TC4钛合金真空电子束焊焊接接头组织性能与腐蚀行为研究

真空电子束焊具有能量集中度高、热影响区小等优点,在钛合金焊接领域被广泛应用。本文研究了TC4钛合金薄板真空电子束焊对接组织性能以及在不同腐蚀介质中的腐蚀行为及特征。研究结果表明:接头母材区组织是等轴α相和间隙β相的机械混合,焊缝区组织为针状马氏体(α'相),热影响区由原始α相、β相加α'相构成;接头显微硬度明显高于母材且随着与母材距离的增加,硬度逐渐增加;同时焊缝区网篮组织的形成使接头拉伸强度和断面收缩率更高,塑性更好。在3.5%NaCl溶液中,母材的腐蚀倾向大于焊缝,而在10%HCl溶液中则相反,焊缝成为薄弱环节;同时,焊接接头在10%HCl溶液中自腐蚀电流显著高于在3.5%NaCl溶液中,说明介质对接头的电化学腐蚀性能影响显著。     

TB2钛合金电子束焊接接头组织与性能的试验研究

分析了TB2钛合金电子束焊接接头的显微组织结构，结合焊接接头的显微硬度分布规律以及力学性能试验结果，分析了焊接接头不同区域的性能。结果表明：TB2钛合金具有良好的可焊性，焊接接头强度系数高于0．95，塑性低于母材，采用炉冷方式可获得较好的延伸率，空冷次之，水冷最差；焊缝区内有弥散α析出的β晶粒，热影响区晶粒长大不是特别明显。焊缝区硬度最高，塑性差，且焊缝热影响区较窄。     

TC4钛合金电子束焊接接头在盐酸中的腐蚀行为研究

电子束焊相较于传统的焊接更适宜于钛合金,但焊接接头的腐蚀行为几乎未见报道,制约了其发展应用。采用金相、电子显微镜和X射线衍射仪分析了焊接接头组织,并采用电化学方法,分别研究了焊接接头整体、焊缝区域、母材区域在1 mol/L HCl介质中的耐蚀性能及腐蚀行为。结果表明:焊接接头母材组织由等轴α相与间隙中的β相组成,热影响区域由原始α相、β相与α’相组成,焊缝组织基本为单一α’相。焊缝耐蚀性能较母材更佳,焊接接头整体的耐蚀性能较母材差。随浸泡时间的增加,所有试样均经过了活性溶解、钝化膜产生和点蚀产生和发展的过程。浸泡后试样表面均产生了蚀孔,耐蚀性能急剧下降。     

车用TC15钛合金激光焊接接头显微组织及力学性能研究

通过拉伸试验、硬度测试及金相分析等方法,对TC15钛合金激光焊接接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明,焊缝的深宽比在4~6之间波动,焊缝区域的晶粒形貌为柱状结构,且从焊缝中心线往外呈对称分布状态,主要为β相大晶粒。热影响区组织由细晶区、粗晶区及再结晶区构成,熔合线附近区域的晶粒明显粗化。焊缝区具有相对稳定的硬度值分布,硬度与热影响区的粗晶区相近。较低焊接电流焊缝试样具有最低的抗拉强度,其断裂部位为焊缝区;随着焊接电流的增大,焊接接头抗拉强度得到提高。     

Ti-Al-Fe低成本钛合金TIG焊焊接组织和性能研究

研究了Ti-Al-Fe低成本钛合金钨极氩弧焊焊接接头的内部质量、组织和力学性能,并与TC4钛合金进行了比较。结果表明,Ti-Al-Fe低成本钛合金焊缝表面质量良好,焊缝内部融合良好,无焊接缺陷,可焊性好; 2种合金的焊缝区宏观组织均由粗大的柱状晶和少量等轴晶组成,Ti-Al-Fe合金柱状晶组织较细,晶内由针状次生α相和少量的长条状初生α相组成; 2种合金热影响区均为粗大的等轴晶,晶内由大量初生α相和少量针状次生α相及残余β相组成; Ti-Al-Fe低成本钛合金焊缝抗拉强度达到1 204 MPa,比TC4钛合金高111 MPa。     

薄壁TC4钛合金激光焊缝成型与性能调控研究进展

TC4钛合金的焊接工艺及焊接性研究一直受到国内外的广泛关注,主要综述了目前激光焊工艺对薄壁TC4钛合金焊缝几何形状、显微组织及力学性能影响的研究进展.简要分析了激光焊接工艺对焊缝几何形状及焊缝显微组织转变的规律,并对焊缝几何形状和显微组织的转变机理进行了探讨.研究发现,激光焊焊缝几何形状的变化主要原因在于焊接热输入的变...     

激光焊接对TC6钛合金组织及性能的影响

激光焊接技术采用高能密度熔焊焊接方式,利用激光束将被焊金属加热至熔化温度以上熔合成焊接接头。超高强度TC6钛合金是一种综合性能优良的新型金属材料。本文采用激光焊接技术,研究了在指定的激光功率下激光焊接对TC6钛合金组织及力学性能的影响,为激光焊接工艺参数的确定提供依据。综合分析可知当激光功率为3.1kW、激光速度为1.75mm/min时,TC6钛合金焊接接头组织最细小、均匀,表现出较高的优良性能,其抗拉强度最高值可达到901.7MPa。     

6061铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能研究

采用搅拌摩擦焊方法(FSW)对6 mm厚的6061-T4铝合金板材进行对接,焊后利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析、对比了焊接接头和母材的显微组织和断口形貌特征,并测试了其室温拉伸性能和显微硬度。实验结果表明:选择了适合于6061-T4铝合金板材搅拌摩擦焊的工艺参数:焊接时搅拌头旋转速度为1200 r.min-1,工件的进给速度为300 mm.min-1,在此参数下获得了与母材等强度、韧性接近于母材的焊接接头,为此种合金应用于汽车关键零部件提供了可靠的工艺方法。FSW板材接头焊核区的组织和性能明显优于其他区,热影响区是接头最薄弱的部分,焊核区的硬度最高,而热影响区的硬度最低,焊缝金属发生回复再结晶使晶粒细化。断口分析表明,断裂发生在热影响区,由于搅拌头的旋转运动和热量的累积,该区存在晶粒长大、组织粗化现象。对工艺参数的优化实验表明,搅拌头旋转速度与焊接速度对接头性能的影响存在一定的适配关系,通过工艺参数的调整可以有效地控制热影响区的焊缝组织和改善焊接接头的性能。细晶强化是搅拌摩擦焊接头强度与韧性提高的主要原因。     

TC4钛合金TIG焊接头组织及缺陷分析

针对20 mm厚钛合金开展了TIG焊接工艺试验,采用两种不同的焊接热输入,从组织、性能及焊接缺陷等方面对接头进行了研究。结果表明:接头焊缝区的马氏体较熔合区及热影响区的马氏体分布更加弥散,热影响区马氏体的数量更少且更为细小;焊缝晶粒尺寸随着焊接热输入的增大而增大,晶粒内部的马氏体尺寸也越大且分布越弥散;焊接速度过快是导致气孔缺陷的主要原因,也是严重降低接头力学性能的重要原因。应严格控制焊接热输入,防止接头晶粒粗大,避免产生异常组织和裂纹等缺陷。     

TC11钛合金线性摩擦焊接头组织及织构演变机制

通过金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）与背散射电子衍射（EBSD）对TC11线性摩擦焊接头进行了组织及织构演变的研究，结果表明，相较于母材的典型α+β两相组织以及α相与β相取向较为随机，接头的热力影响区由残留初始α相、亚稳态β相与二次针状α相组成；焊缝区存在细小β等轴晶粒，晶内分布有马氏体组织与针状二次α层片状组织，还存在破碎α晶粒。焊接过程中强烈的塑性变形导致热力影响区产生了强烈的择优取向，α相织构强度达到48.033 mud，且取向单一为P织构，β相织构形成了F织构，焊缝区的α相织构强度与热力影响区相比下降，为34.745 mud，出现多个高密度点，这种现象是由于α相与β相存在伯格斯位相关系，焊缝区发生β相转变引起的；焊缝区与热力影响区的织构取向相似，是由于焊缝区与热力影响区在焊接过程中所受的力相似。显微硬度呈W形分布，最高硬度位于焊缝中心，达到HV 435；拉伸实验显示接头平均抗拉强度为996.9 MPa，延伸率为10.2%，断裂区域为母材，表明接头拉伸性能不弱于母材。     

Microstructure of the Joint of 1565chM Alloy Sheets Fabricated by Friction Stir Welding

The microstructure in the joints of a non-heat-treatable aluminum–magnesium 1565chM alloy sheets fabricated by friction stir welding is studied. The structure near the interface between the base metal and a welded joint is examined. Friction stir welding results in a gradient structure with ultrafine grains at the center of the welded joint. The structure in the welded joint forms by the mechanism resulting in the formation of a layered ultrafine structure due to plastic deformation by shear and rotation of structural fragments. Layers are assumed to form due to the balance between the strain hardening and the softening caused by frictional heating and heat released during deformation. An analogy between the microstructure in the joint fabricated by friction stir welding and the microstructure formed by sliding friction is drawn.     

7003铝合金TIG焊焊接接头的组织与性能

采用显微硬度及电导率测试,剥落腐蚀及电化学腐蚀试验,光学显微镜(OM)及透射电镜(TEM),研究经ER5356焊丝钨极氩弧焊(TIG)的7003铝合金型材焊接接头各部分的微观组织与性能。结果表明:在离焊缝中心30 mm左右的热影响区位置形成硬度较低的软化区,这是由于η′(Mg Zn2)相的长大粗化;焊接接头的耐蚀性依次为焊缝区过时效区母材区淬火区,其原因是淬火区的晶界析出相连续分布,形成连续阳极腐蚀通道,增大了应力腐蚀及剥落腐蚀倾向,使得腐蚀性能很差;而过时效区和母材区的晶界析出相不连续,耐蚀性较好。     

Mechanical Properties,Microstructure and Crystallographic Texture of Magnesium AZ91-D Alloy Welded by Friction Stir Welding (FSW)

The objective of the study was to characterize the properties of a magnesium alloy welded by friction stir welding. The results led to a better understanding of the relationship between this process and the microstructure and anisotropic properties of alloy materials. Welding principally leads to a large reduction in grain size in welded zones due to the phenomenon of dynamic recrystallization. The most remarkable observation was that crystallographic textures appeared from a base metal without texture in two zones: the thermo-mechanically affected and stir-welded zones. The latter zone has the peculiarity of possessing a marked texture with two components on the basal plane and the pyramidal plane. These characteristics disappeared in the thermo-mechanically affected zone (TMAZ), which had only one component following the basal plane. These modifications have been explained by the nature of the plastic deformation in these zones, which occurs at a moderate temperature in the TMAZ and high temperature in the SWZ.     

焊接速度对机器人搅拌摩擦焊AA7B04铝合金接头组织和力学性能的影响

针对熔化焊在焊接AA7B04铝合金时易在焊缝中出现孔洞等缺陷,且接头性能下降明显、焊后变形大,以及采用铆接等机械连接方式会增加连接件的重量等问题,采用集成了搅拌摩擦焊末端执行器的KUKA Titan机器人对2 mm厚AA7B04高强铝合金进行了焊接,在转速为800 r·min-1的条件下,研究了焊度对焊接过程中搅拌头3个方向的受力F_x、F_y和F_z的影响.研究发现,F_z受焊速的影响显著,随焊速的增加而降低.利用光学显微镜、透射电子显微镜、拉伸试验、三点弯曲试验和硬度测试等方法,研究了不同焊速下AA7B04铝合金接头的微观组织和力学性能.结果表明:当焊速为100 mm·min-1时,接头的抗拉强度最高为447 MPa,可达母材的80%,且所有接头的正弯和背弯180°均无裂纹;接头横截面的硬度分布呈W型,硬度最低点出现在热力影响区和焊核区的交界处,焊速不同会导致不同的焊接热循环,且随着焊速的增加接头的硬度随之增加;焊核区组织发生了动态再结晶,生成了细小的等轴晶粒,前进侧和后退侧热力影响区的晶粒均发生了明显的变形;前进侧热影响区析出η'相,后退侧热影响区因温度较高析出η'相和尺寸较大的η相.      

Q420GJ钢双丝埋弧焊接试验

通过双丝埋弧焊接工艺性能试验、焊接接头力学性能试验及组织结构分析等,对Q420GJ钢的焊接性能及相关组织结构进行了研究。结果表明:焊接接头综合力学性能优良,接头抗拉强度达到590MPa,焊缝-40℃冲击功平均值KV2达到119J;热影响区的韧脆转变温度在-30℃附近;焊接接头过热区组织为贝氏体,焊缝中含有较多的针状铁素体。     

Post-Weld Heat Treatment of Additively Manufactured Inconel 718 Welded to Forged Ni-Based Superalloy AD730 by Linear Friction Welding

A new post-weld heat treatment (PWHT) cycle was designed for novel dissimilar linear friction welding (LFW) of selective laser melted (SLM) Inconel 718 (IN718) to AD730 forged nickel-based superalloy. The microstructure and hardness of the joints after the PWHT are investigated and compared with those of as-linear friction welded samples. The precipitation of γ′ + γ″ is determined as the main mechanism to increase the mechanical properties of SLM IN718 alloy. These particles coarsened during heat treatment at 1253 K and double aging. The results show that the thermomechanical history of linear friction welded joints can affect the microstructure of IN718 alloy such as the morphology of δ phase after solution treatment (ST) from the platelike in the weld zone (WZ) to the needlelike in the base material (BM). It was found that in AD730, nanometric size γ′ particles reprecipitated close to the weld line during rapid cooling after welding. The presence of ultrafine γ′ particles and coarsening of the remaining particles in the microstructure of the alloy, during PWHT, can enhance the strength and hardness. The developed PWHT resulted in uniform hardness across the new dissimilar joint.

     

X65管线钢带状组织对焊接性能的影响

研究了X65管线钢不同级别带状组织对焊接接头的显微组织和力学性能的影响.试验结果表明,焊接接头焊缝处有典型的焊缝组织贝氏体,热影响区含有少量的魏氏体、珠光体、晶内成核铁素体和多边形铁素体组织,焊接接头的拉伸断裂部位在焊缝处;带状组织越严重,焊接后的钢板强度和韧性均变差,因此在X65管线钢生产中要严格控制带状组织的形成.     

Microstructure and mechanical properties of friction stir welding of AZ31B magnesium alloy added with cerium

The AZ31B magnesium alloy sheet added with 0.5 wt.% Ce was welded with friction stir welding(FSW).The microstructures and mechanical properties of the welded joint were investigated.The results showed that the microstructures in the weld nugget zone were uniform and with small equiaxed grains.The grains in the heat-affected zone and the thermo-mechanical affected zone were coarser than those in the base metal zone and the weld nugget zone.The ultimate tensile strength of AZ31B magnesium alloy added with 0.5...     

2A97铝锂合金搅拌摩擦焊焊缝的微观组织特征

对厚度为25 mm的T851态2A97铝锂合金进行搅拌摩擦焊焊接,利用显微硬度、金相显微镜(OM)和透射电镜(TEM)等对焊缝的显微硬度和微观组织进行研究.结果表明:接头基材硬度最高,热影响区和热机影响区硬度降低,焊缝中心硬度又升高,硬度最低位置在热影响区.焊核区发生动态再结晶,形成细小等轴的晶粒;焊核区S′相全部溶解,T1相儿乎全部溶解,在随后的冷却和时效过程中,焊核区析出GP区和细小弥散的δ′相;热影响区的T1相部分溶解,S′相全部溶解,析出θ"相、δ′相和δ′/β′的复合相.