LF6铝镁合金电子束焊接

研究了焊缝中合全元素Mg的烧损现象、焊接接头的力学性能和焊接热裂纹等问题。结果表明，电子束焊接LF6铝镁合金，其焊缝组织为微细等轴晶，熔合线附近为胞状树枝晶；Mg合金元素在焊缝上部和中心区有较大的蒸发损失；焊接接头存在一定的软化，其抗拉强度为母材的91．2%，除延伸率比母材高外，断面收缩率和冲击韧性值与母材相比均有所降低；在合适的参数匹配下，焊缝中不会出现热裂纹以及氧化膜所导致的熔合不良与夹渣等问题。     

VM12与奥氏体异种钢焊接接头组织和力学性能研究

采用热丝TIG焊分别对VM12/S30432和VM12/HR3C进行焊接工艺试验。对异种钢焊接接头进行拉伸、弯曲和硬度试验,并利用光学显微镜分析了焊接接头的微观组织。结果表明:两种异种钢焊接接头的延展性能良好,焊接接头力学性能和硬度值均在理想范围内。两类焊接接头焊缝及母材组织均为正常组织,热影响区及母材未出现δ铁素体等高温组织,焊缝与母材间界面清晰。焊接接头焊缝组织致密,呈典型的树枝晶结构,且枝干的位向较为一致,近似柱状晶生长形态。     

6061铝合金激光填丝焊接接头的组织与力学性能

通过显微硬度计、拉伸试验机、扫描电镜和X射线衍射仪等研究了激光填丝焊接6mm厚6061铝合金接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊缝中心区域的显微组织为等轴晶,由α-Al固溶体组成,无β(Mg_2Si)强化相析出,近熔合区的焊缝组织为柱状晶;焊接接头焊缝的硬度最低,约为73HV,母材的硬度最高,约为110HV,随着距焊缝中心距离的增大,热影响区的硬度先呈波浪式增大,在距焊缝中心2.2~3.8 mm处有所下降,此外为热影响区软化区,在距焊缝中心3.8~4.4mm处又快速增大;焊接接头的抗拉强度为234 MPa,约为母材的71%,高于熔化极惰性气体保护焊接接头的;焊接接头均在焊缝处断裂,接头与母材均为韧性断裂。     

N06200镍基合金管板与换热管焊接接头组织与性能研究

采用氩弧焊丝ERNiCrMo-17对换热管(材料为SB-622 N06200)与管板(材料为SB-564 N06200)进行焊接试验。针对此材料的管-板焊接进行焊接工艺研究,通过金相组织观察、角焊缝厚度测量、拉脱力试验、晶间腐蚀试验对N06200镍基合金管板与换热管焊接接头进行分析。结果表明：采用第1层自熔+2层填丝所获得的管-板焊接接头成形良好,焊道均匀饱满;接头的角焊缝厚度均满足标准要求的1.2 mm,接头的拉脱力和晶间腐蚀率均高于管板和换热管母材;接头焊缝组织为胞状晶、柱状树枝晶和等轴晶奥氏体组织,枝晶生长方向随机,等轴晶可抑制热裂纹的产生;接头焊缝区域硬度明显高于其他区域,硬度曲线呈“跳跃”特征。     

大厚度TC4钛合金铸件钨极惰性气体保护焊的最优工艺确定及其接头力学性能

选用连续施焊、焊层冷至室温后再焊接下一层、焊道冷至室温后再焊接下一道3种层间温度控制方案和730,600℃2种焊后退火温度,通过显微组织、拉伸性能和疲劳性能确定了大厚度TC4钛合金铸造板钨极惰性气体保护焊(GTAW)的最优工艺,并研究了最优工艺下焊接接头的力学性能。结果表明：焊层冷至室温后再焊接下一层得到的焊接接头焊缝组织最为细小,疲劳寿命最高,在730℃下退火后的焊接接头拉伸性能更好,故确定为最优工艺;最优工艺下,GTAW接头的焊缝硬度略高于母材,属于高匹配接头,在拉伸和疲劳过程中接头均在母材处发生断裂,但焊缝的抗疲劳开裂能力低于母材。     

TC2钛合金焊接接头组织与性能的实验研究

分析了TC2钛合金焊接接头的显微组织结构，并综合焊接接头的显微硬度分布规律以及拉伸试验结果，分析了焊接接头不同区域的性能。结果表明，焊缝区为α α’魏氏组织，热影响区为魏氏α α’ 少量β组织；焊缝区的硬度最高，约高于母材50HV，塑性较差；热影响区的硬度较低，塑性较好，其强度是焊接接头部位的最薄弱区。焊接接头的延伸率比母材低88％，屈服强度略低于母材，极限强度与母材相当。     

万瓦激光器焊接10mm304不锈钢工艺及力学性能研究

采用平均功率为10000W的光纤激光器对厚度10mm的304不锈钢进行焊接，通过优化工艺参数，提高焊缝抗拉强度。首先对激光功率和焊接速度分别进行优化实验，对焊缝抗拉强度及微观组织进行分析，得到提高焊缝接头抗拉强度的规律。然后对焊接速度以及激光功率进行正交实验，得到最佳的工艺参数。结果表明，当激光功率9.0W，焊接速度150mm/s时，焊缝抗拉强度达到最高的721MPa，达到母材的98%。焊缝中心等轴晶尺寸较小，有助于提高焊缝接头的力学性能。     

2195-T8铝锂合金激光焊接接头的组织与性能

采用高功率CO_2激光焊机焊接3.7mm厚的2195-T8铝锂合金,研究了不同焊接工艺参数对焊缝成形质量的影响,并对优化焊接工艺条件下焊态和固溶时效态焊接接头的显微组织及力学性能进行了比较。结果表明:焊态接头焊缝区的硬度为81.81HV,比母材的下降了32.3%,接头的抗拉强度为296 MPa,比母材的下降了49%;经固溶时效处理后,焊缝的组织更加均匀,晶界及晶内析出了许多弥散且均匀分布的T_1(Al_2CuLi)强化相,焊缝硬度和接头的抗拉强度比热处理前的分别提高了25.6%和13.7%。     

TA15大厚度电子束焊接头组织及性能分析

通过对TA15大厚度钛合金材料的高压电子束焊工艺进行焊接试验,观察和分析了焊接接头的宏观组织形貌和微观组织特征,测试了接头的力学性能和接头硬度分布。结果表明:TA15大厚度钛合金高压电子束焊缝区、热影响区和母材区的微观组织差别明显;焊缝抗拉强度略高于母材,但塑性低于母材;接头焊缝区显微硬度值高于母材区。     

6mm厚304不锈钢激光焊接接头组织及力学性能研究

采用光纤激光对304奥氏体不锈钢进行焊接,获得成型良好的激光焊接接头,利用光学显微镜、超景深、显微硬度计等分析检测手段,对304不锈钢焊接接头的微观组织特点、力学性能及断口特征进行了研究并进行相应的分析.结果表明,在激光焊接过程中,由于焊缝冷却速度较快,焊缝组织主要以垂直于熔合线的柱状晶的形态存在,焊缝中心组织以等轴晶为主,热影响区不明显;接头硬度分布不均匀,焊缝处硬度最高,热影响区未发生明显软化;焊接接头抗拉强度为711.5MPa,接头拉伸后断于焊缝,拉伸性能达母材拉伸性能的97.5％,可应用于各种工程.     

钢铝异种金属的低能量焊接法

传统电弧焊法焊接钢铝异种金属时,会在过渡区生成Fe-Al金属间化合物层,其硬度高、韧性低,降低了接头性能。基于机械作用的低能量电弧焊接方法,在短路期间采用机械作用促使熔滴过渡,热输入量低,可有效抑制金属间化合物的晶体长大,该种工艺可以采用常规4047焊丝实现铝和镀锌板的焊接。对焊缝金属的金相分析表明,钢一侧为钎焊,铝一侧为熔焊。通过金相及扫描电镜观察发现,在焊缝金属和镀锌板的界面区形成的金属间化合物层,主要成分为Fe2Al5和FeAl3,金属间化合物层的厚度减小到3～4 μm。在界面区主要含有3种元素,分别为Fe、Al和Si,没有Zn元素。拉伸试验表明,焊缝接头在铝合金热影响区断裂,且强度值高于铝合金母材强度的70%,接头强度基本满足使用要求。     

大板式方舱铝合金蒙皮拼焊工艺研究

通过对大板式方舱合金蒙皮的焊接工艺研究，认为钨极氩弧焊是比较适于铝合金薄板拼焊的一种方法，而随焊锤击碾压法是比较实用的一种焊接过程应力应变的控制方式，把综合运用了这两种工艺技术的自动拼焊机用于大板式方舱铝合金蒙皮的焊接，对焊接工艺参数进行了研究和优化，提出焊接线能量是影响薄板焊接核心的观点及其控制方法。用随焊锤击碾压TIG焊接工艺，可使焊缝接头强度提高35％，减少了焊接缺陷，同时改善了焊缝及母材的性能，认为此方法值得推广。     

Al-Cu合金片对钢/铝异种金属激光-MIG复合焊接头组织和性能的影响

采用PLC系统控制的激光-MIG复合焊接工艺对Q890钢/6063铝合金进行异种金属焊接,研究了钢侧坡口表面添加Al-Cu合金片对接头显微组织、硬度和拉伸性能的影响。结果表明:激光-MIG复合焊接接头具有典型的熔钎焊特征;未添加Al-Cu合金片的接头界面层由舌状相Fe2Al5和粗大针状相Fe4Al13组成,厚度约18μm,添加Al-Cu合金片后由舌状相(Fe,Cu)2Al5和细小絮状相(Fe,Cu)4Al13组成,厚度约为9μm,焊缝区与热影响区的组织与未添加Al-Cu合金片时的相似;添加Al-Cu合金片的接头界面层硬度比未添加Al-Cu合金片的低约59HV;添加Al-Cu合金片的焊接接头的抗拉强度比未添加Al-Cu合金片的提高了109.8%,未添加和添加Al-Cu合金片的焊接接头均在界面层断裂。     

低功率激光诱导电弧复合焊接钛合金薄板工艺研究

采用低功率脉冲YAG激光诱导非熔化极惰性气体保护(Tungsten inert gas,TIG)焊电弧复合热源实现了1 mm厚TC4钛合金薄板的优质焊接,研究激光诱导电弧复合焊接过程中热源能量匹配、热源间角度、对接间隙对焊缝成形的影响规律。结果表明,钛合金薄板低功率脉冲YAG激光诱导TIG电弧复合热源焊接过程中,激光能量与电弧能量之间的相互匹配将显著影响焊缝的表面成形。相对于电弧功率的变化,焊缝成形对激光功率变化的敏感度更高。随着热源间角度减小,激光诱导电弧复合热源传热能力增强;由于复合焊接速度快、热输入小、焊接试板横向变形小,当对接间隙为0~0.5 mm范围内时均能获得良好的焊缝成形。为了使焊缝成形均匀连续,焊接过程中需要对焊缝背面采用氩气进行保护,当保护气体流量为5~8L/min时获得最佳焊接接头。     

Porosity in fiber laser formation of 5A06 aluminum alloy

The mechanism of porosity formation and its suppression methods in laser formation of aluminum alloy have been studied using a 4kW fiber laser to weld 5A06 aluminum alloy with SAl-Mg5 filler. It was found that the porosity formation is closely related to the stability of the keyhole and fluctuation of the molten pool in the laser welding aluminum alloy. The filling wire increased the instability of the keyhole and weld pool, thus further increasing the amount of gas cavities in the joint. Prefabrication of a suitable gap for the butt joint can provide a natural passage for the flow of the liquid metal, which can weaken, and even completely eliminate the disturbance of the filling wire on the formation of keyhole. The gap can also provide a passage for the escape of the bubble. Thus, this method can greatly decrease the sheet’s susceptibility to porosity. Moreover, for a thin sheet, if the power of the laser is sufficient to form a keyhole with stable penetration through the weld sheet, a weld bead without porosity can also be obtained because closing the keyhole is almost impossible.     

Practical method to locate the initial weld position using visual technology

The autonomous localization of initial weld position is one of the key technologies to realize intellectualized welding. This paper presented a practical system and method to guide the welding robot to the initial position of the weld seam. Using template matching and polynomial interpolation technology of pixel, the position of initial weld position is located at the sub-pixel level in the image plane. Simple and practical calibration technology avoids the using of complicated algorithms and costly measuring apparatus. Aluminium and its alloys reflect the light strongly, which make the recognition of the weld seam more difficult than steel. Taking the butt joint weld seam of a curve aluminium alloy sheet as an example, the autonomous localization function is realized accurately. For those instances with bigger errors, we advanced a method to rectify the deviation. The welding robot can be guided to the initial position of planar weld seam and meets the requirements to execute welding operation directly. The whole procedure has the characters of simple, practical, and strong anti-jamming.     

评定铝合金焊接接头力学性能的新途径

采用常规试验方法来测定铝合金型材构件焊接接头各区的力学性能及其变化规律是很困难的。而接头性能直接影响着结构焊接工艺的选择和强度计算。通过测定铝合金微型剪切试验和拉伸试验的性能参数，研究得出了这些性能参数之间的数学关系式。可利用这些关系式评定铝合金焊接接头的力学性能。微型剪切试验为铝合金焊接接头力学性能的评定提供了一个新途径。     

高硅铝合金壳体激光封焊缺陷及机制分析

采用激光焊对硅含量为50％（质量分数）的高硅铝合金壳体和硅含量为27％的硅铝合金盖板进行封焊实验.通过对焊缝区微观组织的观察,获得了焊缝区的组织特征及存在的缺陷.分析认为,焊接过程中温度和应力的急剧变化引发高硅铝材料内部的硅裂是焊缝微裂纹产生的主要原因,也是壳体封焊后气密性不能满足要求的主要因素.在此基础上,通过对焊接参数优化改进,提高了接头的质量.     

GL渗铝钢管合金渗层相组成、变形及焊接性能研究

利用光镜、扫描电镜（SEM）、电子探针（EPMA）、x-射线衍射和电子衍射等试验方法,对感应料浆法（GL）渗铝钢管Fe-Al合金渗层的相组成进行了研究。结果表明,GL渗铝钢管渗铝层主要由α-Fe（Al）固溶体、Fe 3Al和FeAl构成。渗层中不存在含铝更高的FeAl 2、Fe 2Al 5和FeAl 3等脆性相,显著改善了渗铝钢的承受变形能力和焊接性能。     

GH99镍基合金薄板电子束焊接头疲劳性能研究

电子束焊作为一种先进的连接技术,具有能量集中、焊接速度快、热影响区小等特点,被广泛应用于工业工程、航空航天等国民经济的重要领域。随着航天飞行器发动机设计寿命的不断提高,主要结构部件的电子束焊接头疲劳性能越来越受到设计工作者的关注,研究电子束焊接头的疲劳性能已经成为焊接工作者一个重要的课题。本文采用电子束焊接工艺,制备了GH99镍基高温合金薄板对接接头。针对电子束焊接头,进行了显微硬度测试、疲劳性能的研究及疲劳失效机理分析。研究表明,电子束焊接头焊缝中心及热影响区的维氏硬度与GH99镍基高温合金母材金属基本相同,接头并未出现性能的不均匀性。对两种工艺下的电子束焊接头的疲劳S-N曲线分析表明,适当加大电子束焊焊接电流,有利于减少焊缝焊根部位的焊接缺陷,有利于提高电子束焊接头的疲劳性能,从而提高了焊接接头疲劳寿命。