ZM5铸镁激光填丝补焊工艺特性与组织分析

针对ZM5铸镁缺陷补焊难题,开展光纤激光填丝焊接工艺特性研究,并采用SEM及EDS对焊缝组织进行分析。结果表明,激光束离焦量增加至20 mm时,由激光深熔焊变为热导焊模式,焊缝变宽,熔深变小,稀释率降至0.65,焊缝成形良好;随激光功率增加,稀释率变大,润湿角变大;焊接速度减小,稀释率变小。激光功率为2.1 k W,焊接速度v=0.5 m/min,稀释率为0.52,焊缝成形良好。激光热导焊接热输入小,焊缝组织晶粒细化,先析出α-Mg相基体弥散分布β-Mg17Al12与δ-Mg共晶相。     

高强钢激光复合焊接T型接头组织分析

采用15kW高功率激光复合焊接船用低合金高强钢T型接头构件.测定了接头截面的显微硬度,通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了焊缝微观组织.结果表明:焊接接头没有气孔、裂纹等缺陷;焊缝和热影响区显微 硬度均高于母材,焊缝显微硬度最高为290HV;焊缝组织主要为细条状的粒状贝氏体和少量的M-A组元.贝氏体铁素体为细条状的铁索体,晶粒细小,晶界密度高.Cu、Ti等微合金元素形成的碳化物沉淀强化相分布于贝氏体铁素体内.细条状的粒状贝氏体组织的晶粒细化及其微合金碳化物(Cu,Ti)xCy的沉淀强化使得焊缝强度高于母材.     

殷瓦薄板高速激光焊接的热裂纹敏感性

以2.2 m/min激光扫描速度,采用对接和搭接两种方式高速焊接0.7 mm薄板殷瓦合金。借助金相显微镜和扫描电子显微镜观察焊缝显微组织,讨论焊缝中心的热裂纹形成机理,对比分析不同接头形式的热裂纹敏感性。实验结果显示,殷瓦合金的高速激光焊缝为铸态单相奥氏体树枝晶。对接焊缝中心出现热裂纹,而搭接焊缝未发现热裂纹。分析认为,在树枝晶凝固最后阶段,焊缝两侧树枝晶粒的大角度晶界能γgb大于2倍液态薄膜固/液界面能sγl,液态薄膜完全桥接需要临界过冷度ΔTb。殷瓦合金散热系数低,过冷度不足,焊接残余拉伸应力rδ将导致液态薄膜开裂。对接时容易出现热裂纹。而搭接时开裂的液态薄膜有上层液态金属流入补充,能有效降低焊缝的热裂纹敏感性。     

铝/钛异种合金激光熔钎焊接头特性

以C02激光为热源，以A1Si12焊丝为填充材料，对Ti-6Al-4V钛合金和5056铝合金异种材料激光熔钎焊进行研究，采用SEM、EDS、XRD和金相显微镜分析接头的微观结构特征，通过拉伸实验评定接头的力学性能。研究结果表明：所得接头具有熔焊和钎焊双重性质，即铝母材局部熔化，为熔化焊，而钛母材与焊缝金属之间存在金属间化合物层钎焊界面；钎焊界面上部的金属间化合物层组成复杂，可分为2层，即呈针状或芽状的Ti-Al-Si系金属间化合物层和以Ti-Al系金属间化合物为主的连续层；钎焊界面下部的金属间化合物层较薄；拉伸试样断裂倾向于发生在紧邻钎焊界面的焊缝上，平均抗拉强度为298．5MPa。     

纳秒脉冲激光清除铝合金膜层的 应用研究

利用一种新型纳秒高能脉冲光纤激光,开展航天铝结构件阳极氧化膜局部精准清除技术研究,并采用SEM和EDS对金属新生表面进行成分表征。结果表明,采用高峰值功率纳秒脉冲光纤激光清除后,新生金属表面成分为99%Al,实现了铝合金阳极氧化膜层高效、彻底的破碎剥离式清除。大型铝合金贮箱结构件采用该种激光清除焊接边,其焊缝质量优良。     

不等厚ULC-BH钢激光拼焊接头硬化机制

采用两种激光光斑加热位置,对不等厚超低碳烘烤硬化钢板进行激光拼焊,分别测定拼焊接头的显微硬度,对比分析其组织性能差异,探讨热影响区硬化软化机制.结果表明,光斑偏向厚板时,拼焊焊缝两侧组织硬度曲线较为对称;在焊接热循环作用下,热影响区基体中饱和科特雷尔(Cottrell)气团析出细小弥散的NbC等第二相颗粒,使得热影响区强硬化;光斑置中时,容易使薄板热输入过渡,析出的第二相颗粒聚集长大,热影响区重新软化,容易导致冲压时开裂.     

Al-Li合金搅拌摩擦焊技术的研究进展

Al-Li合金因其低密度、高比强度、高比刚度等优点,在航空航天领域得到了广泛的应用.作为新型的固态焊接技术,搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)技术为Al-Li合金的工业化应用带来了新的发展前景.综述了近年来主要Al-Li合金(包括Al-Li-Cu、Al-Cu-Li、Al-Mg-Li)FSW...     

双光束激光钎焊工艺

以CO2激光为热源,镀锌钢板为母材,CuSi3焊丝为钎料,进行了双光束激光自动填丝钎焊工艺试验.通过对比单、双光束钎焊特点及改变双光束钎焊工艺参数,分析了双光束激光功率、离焦方式、双束激光能量配比、焦点间距等对接头质量的影响.结果表明,双光束钎焊对激光功率的变化具有更大的适应性;当采用负离焦并行双光束、2 mm 焦点距离的串行双光束且前束激光功率大于后束激光时,可以获得更好的钎缝质量,钎焊过程更具灵活性、适应性.在此基础上,借助金相显微镜、SEM和EDX能谱分析,对接头组织及界面元素分布规律进行了分析.结果表明,双光束钎缝附近母材晶粒更细小,粗晶区更窄;在界面处有Fe-Si金属间化合物生成.     

HastelloyC-4焊接接头耐晶间腐蚀性能研究

采用多层多道氩弧焊接HastelloyC-4材料,通过对比实验研究焊接接头和母材的耐晶间腐蚀性能,并通过显微硬度、金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析表征接头组织和成分。结果表明:接头试样的平均腐蚀速率小于母材试样,接头耐晶间腐蚀性能较好。采用Cr含量高配比填充焊丝,同时严格控制层间温度,利用焊接热循环固溶处理已有焊缝,促进焊缝成分均匀,改善接头在氧化性介质中耐晶间腐蚀性能。     

铝和不锈钢摩擦焊接界面组织与性能研究

针对6061铝合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢异种金属焊接,采用连续旋转摩擦焊接实现铝钢异种材料焊接,并采用SEM、EDS进行组织分析和性能测试。试验结果表明:在旋转速率为600 r/min、顶锻压力为4.5 MPa,顶锻时间为2 s等工艺参数条件下,铝/钢摩擦焊接头结合紧密,界面呈现波纹状;接头抗拉强度可达252 MPa,且拉伸断裂位置发生在铝侧;铝/钢异种材料接头的结合界面两边互有元素扩散,形成厚度小于2μm的金属间化合物层;其显微硬度在界面处发生阶跃变化,且形成金属间化合物的界面处硬度最高达230 HV。