合金元素对5083铝合金焊接工艺性的影响分析

采用合金元素含量不同的三种ER5183焊丝作为填充金属,对5083铝合金进行了焊接试验,并对焊接接头进行了无损检测、显微组织分析、拉伸性能测试。试验结果表明:焊缝区组织比母材区致密,晶粒细小、均匀,随着Mg含量增加,β(Al_3Mg_2)相析出增加,焊缝的抗拉强度增大;焊缝的抗拉强度达到母材的85%以上。

补焊对5754铝合金焊接接头组织和性能的影响

气体绝缘输电线路的外壳需具有良好的焊接质量,如有焊接缺陷,必须补焊修复,但这可能影响焊接接头的性能。为揭示焊缝修补对焊接接头性能的影响,对可用于制作气体绝缘输电线路外壳的尺寸为10 mm×125 mm×500 mm的5754铝合金试板进行了1~3次的补焊试验,检测了未补焊和补焊的焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:未补焊和补焊1、2、3次的接头热影响区均发生了再结晶,焊缝区均为胞状树枝晶,补焊的接头晶粒比未补焊的接头粗大,且随着补焊次数的增加,晶粒更为粗大。此外,补焊和未补焊的接头热影响区均发生软化,抗拉强度为母材的80%~85%,拉伸试样均断裂在热影响区。未补焊和补焊1次、2次的接头的抗拉强度高于退火态母材的抗拉强度,但硬度相差不大;补焊3次的接头硬度最低。未补焊和补焊的接头的热影响区硬度最低。

焊接参数对5A06铝合金搅拌摩擦焊接头性能的影响

采用搅拌摩擦焊工艺对10 mm厚的5A06铝合金板进行焊接,研究了搅拌头转速(150~400 r/min)、焊接速度(50~200 mm/min)对接头显微组织、拉伸性能和硬度的影响。结果表明:在试验参数范围内焊接均可获得无宏观缺陷且成形良好的搅拌摩擦焊接头;接头焊核区晶粒细小、组织均匀,热机影响区晶粒相比焊核区的粗大,当搅拌头转速为400 r/min、焊接速度为50 mm/min时,接头焊核区和热机影响区的组织明显粗大;当焊接热输入特征值,即焊接速度与搅拌头转速的比值在0.3~0.5 mm/r时,焊接接头的拉伸性能与母材相当,其抗拉强度最高可达381 MPa,断后伸长率可达25.4%;接头焊核区硬度最高,热影响区硬度最低,当搅拌头转速为250 r/min、焊接速度为100 mm/min时,焊核区硬度较高。

焊丝对5754-H111铝合金焊接接头组织和性能影响

对5754-H111铝合金进行交流钨极氩弧焊接,研究了ER5356焊丝和ER5183焊丝对焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明:两种焊丝焊接接头的热影响区组织都保留了母材轧制的纤维状态,焊缝区组织为α固溶体基体上分布着树枝状β(Al 3Mg 2)相和Al 6Mn相。与ER5356焊丝相比,ER5183焊丝由于Mn含量较高,使得焊接接头中Al 6Mn相弥散分布,焊缝区晶粒显著细化。两种焊丝焊接接头的强度均能达到母材强度的85%以上;焊接接头的冷弯试样经过180°面弯、背弯后,均未出现裂纹;两种焊丝焊接接头的显微硬度分布曲线均呈N形,硬度最低值出现在热影响区,ER5183焊丝焊接接头的硬度略高于ER5183焊丝焊接接头。

铝合金板材焊接接头的相控阵超声检测

以母材厚度为10mm和16mm的铝合金焊接接头为研究对象,采用自聚焦探头和常规探头进行相控阵检测,对检测结果进行综合分析,评价相控阵检测对铝合金接头检测的准确性。试验结果表明:对于母材厚度为10mm的铝合金焊接接头,选择自聚焦探头能检出全部预制缺陷,并能获得更多的缺陷特征信息,其缺陷检出率、缺陷定量精度明显高于常规探头的;对于母材厚度为16mm的铝合金焊接接头,受聚焦区域的影响,常规探头能够检出全部预制缺陷,缺陷检出率、缺陷定量精度高于自聚焦探头的。因此,只要选择合适的探头,高压开关设备焊接外壳就可采用相控阵超声检测为主,射线检测为辅的检测方法。

GIS筒体环焊缝X射线和超声波检测对比研究

使用X射线实时成像系统和超声波检测方法对两种GIS(Gas Insulated Switchgear)筒体环焊缝进行了检测,比较了两种方法的检测结果,分析了不同检测方法下裂纹、未熔合、气孔等缺陷检出率的影响因素。结果显示,X射线检测对裂纹的检出率低,对未熔合缺陷不敏感,对气孔缺陷的检出率较高;超声波检测对裂纹、未熔合缺陷敏感,对气孔缺陷检出的灵敏度偏低。建议在检测GIS筒体环焊缝时结合使用这两种检测方法。