L415/IN825复合板焊接接头渗硼处理工艺及渗层的组织与性能

目前对双金属复合板焊接接头的渗硼处理鲜有研究报道。为了提高双金属复合板焊接接头的耐蚀和耐磨性能,对其表面进行渗硼处理。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及显微硬度计分别对L415/IN825复合板复层焊接接头渗层的微观组织、物相组成及显微硬度进行了分析,并研究了复合板焊接接头及其渗层电化学腐蚀性能。结果表明:复合板焊接接头复层渗层分为硼化物层(Ni_2B、Cr_5B_3、Cr_2B和CrB)和硅化物层(Ni_2Si、Cr_3Ni_2Si和Cr_(13)Ni_5Si_2),全渗层的厚度随着加热温度和保温时间的增加而增加;不同区域渗层表面的显微硬度值均高于基体;复合板焊接接头基体耐蚀性能优于焊接接头表面渗层。     

TA1/X65钛/钢复合板对焊工艺及焊缝组织和性能

采用MAG+TIG焊接方法对TA1/X65爆炸冶金复合板(复层Ti厚2mm,基层X65管线钢厚14mm)试件进行了板-板对接焊实验。利用有限元模拟计算、金相显微镜、X射线衍射、EDS能谱线扫描、显微硬度和弯曲实验,研究了焊缝临界熔深、组织特征、界面元素分布、主要物相、显微硬度分布及焊缝背弯性能。结果表明,钛复层搭接焊质量严重影响复合板对焊接接头全壁厚背弯性能。随未焊透尺寸增大,背弯曲角度减小。钛焊缝区显微组织为锯齿状α-Ti+针状α-Ti+晶界β-Ti,热影响区组织为多形态粗大α-Ti。显微硬度较高区域出现在焊缝熔敷金属区,硬度值达200HV10。临界熔深1.25mm≤dL≤1.75mm、单边热影响区长度Cd≤2.83mm和焊接热输入W≤0.57kJ/mm可作为TA1/X65复合板搭接焊工艺参数设计的具体量化指标,是焊接接头全壁厚背弯实验成功的基本条件。因此,精确控制熔深,降低热输入,减小热影响区尺寸,细化晶粒,是提高钛焊缝塑韧性和安全性的重要方法。     

5A90铝锂合金激光焊搭接接头的组织和性能

以厚度为3.0和4.0 mm的5A90铝锂合金板为研究对象,系统地开展了铝锂合金双光点激光焊接工艺研究,并对激光焊搭接接头的组织和性能进行了分析。结果表明:通过合理的选择激光功率和焊接速度可保证焊接过程的稳定性,改善焊缝的成形质量;在母材半熔化区与焊缝柱状晶之间存在一条等轴细晶带,焊缝中心组织为等轴树枝晶,晶粒尺寸一般随激光功率的降低和焊接速度的增大而细化和均匀化。     

ZK60镁合金光纤激光焊接工艺参数及接头性能研究

目的 采用光纤激光对ZK镁合金进行焊接,分析焊接工艺参数对焊接接头性能的影响规律。方法 采用正交实验方法,在焊接过程中对焊接主要的工艺参数比如:激光的功率,焊接的速度,离焦量进行三因素三水平正交实验,采用拉力实验机对焊接接头进行抗拉强度测试,得到抗拉强度最大的工艺参数组合。对焊缝微观组织及断口形貌进行分析。结果 当激光功率为1 400 W、焊接速度为40 mm/s、离焦量为3 mm时,焊缝抗拉强度达到最高的308 MPa,达到母材抗拉强度的95%。结论 在合适的工艺条件下,光纤激光焊接过程中,如果热输入较低,焊接速度过快,导致熔池冷却速度非常快,同时细化了晶粒,提高焊缝接头的综合力学性能。     

钛合金窄间隙激光填丝焊接工艺及接头组织性能分析

采用自主研发的Ti-Al-V-Mo系钛合金药芯焊丝为填充金属,进行TC4钛合金板窄间隙激光填丝焊接工艺实验,研究激光功率、摆动参数、焊接速度和送丝速度等工艺参数对焊缝成形的影响规律;借助高速摄像系统研究焊接过程羽辉及等离子体特性,并对获得的焊接接头组织性能进行分析。研究结果表明：采用激光功率4.0 kW、圆形摆动模式、摆动频率100 Hz、摆幅2 mm、焊接速度0.42 m/min、送丝速度0.6 m/min的工艺参数组合下得到的焊缝成形良好,无明显外观缺陷;当焊丝末端与液态熔池接触距离为0 mm时,过渡方式为液桥过渡,可以实现焊丝熔化金属向熔池的稳定、有序过渡;该焊接工艺获得的20 mm厚TC4钛合金板窄间隙激光填丝焊接头组织性能良好。     

317L/FH40复合钢板堆焊接头性能和组织研究

采用优选工艺参数对8 mm+48 mm厚的317L/FH40复合钢板进行了复层堆焊(补焊)焊接,然后进行焊后热处理,并对接头进行力学性能测试和微观组织分析。结果表明,317L/FH40复合板堆焊接头各项力学性能测试结果均达到相关标准要求,能够满足实际工程需要;金相组织分析结果显示,复层317L热影响区出现晶粒长大的现象,基层FH40钢热影响区组织产生变化;显微硬度测试结果显示接头各区域内硬度波动不大,不同区域间硬度呈现差异,局部出现升高和降低现象;晶间腐蚀试验结果显示复层堆焊焊缝无晶间腐蚀倾向。      

厚铝合金-薄不锈钢复合板爆炸焊接工艺研究

研究了6061铝合金(厚度为28 mm)-304L薄不锈钢(厚度为4 mm)复合板的爆炸焊接工艺。结果表明,以薄不锈钢为基层,纯铝为过渡层,分别以12 mm和16 mm厚的铝合金为复层进行3次爆炸焊接,可得到性能合格的厚铝合金-薄不锈钢复合板。     

功率对纯钛薄片激光封孔成形及接头性能的影响

为实现直径为0.1 mm微孔的良好封接,采用低功率脉冲激光对0.40 mm厚的工业纯钛(CP-Ti Grade 1)进行了封焊,采用扫描电镜、显微硬度计及光学显微镜,研究了激光功率对焊缝表面成形、焊接接头横截面形貌和显微硬度的影响规律,分析了接头的微观组织结构.结果表明:当激光功率不低于19.2 W时,微孔可以实现完全封接,且熔核直径随着激光功率的增大而增大,但随着激光功率增大,焊缝凹陷和烧蚀现象越加严重;当激光功率增大时,焊缝表面显微硬度呈上升趋势,激光功率为19.2 W时,焊缝成形良好,且最大显微硬度值可以达到290 HV;焊缝中心微观组织为针状α、锯齿状α以及板条状α晶,焊缝上边缘为锯齿状α晶,而焊缝下边缘为细小的锯齿状α和针状α晶.     

钛合金激光焊及其接头的显微组织与力学性能

采用光纤激光器对3.5 mm厚TC4合金板材进行焊接,并对焊接接头的显微组织与力学性能进行分析测试,确定了试验条件下的最佳激光焊参数。结果表明,焊缝熔合区组织主要为针状α′马氏体及少量β相,热影响区由α相及少量α′马氏体组成;接头区域的显微硬度在熔合区变化平缓,而热影响区的硬度下降明显。在激光功率为4.0 kW、焊接速度为3.0 m/min时,获得接头的力学性能最佳,焊缝强度与母材本身的强度接近。接头拉伸断口表面存在大量韧窝,呈明显的韧性断裂特征。     

线能量对铝/钢双光束激光焊接接头组织及性能的影响

为了研究线能量对铝钢异种金属双光束激光焊接接头组织和性能的影响,本工作通过激光双光束铝钢搭接焊工艺优化实验,获取了焊接工艺窗口,研究了焊接线能量与焊缝成形、显微组织和接头性能的关系.结果表明:不同焊接速度下,线能量过大或过小将导致焊缝出现坑洞或未连接,焊接速度超过0.05 m/s时,线能量的最高值和最低值基本维持不变,且线能量与熔深成正比,与熔宽无相关性.低线能量的焊接接头的抗剪切力为130.70 N/mm,断裂位置位于铝合金焊缝,而高线能量的焊接接头的抗剪切力仅有35.76 N/mm,断裂位置位于铝钢界面焊缝.低线能量接头的显微组织为板条马氏体,显微硬度的最高和最低值分别位于热影响区和焊缝中心,而高线能量接头的显微组织为粗大柱状晶或片状马氏体,显微硬度的最低值位于熔合区.在低线能量和高线能量接头处,主、辅助光束共同作用面积分别占整个焊缝截面积的1/3和2/3.     

热输入对Q1100钢焊接接头低温韧性及耐蚀性能的影响

采用10 kJ/cm和15 kJ/cm两种焊接热输入对Q1100超高强钢进行熔化极气体保护焊,研究焊接接头的组织性能及局部腐蚀行为。结果表明：两种热输入焊接接头的焊缝组织主要为针状铁素体和少量的粒状贝氏体,粗晶区组织均为板条贝氏体,细晶区组织均为板条贝氏体和粒状贝氏体,临界相变区组织为多边形铁素体、马奥岛和碳化物的混合组织。两种热输入焊接接头中电荷转移电阻均为母材>热影响区>焊缝区,母材耐蚀性最好,热影响区次之,焊缝区耐蚀性最差。在腐蚀过程中,焊缝区作为阳极最先被腐蚀,当腐蚀一定时间后,腐蚀位置发生改变,阳极腐蚀区域转移到母材区,而焊缝区作为阴极得到保护。热输入为10 kJ/cm时,焊接接头具有更好的低温韧性和耐蚀性,其焊缝和热影响区-40℃冲击功分别为46.5 J和30.2 J。     

汽车高强钢SG1000激光复合焊接力学性能研究

目的 针对汽车高强钢SG1000焊接接头恶化等问题,研究了SG1000激光复合焊接的力学性能。方法 选用等强匹配焊丝MG90-G对高强钢SG1000进行激光复合焊接,对焊接接头进行拉伸和低温冲击韧性试验,并结合扫描和硬度监测等手段对焊缝组织和断口形貌进行分析。结果 由于激光的预热作用,高强钢SG1000激光复合焊接成形件的焊缝美观,焊接过程稳定可靠,焊接熔池深度较大,有效改善了传统焊接的咬边、飞溅、气孔等缺陷。焊缝组织主要由板条马氏体和奥氏体晶粒组成,热影响区的过热区内部板条马氏体和奥氏体晶粒比较粗大,而焊接母材主要为细小的板条马氏体和奥氏体晶粒。焊接拉伸断口主要为细小且较浅的韧窝,且韧窝底部存在第二相粒子及夹杂物,焊接拉伸断口断裂于热影响区且微观形貌为韧性断裂;冲击微观形貌主要由准解理小平面及河流花样组成,且存在一定数量大小不一的韧窝交错分布,焊接冲击断口断裂于热影响区且微观形貌也为韧性断裂。结论 焊缝热影响区的晶粒比非热影响区的晶粒粗大,拉伸和冲击断裂均发生于热影响区;随着激光功率的增大,复合焊接接头的力学性能呈现逐渐增强的趋势;随着焊接速度的增大,复合焊接接头的力学性能呈现先增强后削弱的趋势。高强钢SG1000激光复合焊接最佳工艺参数如下:激光功率为9.5 kW,焊接速度为0.8 m/min,对应屈服强度为1 072 MPa,抗拉强度为1 175 MPa,断裂伸长率为13.5%,冲击断裂吸收的能量为30.8 J、焊缝中心显微硬度为342 HV。     

Zr58Nb2.76Cu15.46Ni12.74Al10.34Y0.5非晶合金激光焊接接头微观结构及显微硬度表征

目的 探究激光焊接参数对非晶合金焊接接头的组织演变、焊缝成形、晶化程度等的影响规律,以及控制接头晶化的有效途径.方法 采用碟片激光器对Zr58Nb2.76Cu15.46Ni12.74Al10.34Y0.5非晶合金进行激光焊接,对比分析不同激光功率下,焊接速度对接头熔宽和晶化组织形成的影响规律,并对接头各区域微观组织特征...     

Comparative study on CO2 laser overlap welding and resistance spot welding for galvanized steel

The CO₂ laser overlap welding and the resistance spot welding are respectively investigated on DC56D galvanized steel used for auto body. The characteristics of the two types of welding methods are systematically analyzed in terms of the weld molding, tensile-shear performance, microstructure, hardness, and corrosion resistance of welding joint. The results show that, the fusion widths of the upper and lower surface are almost the same for the resistance welding joint, and the weld nugget is surrounded by the heat-affected zone. While the laser welding joint belongs to deep penetration welding, the weld fusion width presents wide at the top and narrow at the bottom, and the heat-affected zone is situated on both sides of the weld pool. Compared with resistance spot welding joint, laser welding joints have much more ultrafine microstructures, much smaller heat-affected zones, as well as greater resistance to deformation and corrosion. In addition, the tensile-shear performance of laser weld joints is superior to that of resistance welding joints under certain conditions.     

SiCp/Mg复合材料激光焊规范参数对焊缝强度的影响及其数学模型的建立

对于焊接性较差的碳化硅颗粒增强镁基（SiCp／Mg）复合材料，采用高能激光束进行了焊接．通过选择合适的激光焊工艺参数，可焊成外观成形及性能均良好的焊接接头．激光焊的输出功率（P）、焊接违反（v）、脉冲频率（f）、脉冲宽度（w）对接头强度都有影响，其中尤以激光输出功率与焊接速度的比值，即焊接线能量P/v的影响最大．对于厚度为1mm的对接缝，试验所得最佳工艺参数为：P=170Wv=7.5mm/s,f=30Hz,w=5ms.焊接时使用氢气（Ar）进行保护．所得拉伸强度值为104．3MPa，达到了母材的52％．另外，本文还应用多项式回归法建立了焊接接头拉伸强度与工艺参数关系的数学模型．     

Effect of welding parameters on microstructure and mechanical properties of friction stir welded joints of AA7039 aluminum alloy

A high strength Al–Zn–Mg alloy AA7039 was friction stir welded by varying welding and rotary speed of the tool in order to investigate the effect of varying welding parameters on microstructure and mechanical properties. The friction stir welding (FSW) process parameters have great influence on heat input per unit length of weld, hence on temperature profile which in turn governs the microstructure and mechanical properties of welded joints. There exits an optimum combination of welding and rotary speed to produce a sound and defect free joint with microstructure that yields maximum mechanical properties. The mechanical properties increase with decreasing welding speed/ increasing rotary speed i.e. with increasing heat input per unit length of welded joint. The high heat input joints fractured from heat affected zone (HAZ) adjacent to thermo-mechanically affected zone (TMAZ) on advancing side while low heat input joints fractured from weld nugget along zigzag line on advancing side.     

焊接速度对 7A52 铝合金 FSW 组织及力学性能的影响

目的在保证搅拌速度一定时,针对8 mm厚的7A52铝合金,在不同焊接速度下采用搅拌摩擦焊(FSW)进行焊接试验,研究其焊接接头的显微组织及力学性能。方法利用搅拌摩擦焊机进行对接焊接,焊后制取金相试样观察焊接接头宏观形貌和显微组织,并测定其力学性能。结果7A52铝合金FSW焊接接头焊核区的面积随着焊接速度的增大而增大,当焊接速度为250mm/min时,焊接接头的焊核区面积最大,焊核区的显微组织都为细小的等轴晶,焊接接头横截面的焊核区呈明显"洋葱环"的形貌,而热力影响区的结构特征则呈现出了较高的塑性变形流线层。焊接接头显微硬度分布都呈现出"W"形变化,在焊接速度为150 mm/min时,焊接接头的平均抗拉强度能达到452 MPa,达到了母材抗拉强度的89%。结论通过对不同焊接速度下7A52铝合金FSW焊接接头的组织和性能进行研究,得到了不同焊接速度下焊接接头组织和力学性能。     

超薄不锈钢片的微激光焊接工艺研究

采用微型脉冲激光实现了0.2mm厚321不锈钢片的对接焊,并通过正交优化设计对工艺参数进行了优化,研究了工艺参数对焊接接头微观形貌及组织的影响。结果表明,焊接接头获得最大抗拉力的最优工艺参数是脉冲功率百分比为15、脉冲频率为5Hz、脉冲宽度为2.1ms,此时焊接接头的承载能力达到母材的95%。当微激光焊的脉冲能量过大时会产生热量的积累、导致焊缝发生烧穿,当脉冲宽度较小时激光脉冲的熔透能力较弱、导致焊缝未焊透,这两者都会导致焊接接头的承载能力较差。承载能力较高的焊接接头其显微组织由焊缝中心区的等轴晶和焊缝边缘细小的柱状晶组成。     

压铸态AZ91D镁合金搅拌摩擦焊接头微观组织研究

采用搅拌摩擦焊工艺对4mm厚的压铸态AZ91D镁合金进行对接工艺实验,搅拌头旋转速率1500r/min,焊接速率120mm/min;使用光学显微镜和扫描电镜对焊接接头微观组织进行了研究。结果表明:焊缝外观成形美观,但内部存在贯穿型隧道状孔洞缺陷;焊核区为典型的变形-再结晶组织,为细小、均匀的等轴晶;机械-热影响区为变形-部分再结晶组织,热影响区组织形貌与母材相近但伴有轻微的长大现象;焊核区与机械-热影响区的过渡具有以下特征:在前进侧呈现"突变"特征,在后退侧呈现"渐变"特征。