蒸镀法制备船用焊条抗吸潮膜研究

碱性焊条的吸潮问题严重影响焊接质量。采用蒸镀高级脂肪酸(硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸、月桂酸)的方法对焊条进行表面处理制备了抗吸潮保护膜,并利用红外光谱和扫描电镜对抗吸潮焊条表面进行测试。结果表明:蒸镀在焊条表面的脂肪酸是物理吸附,薄膜厚度较小、紧密覆盖在焊条表面,在焊接时可快速蒸发;蒸镀制备的焊条工艺性能较好,与原焊条差别不大,其熔敷金属扩散氢含量随蒸镀时间的延长而不断增加;当蒸镀时间为4~12 h,4种脂肪酸的扩散氢的含量很接近,当超过12 h后逐渐增大。蒸镀法制备的抗吸潮保护膜可以减缓吸潮,但不能完全阻止水分进入焊条内部。     

焊缝金属中可扩散氢含量的试验研究

焊缝金属中可扩散氢含量是影响焊接金属冷脆的主要原因之一 ,低氢焊条在干燥和非干燥的条件下采用手弧焊和半自动二氧化碳气体保护焊的焊接方法 ,经对焊缝金属中的氢含量进行试验研究 ,确定了低氢焊条、干燥条件、焊接方法对扩散氢的影响     

蒸镀Al和Al-Mn薄膜的组织与耐蚀性研究

利用真空蒸镀技术在碳钢基体上制备出纯Al和Al-Mn合金薄膜,并对不同厚度、蒸发速率下Al和Al-Mn薄膜的表面形貌、结构、结合力和耐蚀性进行了研究。结果表明:纯Al和Al-Mn合金薄膜表面光滑均匀;铝薄膜在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性随膜层厚度和蒸发速率的增加而升高;薄膜与基体的结合力随薄膜厚度的增加缓慢下降,但结合力均高于60N。退火处理使铝薄膜的粗糙度增大,但薄膜与基体的结合力基本保持不变。Al-Mn合金薄膜中的Mn以Al-Mn固溶体形式存在,其耐蚀性明显优于相同厚度下的纯铝薄膜。     

真空蒸镀太安成膜机理分析

真空蒸镀炸药为爆炸网络提供了一种小尺寸装药技术。探究炸药成膜机理对研究薄膜炸药的爆轰性能有重要意义。本文以太安作为被蒸镀材料 ,在实验室条件下进行热蒸发 ,得到太安薄膜。对其进行红外光谱分析 ,并用扫描电镜观察其表面形貌。通过对薄膜分子结构和分子间作用力的分析 ,并结合前人的研究成果 ,推断出太安薄膜是岛状生长形成的多晶薄膜。     

AZ31B表面合金化接头显微组织及耐蚀性的研究

采用AZ31B镁合金真空扩散连接工艺,在AZ31B表面形成合金化扩散溶解结构。借助OM、SEM、EDS及XRD等方法分析不同工艺条件下结合界面扩散溶解层的微观组织及组成成分,利用PS-168a型电化学腐蚀测试系统对表面合金化扩散溶解层进行了耐蚀性测试。结果表明:恒温条件下,随保温时间的延长,在AZ31B表面形成宽度不等、与基材呈"锯齿"状咬合的扩散溶解层;扩散溶解层由过渡层和共晶区组成,自腐蚀电流比AZ31B镁合金基体提高约77%。     

ZnO∶Al绒面透明导电薄膜性能研究

利用中频脉冲磁控溅射方法,以掺杂质量2%Al的Zn(纯度99.99%)金属材料为靶材制备平面透明导电ZnO∶Al(ZAO)薄膜,利用湿法腐蚀方法,将平面ZAO薄膜在一定浓度的稀盐酸中浸泡一定时间,使其形成表面凹凸起伏的绒面结构.研究了溅射功率、工作压力、腐蚀时间以及溶液浓度对绒面ZAO薄膜表面形貌的影响,并对腐蚀前后薄膜的电阻变化进行了分析.结果表明:低功率、低气压、腐蚀时间20s、溶液浓度0.5%的条件下制备的绒面ZAO薄膜表面形貌较好,在硅薄膜太阳电池中具有潜在应用前景.     

溅射和离子镀在航天中的应用

本文对溅射和离子镀目前和未来在航天工业中的用途进行了评述。溅射具有广泛的应用性,它适合沉积所有材料以及对新材料的合成。溅射沉积工艺有两方面值得注意:薄膜及其制作技术。薄膜溅射技术最初用于航天机械零件上,用来降低摩擦,减少磨损、磨蚀、腐蚀、高温氧化、扩散(渗漏)和疲劳,也用于溅射航空发动机的结构温度传感器和应变传感器。还用于溅射镀复杂的航空零件加工。本文对离子镀高能蒸发流和高喷镀功率方面也进行了讨论。离子镀主要具有极强的附着力和三维空间涂覆的能力。     

ZnO:Al绒面透明导电薄旗性能研究

利用中频脉冲磁控溅射方法，以掺杂质量2% Al的Zn（纯度99.99%）金属材料为靶材制备平面透明导电Zn0: Al( ZAO)薄膜，利用湿法腐蚀方法，将平面ZAO薄膜在一定浓度的稀盐酸中浸泡一定时间，使其形成表面凹凸起伏的绒面结构。研究了溅射功率、工作压力、腐蚀时间以及溶液浓度对绒面ZAO薄膜表面形貌的影响，并对腐蚀前后薄膜的电阻变化进行了分析。结果表明：低功率、低气压．腐蚀时间20 s、溶液浓度0.5%的条件下制备的绒面ZAO薄膜表面形貌较好，在硅薄膜太阳电池中具有潜在应用前景。     

2205双相不锈钢匹配焊条脱渣性微观机理研究

通过均匀设计法安排实验,为2205双相不锈钢设计24组焊条药皮配方,并制成焊条实际施焊,测试各焊条试样的脱渣性。从24种焊条中选择脱渣性能典型的焊条进行对比,分析不同焊条药皮配方下熔渣的微观结构、化学成分对焊条脱渣性能的影响。结果表明:熔渣中Ti含量的增加,会使白色第二相结构呈树枝状或者为方向性较强的棒状结构;当渣中白色球状相数量较少时,焊条的脱渣性能较为优异。     

Au-AlxGa1-xN MSM结构紫外光电二极管伏安特性研究

在N型A lxGa1-xN(x=0.19~0.25)薄膜表面热蒸发Au金属薄膜,经过退火后制成MSM结构的光电器件。测试其I-V曲线,从金属—半导体MSM结构肖特基二极管的理论模型推导了这种新型紫外器件的理想伏安特性,并将实验结果与理论模型相拟合,为制造导弹来袭紫外告警探测器提供研究依据。     

马氏体不锈钢焊接接头动态断裂韧性的研究

进行了G242焊条的修复焊接接头与母材动态断裂韧性及疲劳寿命的试验,通过分析无任何附加工艺条件的焊缝状态（简称焊态）;焊后对焊缝表面锤击;焊接时对每道焊缝进行锤击;焊后氩弧重熔焊趾;焊接时对每道焊缝进行锤击,且焊后分别进行600℃、650℃、700℃的热处理等工艺条件下焊接接头的性能变化规律,通过扫描电镜、光学金相探明不同工艺条件下焊接接头微观断裂机制及组织性能变化,通过接头硬度测试,测定不同工艺条件下接头硬度分布,以间接反映其组织及强度变化趋势。最终确定了采用马氏体不锈钢焊条施焊时合理的焊接工艺措施及焊后热处理制度。     

铜铝异种金属激光焊接焊缝成形和组织

用IPG YLS-1500型光纤激光器对TU1镀镍无氧铜和6061铝合金进行激光搭接焊试验,探究焊缝成型及显微组织,通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察并分析接头的组织形貌。结果表明:接头成型良好,铜铝充分融合,焊缝横截面处有明显的铝向铜侧扩散。铝侧熔合线到焊缝中心,先形成珊瑚状的亚共晶组织Al₂Cu+Al Cu,而后是平行排列的板条状Al₂Cu和块状Al Cu,最后为紧密排列的块状Al Cu和Al₄Cu₉。由于熔池溶液的流动,熔池中出现了不规则的"T"形晶粒。接头的剪切力达铜母材拉伸力的43.0%,为脆性断裂,接头内生成的Al₂Cu和Al₃Cu₄金属化合物是导致裂纹扩展的主要原因。     

我国微米级超细晶粒钢焊接技术的研究现状

介绍了微米级超细晶粒钢的主要特点及其焊接性试验研究。微米级超细晶粒钢的焊接问题主要表现为焊接热影响区(HAZ)的脆化和局部软化,严重影响了焊接接头与母材性能的匹配。采用低热输入的焊接方法,可以适当减小焊接HAZ宽度,并避免焊接热影响粗晶区的晶粒过度长大;焊接热循环参数对其焊接接头的性能具有重要影响。向焊缝中添加稳定的第二相粒子,可促进针状铁素体组织的形成,有利于改善焊接接头的组织及性能,提高焊缝的强度和韧性。     

5052铝合金CO2激光- MIG复合焊接工艺对焊缝成形的影响

以10 mm厚的5052铝合金为研究对象,研究CO2激光-MIG复合焊接工艺参数对其焊缝成形的影响规律。结果表明:焊缝熔深及熔宽随电弧电流的增加先增加后减少而后再增加,随激光功率的增加逐渐增加,随焊接速度的增加迅速下降;热源间距对焊缝熔深影响较大,对焊缝外观形貌影响很小。在He气中加入Ar气对改善焊缝表面成形和咬边等有明显的效果,随着加入的Ar气量增大,效果越明显;加入少量的Ar气有利于提高焊缝熔深,过量反而降低焊缝熔深。激光功率低于1 500 W有轻微咬边,在2 500 W有激光"匙孔"现象出现;当焊接电流为130～145 A、激光功率为3.5～4.5 kW、焊接速度为1～2 m/min、离焦量为-1～0 mm、热源间距为2～3 mm、Ar气流量为5～15 L/min、He气流量为10～20 L/min时,得到较好的焊缝形貌及焊缝熔深。     

焊丝药芯成分中FeSi45和FeS的添加量对焊缝金属润湿铺展性的影响

焊缝金属的润湿铺展性对装甲装备备件的焊接快速成形精度具有重要影响。采用焊缝熔宽、余高和润湿角表征焊缝金属的润湿铺展性,通过单道焊试验研究了焊丝药芯成分中FeSi45 和FeS 的添加量对焊缝金属润湿铺展性的影响规律,采用高速摄像研究了焊丝的熔滴过渡形式。结果表明:药芯成分中FeSi45 和FeS 的添加量分别为11. 21%、0. 2%时,可以获得润湿铺展性较好的焊缝;在小电流焊接条件下,药芯中添加FeSi45 和FeS 不会致使熔滴过渡形式发生改变,仍为大滴过渡,并且熔滴过渡稳定,无明显飞溅;在大滴过渡情况下熔滴的热焓较大,是焊缝金属润湿铺展良好的重要原因。     

激光视觉焊缝跟踪系统的研究

研制了一套适合大厚板结构激光和CCD(电荷偶合器件)视觉的焊缝跟踪系统。通过减光和窄带滤光较清晰地获取了焊接情况下的接头激光图象,采用Vicual C++语言建立了一套激光图象实时采集处理软件系统,建立了焊缝跟踪实验系统。通过对平板对接焊缝不同轨迹的跟踪实验结果表明,跟踪误差小于±0.5mm。     

提高装甲车辆T型焊接接头疲劳寿命的措施研究

本文对转炉616装甲钢T型焊接接头四点弯曲低周疲劳试验结果进行了分析、研究，阐述了提高T型焊接接头低周疲劳寿命的有效措施。研究表明：焊趾砂轮打磨能够改善焊缝与热影响区(HAZ)过渡部位形状，增大过渡圆弧半径，并且能去除焊趾处咬边、夹渣等焊接缺陷，降低了应力集中，从而提高疲劳寿命；钨极氩弧焊(TIG)修整虽能改善焊缝形状，但弧坑处易于产生裂纹，疲劳寿命降低；自制钛酸型TWE312不锈钢焊条的抗裂性和工艺性能较A147碱性焊条好，其焊接接头的疲劳寿命有一定的提高。疲劳裂纹起裂位于热影响区半熔化区和焊缝不完全混合区，并向基体扩展，与实际装甲车辆裂纹的萌生部位及扩展途径相一致。     

高强钢激光-电弧复合焊接接头力学性能研究

为弥补高强钢在传统焊接中低效、变形严重、焊缝强度低等问题,采用6 kW光纤激光器和熔化极活性气体保护电弧焊复合焊接6 mm厚度的30CrNiMo钢板,在相同焊接工艺下使用ER50-6和ER308两种焊丝,焊后对两种焊缝的组织形貌和力学性能进行研究。研究结果表明：ER50-6焊丝焊缝为细小的针状马氏体组织,而ER308焊丝焊缝为粗大的柱状晶奥氏体;两种焊丝焊缝的硬度面分布也出现较大区别,ER50-6焊丝焊缝沿熔合线出现低硬度分布,ER308焊丝焊缝则在焊缝中心下部出现低硬度集中,二者对应拉伸断裂位置分别在熔合线处和焊缝中心;通过能谱分析得知,ER308焊丝中高含量的Cr元素在焊缝上部集中,导致焊缝上部淬硬性增强,硬度大幅上升,韧性急剧下降,并最终导致焊缝力学性能的薄弱。因此,采用复合焊接搭配ER50-6焊丝,可实现对6 mm厚30CrNiMo钢板以1.0 m/min速度的高效无变形焊接,焊缝强度高达1 197 MPa.