主要为等轴晶组织,断口为解理断裂。ER5356焊丝焊接接头硬度为90 HV,接头抗拉强度为190 MPa,伸长率为2.92%;焊接接头主要以柱状晶为主,焊缝区、熔合区主要为柱状晶组织,热影响区为粗大的等轴晶,断口为疲劳断裂形式。     

30CrMnSiA钢CO_2气体保护焊接头组织和性能研究

采用H08Mn2SiA、Qk Aristorod 12.5两种焊丝分别对30CrMnSiA钢进行CO2气体保护焊,并对这两种焊丝所焊接头的显微组织及力学性能进行了分析。结果表明:采用H08Mn2SiA焊丝进行焊接,焊缝组织主要由细晶铁素体和针状铁素体组成,焊缝的显微组织比采用Qk Aristorod 12.5焊丝焊接焊缝组织要细小,其针状铁素体细且数量多、排列密集。H08Mn2SiA焊丝焊接接头的力学性能优于Qk Aristorod 12.5焊丝焊接接头的力学性能。     

微量Zr对Al-5.8Cu-0.3Mn合金焊接接头组织与性能的影响

采用4047焊丝对Al-5．8Cu-0．3Mn铝合金进行熔化极惰性气体保护焊，利用金相显微镜、透射电镜、显微硬度等检测分析手段研究了Zr对Al-5．8Cu-0．3Mn母材及焊接接头的力学性能和显微组织的影响。结果表明，Al-5．8Cu-0．3Mn合金中添加适量Zr元素可使母材强度提高30MPa，焊接接头强度提高50MPa，同时，细化了母材的再结晶组织和焊缝组织。焊接接头的强度低于母材强度，焊缝区是合金的薄弱处，热影响区强度降低是θ‘相粒子受热粗化所致。