铝及其合金焊缝气孔的评价及其产生倾向——气孔对焊接接头性能的影响(1)

铝焊缝中产生的缺陷主要有气孔、未熔合、未焊透及裂纹等。与其它材料相比,铝板材料中气孔产生的频率最高,是典型的缺陷之一。气孔内的气体大部分是氢。气孔产生的原因之一是由于电弧周围呈熔化状态的铝对氢有     

焊丝超声振动对铝合金熔化极气体保护焊缝成形及气孔的影响

铝合金熔化极气体保护（GMA）焊接过程中引入超声能场可以有效降低焊缝气孔缺陷及改善焊缝成形。焊丝超声频振动引入超声能场,可以避免超声能量转化率低及焊炬复杂化等弊端,是一种可行的超声施加方式。然而,关于焊丝超声频振动对铝合金GMA焊缝成形及气孔行为的影响尚不清晰,对此进行了具体研究。结果表明：焊丝超声频振动后,焊道波动范围与表面粗糙度均减小,同时焊缝表面光亮程度也提高,当超声工具头振幅为26.3μm时,焊缝表面成形最佳,焊缝熔宽和熔深都有不同程度的增大;随着超声工具头振幅的提升,深宽比总体呈上升趋势,当超声工具头振幅为26.3μm时,深宽比提升幅度为9.72%,焊缝气孔缺陷明显得到改善;当超声工具头振幅为22.8、24.9、26.3μm时,焊缝气孔数量减少幅度分别为76.9%、65.7%、71.8%,同时气孔主要分布于焊缝上部。声学仿真结果表明,超声能量主要沿焊丝轴向传播,熔池下部声压幅值较大,这与焊缝熔深增加及焊缝下部气孔减少具有较好的对应关系。     

航空航天用铝合金机器人焊接内部气孔缺陷在线检测

铝合金机器人钨极氩弧焊(GTAW)是航空航天关键零部件的主要成形制造方法,内部气孔是其典型焊接缺陷。由于它与传感信息的弱相关性,实现准确的在线气孔检测仍极具挑战。利用SEM和EDS对气孔的宏观分布、成分含量及大小进行定性及定量表征,发现了两类内部气孔以及镁元素在气孔产生及长大过程中的重要性。利用主成分分析研究并建立了气孔与氢谱线(656.28nm)之间的强相关关系,提出了基于氢谱线主分量系数(PCoefHS)的气孔在线监测方法,最后通过集成PCA–Tsne技术对不同程度气孔缺陷进行可视化。验证结果表明所提方法可实现对严重链状气孔、中度气孔及无气孔缺陷焊缝的有效检测及可视化表征。     

细丝二氧化碳气体保护焊气孔的产生与预防

二氧化碳气体保护焊,具有生产效率高、成本低、可清楚地观察整个焊接过程等优点,因此,目前各工业部门正在逐步扩大其应用范围。我厂在应用细丝二氧化碳气体保护焊时(设备为自制三相桥式硅整流有级调压焊机,焊丝为H08Mn2SiA,直径0.6～0.9毫米,被焊材料为30CrMnSiA钢板,厚度小于3毫米),发现焊缝中存在大量气孔,严重影响焊接质量。经过不断试验、改进,现在气孔问题已基本解决。下面重点谈谈气孔的产生与预防。     

电子束焊接气孔的控制

本文介绍了焊接气孔产生的原因，根据电子束非穿透焊缝根部气孔及穿透焊缝内部气孔的形成机理，提出了减少气孔的焊接工艺措施。     

硬质聚氨酯泡沫塑料夹芯气孔缺陷研究

在介绍了泡沫塑料成型机理与过程的基础上，重点研究了模塑成型的硬质聚氨酯泡沫塑料夹芯上气孔缺陷的类型及产生原因，指出可从发泡原料组分、发泡工艺及模塑型腔设计等方面采取措施来显著减轻夹芯气孔缺陷。     

无气孔压力铸造

西安航空发动机公司研究的无气孔压力铸造新技术已应用于铝合金的轻型车轮毅制造。其技术特点为:给压力铸造模腔充活性气体,该气体与铝结合成细小而分散的氧化物,从而消除工件内的气孔。不但铸造质量有保证,而且上刊。韧性好,不易发牛断裂。 采用无气孔压力铸造L艺,尺寸精确,工序简单 效伞很高。按单模腔,中等复杂程度,一台压力铸造机20—405便可牛产一模。而且,它在保证机械性能及较轻的结构条付下,百着较大的设计自由度。无气孔压力铸造@吴毅人     

不同填充材料对含Sc和Zr铝合金TIG焊接头组织与性能的影响

对采用不同填充材料获得的含Sc和Zr铝合金钨极氩弧焊(TIG)接头的组织与性能进行研究,优化了试验条件下的焊接工艺参数。拉伸试验表明,采用Al-Mg焊丝和母材焊丝焊接获得接头的抗拉强度明显高于采用Al-Si焊丝和纯Al焊丝获得接头的强度。对接头的微观组织结构分析表明,采用Al-Mg焊丝和母材焊丝获得的接头组织致密、未见有微裂纹和夹渣等缺陷,拉伸断口呈韧性断裂特征,XRD测试发现在接头中含有Al3Sc、Al3Zr和Al3Zr4等强化相,有利于提高接头的强度。     

起落架构架焊接气孔的防止

构架是起落架的关键部件之一,它与后轮轴相联,着陆时承受着强大的冲击载荷,因此焊接气孔危害极大,会造成应力集中,影响焊接强度,甚至引起脆断。我们在试制起落架构架时常产生焊接气孔,每批零件大约有70％不符合标准而要补焊。这样对产品质量及生产周期都带来很大影响。     

铝真空钎焊中的润湿过程和钎料流动特征

在铝真空钎焊过程中,钎料应该通过两个过程完成零件连接:一是熔化钎料必须克服其自身表面氧化膜的阻碍而溢出,二是解脱了氧化膜后的熔化钎料还必须克服母材表面氧化膜的阻碍对母材产生润湿,在母材表面进行流动和填充间隙,最后形成牢固接头。对于前一个     

塑料制品模塑成型中的焦化现象

本文提出了一个新概念——塑料焦化。我们将这一概念定义为塑料在高温下急速分解、变色变质、最后炭化的过程。其表观特征为:在制品表面的某一部位,材料松脆,没有光泽,颜色较深,一般为深红、暗黄色,严重者变黑炭化。着色塑料在焦化部位周围有严重的退色现象。焦化现象一般发生在制品的棱边、尖角和内?L边缘上。注塑法和传递模塑法制造的制品,在熔体的汇合处也常看到焦化现象。在大面积表面和熔体汇合处的焦化现象常伴随着气孔产生,而焦化则发生在气孔边缘上。     

TC17钛合金在TIG焊接方法下的焊接性研究

利用填充TA2焊丝的TIG焊接方法,研究了焊接接头组织和性能特点,并利用焊前涂覆活性剂和焊后进行热处理的正交试验,讨论了焊前和焊后处理方法对焊接接头性能的影响。试验结果表明,TC17钛合金TIG焊接接头明显可见焊缝、熔合线和热影响区等区域,焊缝区柱状晶特点明显并且存在一定量的小气孔,热影响区晶粒较大;焊接接头组织较母材有软化的倾向。焊后接头强度达到母材的85%,热处理后接头强度可达到母材的90%以上,并且热处理后的焊接接头具有良好的高温拉伸、持久性能,显示出TC17钛合金具有良好的焊接性。     

外加间歇交变纵向磁场对GTAW焊缝中气孔的抑制

针对ＬＤ１０ＣＳ铝合金焊接接头易产生气孔的现象，采用外加间歇交变纵向磁场的ＧＴＡＷ焊接技术，选用合理的焊接规范，有效地抑制了焊缝中气孔的产生，并探讨了外加间歇交变纵向磁场抑制气孔的方法和机理。     

气孔缺陷对TA15 钛合金氩弧焊接头疲劳性能的影响

对TA15钛合金氩弧焊接接头的组织和疲劳断裂特征进行了分析,对气孔缺陷和疲劳寿命的关系进行了定量表征.结果表明:疲劳裂纹起源于焊缝的亚表面或者内部气孔缺陷,当气孔尺寸较小时,断口会出现“鱼眼”形貌特征;应力水平较低时,气孔尺寸对疲劳寿命的影响尤为显著,在特定的应力水平下,可以通过构件中的气孔缺陷尺寸来预测其寿命,对于焊接结构疲劳寿命的预测和构件焊接质量的评定具有重要的工程意义.     

压铸件气孔问题的探讨

通过实例探讨了压铸件中气孔的成因及预护措施．     

钛合金激光未穿透焊气孔形成的机理研究

针对钛合金激光焊接的气孔问题进行了研究，对不同工艺参数下钛合金自熔激光焊接试样中的气孔数量及分布进行了金相观察，并进行了酸洗试样的对比试验。研究结果表明：钛合金未穿透激光焊接过程会形成气孔，酸洗对气孔的形成没有明显影响。根据气孔的位置分布及尺寸大小，提出将钛合金激光焊接气孔分为Ⅰ型气孔和Ⅱ型气孔，并阐述了未穿透激光焊接过程中Ⅰ型气孔形成的机理。     

铝合金5083-6082搅拌摩擦焊焊缝的电化学腐蚀行为

首先,对铝合金5083-6082搅拌摩擦焊(FSW)焊缝与5083母材、6082母材的金相组织进行了研究,结果表明,焊缝的组织与两种母材相比,其晶粒明显细化.其次,通过室温静态挂片试验以及动电位极化曲线测试,电化学阻抗谱(EIS)试验,在室温0.2 mol/L NaHSO3+0.6 mol/L NaCl溶液中,对铝合金5083-6082搅拌摩擦焊的焊缝以及两种母材的电化学腐蚀行为进行了研究.结果表明:主轴转速800 r/min,焊接速度160 mm/min,搅拌头倾角3°时的焊缝与两种母材相比,腐蚀电位Ecorr正向移动,平均腐蚀速率和腐蚀电流密度Icorr变小,极化电阻Rp增大.同时使用打描电子显微镜(SEM)对室温静态挂片试验试样的表面形貌进行了观察,发现焊缝表面上只出现少量较浅的点蚀坑,而两种母材表面的点蚀现象较为严重.     

PMI 泡沫发泡过程中的分子结构转变

聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫经两步制得:(1)通过本体聚合得到可发性甲基丙烯酸/丙烯腈共聚物板;(2)190℃发泡1h制得PMI泡沫.采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、动态机械热分析(DMTA)、差示扫描量热法(DSC)分析了热处理对共聚物结构的影响,并研究了发泡过程中的分子结构转变.结果表明共聚物在发泡过程中分子内生成六元酰亚胺环以及酸酐环:发泡剂分解产生的氨气亦参与反应,并使得酸酐环进一步转变为酰亚胺环;同时分子间生成交联结构;酰亚胺环中N-H键氢的化学位移δ为10.50.SEM照片表明所得泡沫为高闭孔率结构,泡孔结构完整,泡孔尺寸较均一.     

2219铝合金双脉冲VP-GTAW接头组织与性能

以4mm 2219-T87高强铝合金平板为对象,分别使用ER2319 Al-Cu焊丝和ER5087 Al-Mg焊丝作为填充材料,研究双脉冲变极性钨极氩弧焊(VP-GTAW)对接接头的显微组织和力学性能。结果表明,与常规VP-GTAW工艺相比,对焊接电流进行低频脉冲调制的双脉冲VP-GTAW工艺可细化晶粒,改善焊缝显微组织;提高对接接头力学性能,且抗拉强度和断后伸长率均在低频脉冲频率为2Hz时达到最大值。与Al-Cu焊丝接头相比,Al-Mg焊丝接头可以在保持对接接头塑性的同时,提高抗拉强度和显微硬度,抗拉强度最大为328MPa,达到母材的72%;焊缝区显微硬度达到100HV以上。Al-Cu焊丝接头和Al-Mg焊丝接头均为脆性-韧性混合断裂。     

TC4钛合金激光焊中工艺参数对气孔生成量的影响

文摘研究了TC4钛合金激光焊接在平焊、横焊两种位置下工艺参数对气孔生成量的影响。结果表明:平焊时,气孔生成量随激光功率、离焦量的增大先减小后增大,随焊接速度的增大先增大后减小;横焊时,气孔生成量随激光功率的增大而增大,随焊接速度的增大而减小,随离焦量的增大先减小后增大。利用正交试验方法得到的优化工艺参数进行焊接,气孔生成量大幅减少,在两种位置下均可得到内部质量良好的焊缝。