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。     

Ti60合金板材电子束焊接接头组织性能研究

研究了Ti60合金板材电子束焊接接头的显微组织与力学性能.研究表明,焊接接头熔合区中的显微组织由针状α′相、α相和β相组成,热影响区的显微组织为β相转变组织、针状α′相及部分未溶解的等轴初生α相组成的混合组织.焊接接头硬度呈不均匀分布,焊缝熔合区的硬度最高,热影响区次之,母材区最低.焊接接头的室温和高温拉伸均断裂于母材区,焊接接头处拉伸强度等同于接头处母材区的强度.焊接接头的持久断裂均发生于焊缝区域,接头的持久寿命均100 h.     

货油舱用耐蚀钢焊接接头的耐腐蚀性能

 采用新型E36耐蚀船板钢和耐蚀实心焊丝进行配套焊接。研究了接头不同区域的腐蚀行为,并探讨了其化学成分、夹杂物和微观组织等对接头耐蚀性的影响。结果表明,接头力学性能良好,能够满足国际船级社的要求。接头各区中母材的组织为珠光体+带状铁素体,热影响区为贝氏体,焊缝为针状铁素体+少量贝氏体+少量侧板条铁素体。母材与焊缝之间没有出现不连续的腐蚀台阶。焊缝的耐蚀性最好,母材次之,热影响区最差。夹杂物是焊缝中点蚀的诱发源。     

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。     

1Cr18Ni9Ti与1Cr13不锈钢焊接接头组织及电化学性能

用金相法观察和分析了用1Cr18Ni9Ti焊丝进行焊接的1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢板和1Cr13马氏体不锈钢板焊接接头的组织;通过海水模拟溶液浸泡试验,测量焊接接头极化曲线和交流阻抗曲线,对比分析了焊缝与母材的耐腐蚀性能.结果表明,焊接接头组织为典型的柱状晶凝固组织;焊接接头中,马氏体母材和焊缝区容易受到腐蚀,而奥氏体母材不易受到腐蚀.     

TA1中厚板电子束焊接头疲劳裂纹扩展速率研究

针对厚度为30 mm的TA1工业纯钛试板开展电子束焊接试验。通过对焊接接头的母材、热影响区和焊缝进行微观组织及维氏硬度测试,分析焊接过程对TA1材料组织及性能的影响。将疲劳裂纹扩展特性与接头各区域组织相结合,论述微观组织分布差异对焊接试样宏观裂纹扩展路径及裂纹扩展速率的影响。结果表明:与TA1母材相比,电子束焊接头焊缝及热影响区具有更高的疲劳裂纹扩展抗力,导致疲劳裂纹扩展路径发生偏折并最终偏向母材。与具有等轴α相的母材相比,电子束焊接过程中生成的锯齿α及α柱状晶对疲劳裂纹扩展具有阻碍作用。在应力比为0.1的试验条件下,焊缝处的疲劳裂纹扩展速率最低,热影响区其次,母材最高。     

304L不锈钢焊缝在混凝土模拟孔隙液中的点蚀行为

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线等电化学方法研究了以308 L为焊丝的304 L不锈钢焊接接头在不同氯离子含量的混凝土模拟孔隙液中腐蚀行为和电化学规律.随Cl-增加,304 L不锈钢焊接接头的三个区域(母材、焊缝和热影响区)在混凝土模拟孔隙液中的自腐蚀电位、点蚀电位及电荷转移电阻降低,钝化膜中载流子密度和焊接接头的点蚀坑数量增加.在同浓度的腐蚀溶液中,308 L的焊缝区域耐蚀性最佳,热影响区次之,304 L基体表现出低的电荷转移电阻和高的掺杂浓度使得母材的耐蚀性最差.      

Inconel 718高温合金SMAW焊接接头组织及力学性能研究

对Inconel 718镍基高温合金进行焊条电弧焊(SMAW)焊接试验,研究其接头显微组织和力学性能。结果表明,焊接接头由五部分组成,分别为焊缝区、细晶区、不完全再结晶区、粗晶区以及基体;由于焊缝区有大量Laves相的存在,导致焊缝区为焊接热影响最薄弱的区域,拉伸试样断裂位置在焊缝处;显微硬度测试表明焊缝区硬度最低,母材硬度最高。     

纯锆R60702板材焊接接头的腐蚀性能研究

采用挂片失重法,研究了工业纯锆R60702板材钨极氩弧焊焊接接头分别在沸腾条件下的10%,30%,70%(质量分数)浓度的硫酸和醋酸+2%KI+200 mg·kg-1Na Cl介质中的腐蚀性能,并分析了接头腐蚀后的表面形貌及腐蚀机制。实验结果表明,在相同浓度硫酸介质中,焊接接头的腐蚀速率均比母材腐蚀速率大;当硫酸腐蚀液浓度低于30%(包含30%)时,母材和焊接接头均具有优异的腐蚀性能;当硫酸腐蚀液浓度高于30%时,母材和焊接接头腐蚀速率显著增大,硫酸浓度对母材和焊接接头的腐蚀速率影响均较大;在相同浓度醋酸+2%KI+200 mg·kg-1Na Cl混合介质中,接头的腐蚀速率均比母材腐蚀速率小;当醋酸浓度小于70%时,浓度对母材和接头的腐蚀性能影响较小,这是因为焊缝区域的粗大组织降低了Cl-和I-吸附晶界引起的氧化膜局部破坏效应;工业纯锆R60702母材和焊接接头在硫酸介质中腐蚀方式均为全面腐蚀,在醋酸+2%KI+200 mg·kg-1Na Cl混合介质中的腐蚀方式为点蚀。     

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。     

电子束焊喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金的组织性能研究

采用电子束焊接的方法对10 mm厚的喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金板进行了拼焊实验。采用金相显微镜、扫描电镜、室温拉伸实验、显微硬度等方法分析了焊接接头的微观组织,测试了焊接接头的力学性能及显微硬度。结果表明,喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金焊接接头由三个区域(近缝区母材,焊核区,热影响区)组成。焊缝宽为0.3～1.0 mm,焊核区由尺寸约3～8μm的等轴细晶组成,析出相沿晶界分布,晶内析出相较少;热影响区大部分保留了母材的原始组织特征,小部分区域发生了重熔。从焊缝区到母材,显微硬度值逐渐下降,焊缝区硬度值高出母材约35。经T6处理后,焊接接头强度约为母材的82%。     

TiAl合金建筑材料焊后热处理组织及性能研究

对建筑用TiAl合金电子束焊接接头进行了两种热处理试验研究,借助金相显微镜(OM)分析了接头不同区域的显微组织,并对焊接接头进行显微硬度测试,分析了两种热处理方式对建筑TiAl合金焊接接头组织及硬度带来的变化.研究表明,TiAl合金电子束焊接后焊缝组织主要为α2相,B相与O相.焊接接头局部热处理后接头硬度较高的区域有所增加,但整体呈下降趋势;热处理后,TiAl合金电子束焊接后合金焊缝区的B2相尺寸减小,但B2相分解的O相板条尺寸变大.整体热处理后焊接接头的显微硬度整体有所降低.两种热处理均能降低焊缝区显微硬度,并分布较为平稳.     

时效处理对Ti-22Al-25Nb合金线性摩擦焊接头组织和力学性能的影响

对Ti-22Al-25Nb合金线性摩擦焊接头进行840℃×2 h的时效处理,研究了焊接头的组织和力学性能。结果表明,焊接头主要分为3个区域,分别是焊缝区、热力影响区和母材区。焊缝区组织以B2相为主,α2相和O相的数量相对较少。热力影响区仅有少量的α2相和O相转变为B2相,且α2相形态变化不大。EBSD分析结果表明,母材的晶体学取向无法遗传到最终的焊缝组织中。经过840℃时效处理后,焊缝区发生了动态再结晶并析出了O相。在热力影响区,α2相的分解并不充分,可以观察到rim-O相围绕α2相析出。母材区O相有所长大,而α2相的形态无明显变化。时效处理之后细晶强化与O相的析出强化作用显著提高了焊接头的力学性能。     

1800 MPa热成形钢与CR340LA低合金高强钢激光焊接性能

采用光纤激光焊接设备对1800 MPa级热成形钢与CR340LA低合金高强钢进行对接激光拼焊,研究了不同激光焊接功率和焊接速度下焊接接头的组织演变规律及热冲压成形性能,并对焊接接头的力学性能和硬度进行了分析。结果表明,3种焊接工艺下激光拼焊原板综合力学性能相差较小,由焊接接头造成的伸长率和抗拉强度的损失均在母材的28.3%和9.1%以内。激光焊接后焊缝区均为粗大、高硬度的马氏体结构;两侧热影响区组织主要为铁素体和马氏体,接头未出现明显的软化区。激光拼焊原板拉伸试样均断裂于CR340LA母材区,距离焊缝12 mm左右,且存在焊缝隆起现象。选取焊接功率和焊接速率分别为4000 W和0.18 m·s?1的焊接试样在高温下进行热冲压成形检测,未出现焊缝开裂,热成形后拼焊板具有良好性能,满足汽车激光拼焊板使用要求,拉伸结果表明,试样断裂位置与未热冲压成形前一致,均位于CR340LA母材区,拉伸过程中,焊缝向高强度母材侧偏移,在弱强度母材侧产生应力集中并缩颈断裂。      

镍含量对2205双相不锈钢焊接接头的影响

采用光学显微镜观察了不同镍含量下2205 双相不锈钢焊接接头的金相组织,通过点腐蚀试验测量腐蚀速率,并采用电化学工作站对焊接接头的点蚀电位进行测量。结果表明,1.2 mm厚度规格2205双相不锈钢焊接接头为铁素体加奥氏体的两相组织,点蚀坑主要出现在热影响区和焊缝。镍含量高的样品金相组织中奥氏体含量高,对应点蚀电位也要高于镍含量低的样品。耐点蚀性能上的差异与接头中两相比例有关。     

Ti_2AlNb基合金超音频直流脉冲TIG焊

分别采用20,40,50,60 kHz不同频率的4组超音频直流脉冲TIG焊工艺焊接了厚度为1.5 mm的Ti2AlNb基合金板材。并采用X射线探伤手段对焊缝中的气孔缺陷进行检测,比如气孔的数量、尺寸及分布的位置;对于无缺陷的接头,观察接头的宏观和显微组织,测试接头硬度分布规律和拉伸性能。结果表明:采用脉冲频率为40,50,60 kHz的超音频直流脉冲TIG焊工艺对Ti2AlNb基合金进行焊接时,焊缝中气孔数量明显减少,尺寸减小,分布也由接头的内部变为接近表面的位置,在50,60 kHz的频率下能够得到没有气孔缺陷的焊接接头;接头各区域相组成不同,除B2基体以外,随母材向热影响区(HAZ)和熔合区(FZ)过渡,O相含量逐渐减少;由于相组成的变化,焊接接头的硬度分布规律为热影响区的硬度最高,母材次之,熔合区最低;对于4种不同频率的焊接工艺,采用频率为50 kHz时焊接接头抗拉强度最高,可达到926.20 MPa,加焊丝后可以在一定程度上进一步优化焊接接头的抗拉性能,降低同一焊接工艺下试样的性能分散性。     

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。     

TC4钛合金线性摩擦焊接头组织及性能研究

采用XMH-160型线性摩擦焊机焊接TC4钛合金板材,观察了焊接接头形貌及焊缝组织,测试了焊接接头的力学性能.结果表明,TC4钛合金适于采用线性摩擦焊接,焊接接头的室温拉伸性能、冲击韧性和高周疲劳性能不低于母材.其线性摩擦焊接头大致可以分为焊缝区和塑性变形区两个区域,焊缝区域原始组织被破碎,晶粒细小;塑性变形区域原始片层组织被压扁拉长,与焊接振动方向呈近平行的流线状.     

HR800CP复相高强钢板焊接接头的显微组织和力学性能

采用激光焊、80%Ar+20%CO_2混合气体保护焊匹配CHW-60C焊丝,对HR800CP复相高强钢板进行了焊接,对其焊接接头的显微组织与力学性能进行了研究。结果表明:激光焊缝的焊缝中心和热影响区组织为马氏体和贝氏体,焊缝中心和热影响区硬度值均高于母材,弯曲180°时未出现沿焊缝的开裂情况,接头抗拉强度为799 MPa,低于母材的抗拉强度,原因是焊缝的表面有凹陷。混合气体保护焊接头焊缝组织为针状铁素体、块状铁素体,粗晶区组织为板条状马氏体+贝氏体组织,正火区组织以贝氏体为主,熔合线附近存在相对较软的区域,接头的抗拉强度755 MPa,低于母材的抗拉强度。     

AF1410钢电子束焊接件在模拟海洋环境中的腐蚀行为

采用中性盐雾试验模拟海洋环境,研究了AF1410钢电子束焊接接头不同位置、不同暴露时间的腐蚀电化学阻抗谱特征,并结合电子束焊接接头组织结构分析评价了焊缝熔合区及母材的耐腐蚀性能及电化学行为.开路电位及阻抗谱研究表明,焊缝熔合区的粗大回火马氏体和析出碳化物易构成腐蚀电池,比基材腐蚀反应阻力小,易引起电化学腐蚀.建立了不同腐蚀阶段的阻抗谱等效电路,并对其进行了拟合.