Microstructures of 2219 twin wire welded joints

With thick plates of 2219 high-strength alloy, the microstructures of welded joints with twin wire MIG welding were analyzed. Experimental results show that no hot crack was found in the weld due to discontinuous distribution of cocrystallization with low melting temperature, but porosity is serious in the first weld seam that is mainly composed of equiaxial grains with uneven sizes. As the poor position of the whole welded joint, fusion zone has big and coarse grains, uneven microstructures ; In quenching zone, there exist a lot of soaked microstructures that cocrystallizntion with low melting temperature solute into matrix, thus strengthening the metal in this zone; In excessive aging zone, much more phases that distribute evenly will be separated from the matrix; Ontside this zone, properties and microstructures of the metal are basically similar to matrix due to the relatively low temperature or unaffected heat in the zone during welding.

基于响应面法的铝合金角接激光焊工艺优化

文章选用板材厚度为2 mm的5754铝合金,采用角接的搭接形式,开展激光熔焊焊接试验。以激光功率P、焊接速度v、离焦量Z为试验参数,以焊接接头的最大拉力F为响应指标,建立响应面分析的数学模型。研究结果表明:激光功率、焊接速度、离焦量对最大拉力均有明显影响。激光功率越大、焊接速度和离焦量越小,最大拉力越大。分析所建立的数学模型,确定较优工艺区间,结合焊缝成形的宏观形貌,获取最优工艺参数组合。最大拉力相比于试验组中的最优组提升5.55%。

厚板5083铝合金MIG焊工艺与性能研究

针对25 mm船用5083厚板铝合金MIG焊,焊接难度大,接头性能不达标,出现未熔合、未焊透、大量气孔的问题.经过对焊接接头宏观断口,力学性能,宏观金相等进行分析.研究通过焊前打磨并预热至150℃,打底焊焊接电流提高到170~180 A,层间焊接电流提高到210~230 A,坡口增大至90°,增加焊接道数至27~28道,对称施焊,采用高纯度保护气体等措施改进工艺.通过改进工艺,经过无损检测、拉伸、弯曲、金相发现焊接接头缺陷大大减少,焊接接头拉伸性能提高57.6%,展现出良好的性能,符合生产标准.实验结果发现焊接接头强度下降,是因为在焊接过程中,焊接接头受热循环影响,热影响区形变强化减弱.焊缝中心焊接热输入导致熔池Mg元素烧损,焊缝组织β强化相减少,出现焊接接头软化现象.

5183高端铝合金焊材生产技术开发

通过研究5183高端铝合金焊材生产工艺,确定合金成分、开发熔体深度净化工艺和退火工艺,同时还开发出直接用电解铝液连续铸造-热连轧-冷连轧的短流程、低能耗的5183铝合金焊材生产技术,建成国内首套电解铝液连续铸造-热连轧-冷连轧铝合金焊丝线坯生产线,焊丝线坯最小尺寸达到直径2 mm。

乘用车车门铝板材料激光填丝焊试验研究

以乘用车铝合金车门为研究对象,通过仿真模拟与工艺试验的综合应用,研究铝合金板材的激光填丝焊工艺和焊接质量,通过评判焊接后焊缝的成形质量和力学性能等,获得适用于铝合金车门激光填丝焊的最佳工艺参数,并利用此参数进行铝车门内板总成的激光填丝焊试制,获得了较好的焊接质量。结果表明,针对厚度为1.5 mm的5182铝板和6016铝板激光填丝搭接焊,采用激光功率为2600 W、焊接速度为2.5 m/min、送丝速度为7 m/min的参数配置,可获得较好的焊缝成形质量和力学性能,满足实际铝车门内板总成的焊接质量要求。

ZL114A和6061异种铝合金激光焊接工艺及接头显微组织和力学性能研究

针对厚5 mm的ZL114A铝合金和6061铝合金进行了激光焊接正交试验,研究了激光焊接参数对接头显微组织和力学性能的影响。结果显示,激光焊接参数对焊接接头强度影响程度大小顺序为:激光焊接功率>离焦量>焊接速度;当激光焊接功率3 kW、焊接速度16 mm/s、离焦量-3 mm时可获得较好焊接接头性能,接头平均抗拉强度为208.03 MPa,分别为ZL114A和6061铝合金抗拉强度的64.14%和65.60%;接头延伸率为5.16%,分别为ZL114A和6061铝合金延伸率的41.38%和33.70%;焊接接头拉伸断裂形式为脆-韧混合型断裂。

钛合金窄间隙激光填丝焊接工艺及接头组织性能分析

采用自主研发的Ti-Al-V-Mo系钛合金药芯焊丝为填充金属,进行TC4钛合金板窄间隙激光填丝焊接工艺实验,研究激光功率、摆动参数、焊接速度和送丝速度等工艺参数对焊缝成形的影响规律,借助高速摄像系统研究焊接过程羽辉及等离子体特性,并对获得的焊接接头组织性能进行分析。研究结果表明:采用激光功率4.0 kW、圆形摆动模式、摆动频率100 Hz、摆幅2 mm、焊接速度0.42 m/min、送丝速度0.6 m/min的工艺参数组合下得到的焊缝成形良好,无明显外观缺陷,当焊丝末端与液态熔池接触距离为0 mm时,过渡方式为液桥过渡,可以实现焊丝熔化金属向熔池的稳定、有序过渡,该焊接工艺获得的20 mm厚TC4钛合金板窄间隙激光填丝焊接头组织性能良好。

2A12T4/6061T6异种铝合金搅拌摩擦焊接接头性能分析

为满足异种铝合金结构件焊接需求,对10 mm厚的2A12T4/6061T6异种铝合金板进行了搅拌摩擦焊接试验,分析了不同工艺参数焊接接头的微观组织和性能。结果表明:焊接接头焊核区与热机械影响区分界在前进侧明显,而在返回侧不明显;除搅拌头旋转速度为700 r/min、前进速度为300 mm/min的焊接试样外,其余试样的拉伸断裂均发生在6061T6铝合金侧的热影响区,拉伸断裂均呈韧性断裂;焊核区的硬度比热影响区的硬度大,但比母材的硬度小,2A12T4铝合金侧的硬度明显高于6061T6铝合金侧的硬度。当搅拌头旋转速度为600 r/min、焊接速度为300 mm/min时,焊接接头的抗拉强度最高,为249 MPa。

动力电池1060铝合金薄板可调环形光斑激光搭接焊工艺优化

激光焊接为动力电池铝合金薄板焊接提供了有效技术手段,然而传统激光焊接工艺在高焊接速度要求下易产生飞溅、气孔等缺陷,影响构件的服役性能.文中开展可调环形光斑激光搭接焊工艺调控研究,阐明了中心-环形激光功率对焊缝成形的影响规律,在此基础上,确定了无飞溅、少气孔、大搭接面熔宽的高速稳定焊接工艺窗口.在上述工艺窗口范围内,以小熔深波动与大搭接面熔宽作为目标,基于Kriging模型与NSGA-Ⅱ遗传算法开展多目标工艺参数优化.经验证,在焊接速度70 mm/s以上,焊缝成形质量进一步得到提升,搭接面熔宽提高8.89%、熔深波动小于10%、无明显成形缺陷.

铝合金薄板激光搭接焊接头组织及力学性能

文章针对5052铝合金薄板进行激光填丝焊接,探讨了不同激光功率对搭接焊缝表面成型与内部成型质量的影响,分析了搭接接头力学性能和接头不同位置的微观组织情况。

5A06铝合金激光填丝焊工艺研究

针对1.2mm厚5A06铝合金薄板YAG激光焊接工艺范围窄和对间隙要求严格等问题,较系统地研究了该铝合金激光填丝焊接工艺。试验中采用ER5356焊丝作为填充金属,对光丝间距、送丝速度、激光功率和焊接速度等影响焊缝成形的各种焊接工艺参数进行了优化分析。研究结果表明:优化工艺参数可以显著改善焊缝成形;与激光焊相比,激光填丝焊接工艺范围明显扩大;激光填丝焊的最大容许间隙裕度可以提高至0.6～0.9mm。表明了YAG激光填丝焊工艺是实现5A06铝合金薄板焊接的有效方法。

铝合金搅拌摩擦焊搭接接头工艺及组织性能研究

对铝合金3003进行一系列的搅拌摩擦搭接焊试验,并对焊接接头的工艺及组织性能进行了分析。试验结果表明:焊接接头可分为3个区域:焊核区、热机械影响区和热影响区,各区域的组织有明显的特征。当搅拌头的旋转速度为1120 r/min,焊接速度为50mm/min时,焊缝成型良好,当焊接工艺参数选择不恰当时,会产生飞边、沟槽、隧道型缺陷、钩状缺陷及波浪状曲线等缺陷。同时该旋转速度下各焊接速度所对应的抗拉强度普遍较高,基本可以达到母材抗拉强度的75%以上。在搭接焊核区硬度较高,有的甚至超过母材,在上板前进侧的热影响区硬度达到最低值。

焊接材料对7075铝合金焊接性及焊缝组织的影响

为了改善7075铝合金的焊接性并提高焊接接头的力学性能,采用ER4043和ER5356焊丝对7075铝合金进行了焊接.利用万能拉伸试验机和小型维氏硬度计对焊接接头的力学性能进行了检测,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪观察并分析了焊接接头的显微组织.结果表明,由ER5356焊丝焊接得到的焊接接头的力学性能高于采用ER4043焊丝的性能.与ER4043焊丝焊缝相比,ER5356焊丝焊缝的晶粒组织较为细小,析出相分布也更加均匀.ER5356焊丝中的Mg元素有利于提高焊接接头的强度,而ER4043焊丝中的Si元素有利于提高7075铝合金的焊接性.

薄板AA2024铝合金无针搅拌摩擦焊搭接工艺与接头性能

文中研究了2024薄板铝合金无针搅拌摩擦搭接接头形貌及力学性能,分析了工艺参数对接头成形与力学性能的影响.结果表明,工艺参数对接头成形及力学性能影响显著.接头中Hook缺陷对接头性能影响较大.当旋转速度一定时,焊接速度的增大使得焊核深度减小,Hook缺陷尖端趋于圆滑过渡,接头的拉剪强度随之增大.当焊接速度一定时,随着旋转速度的增大,焊核深度先增大后减小,Hook缺陷尖端上翘的严重程度先加重后减弱,拉剪强度先降低后增加.搭接接头上下两板的横向显微硬度曲线都近似"W"形分布,最低值出现在上板的热影响区.

薄板2524铝合金激光填丝焊接工艺及组织性能

2524铝合金是具有优异损伤容限的新型航空高强Al-Cu-Mg合金.采用高功率光纤激光器焊接1.6 mm厚2524铝合金,研究了填充5087焊丝情况下,激光功率、焊接速度和填丝速度对焊缝成形、热裂纹倾向和焊缝显微组织的影响,优化焊接工艺参数,考察接头静态拉伸性能.结果表明,采用填充材料后,焊缝柱状枝晶生长方向性明显减小、晶粒细化、晶界共晶增多、热裂纹倾向降低.当激光功率为2.5 kW,焊接速度为2 m/min,填丝速度为2 m/min时,可获得成形良好、无缺陷的焊缝,接头抗拉强度达到313~324 MPa,拉伸断裂于接头熔合线附近,断口处有大量韧窝,呈韧性断裂特征.

7B04高强铝合金搅拌摩擦焊搭接接头界面成形与力学性能

为了研究7804高强铝合金搅拌摩擦焊搭接接头的界面成形与力学性能，对2mm厚薄板搭接接头进行了不同工艺参数的搅拌摩擦焊接。试验结果表明：当旋转速度和轴肩下压量不变，焊接速度在50-300mm／min之间变化时，接头的抗拉强度先增后减；当旋转速度和焊接速度不变，轴肩下压量在0．1～0．4mm之间变化时，接头的抗拉强度逐渐增大；当焊接速度和轴肩下压量不变，旋转速度在400-1000r／min之间变化时，接头的抗拉强度先增后减。当旋转速度为600r／min、焊接速度为200mm／min、轴肩下压量为0．3mm时，接头强度最高。

三层板6061铝合金点焊接头形式对其力学性能的影响

文中研究了三层板6061铝合金电阻点焊接头的失效行为.设计了6种形式的三层板铝合金点焊搭接接头,并对其进行了剪切拉伸试验.通过剪切拉伸测试中获得的峰值载荷和吸收能研究不同接头形式下的力学性能.结果表明,不同搭接形式的接头具有不同的接头峰值载荷和吸收能.在剪切拉伸测试中,熔核的旋转程度对接头的峰值载荷和吸收能具有重要影响.熔核旋转程度越大,峰值载荷越小,吸收能越低;而对于纯剪切情况,峰值载荷和吸收能最高.

激光-电阻复合焊接铝合金T型接头工艺及性能

采用激光-电阻复合焊接方法进行铝合金T型接头焊接工艺试验,对激光-电阻复合焊接过程中的主要焊接工艺参数:滚轮电极形状、电流大小和激光功率对焊缝成形及接头性能的影响进行分析,并优化工艺参数以获得良好的焊缝成形和优质焊接接头。试验结果表明:采用弧形端面滚轮电极,在合适的电流和激光功率参数条件下,激光-电阻复合焊接T型接头不仅可以降低接头搭接面的间隙,而且改善焊缝成形,增加搭接面的焊缝宽度,使T型接头的拉伸剪切载荷与单独激光焊接相比得到显著提高。激光-电阻复合焊接有效改善了激光焊接存在的一些不足,拓展了激光焊接的工业应用范围。

2024-T42铝合金点焊接头性能研究

为改善高强铝合金接头连接性能,提高焊接质量,研究了2024-T42铝合金回填式搅拌摩擦点焊(RFSSW)、电阻点焊和铆接3种不同接头的连接性能,采用显微组织观察试验、拉伸试验、拉剪试验和显微硬度试验等方法,对接头组织和性能进行表征与分析。结果表明:RFSSW接头的力学性能最优,拉剪性能达到7.23 kN,较铆接和电阻点焊分别提高了115.82%和37.45%;RFSSW接头的拉脱性能达到3.09 kN,较铆接和电阻点焊分别提高了3.69%和137.69%;RFSSW接头显微硬度最高,接近母材,而电阻点焊接头的显微硬度最低,仅为母材的50%;RFSSW与电阻点焊接头断裂方式分别属于韧性断裂和混合型断裂。采用RFSSW方法可以改善铝合金电焊的接头性能,为高强铝合金结构件焊接与连接工艺的应用提供理论和技术参考。

铝合金焊丝的拉拔及刮削工艺

为制造高品质铝合金焊丝材料,通过分析单模拉伸条件、拉伸的影响因素、拉伸配模原则、拉伸加工率等对铝合金焊丝拉伸的影响,制订了铝合金焊丝单模拉伸工艺、热处理工艺、多模连拉工艺及机械刮削光亮化工艺。结果表明:当加工率不超过27%、退火温度为(410±10)℃,保温1.5 h,可实现铝合金焊丝的单模拉伸;当2道模具之间的加工率为17%,且道次之间变形率一致时,可实现多模拉伸并可保证产品质量;定径处理后的铝合金焊丝,采用钨钢材料制成刮削模具进行刮削处理,在保证刮削量>0.04 mm、刮削速度不低于8 m/s、控制超声波频率及清洗水温度的情况下,可实现铝合金焊丝的光亮化处理。