钛/铝异种金属冷金属过渡增材制造

采用TC4和ER2319焊丝直流/变极性冷金属过渡实现异种金属电弧增材制造，通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱、硬度试验、纳米压痕以及拉伸试验等方法对钛/铝构件界面组织特征与力学性能进行分析.结果表明，在钛合金表面堆积铝合金时，只有少量的钛合金熔化，钛原子扩散到液态铝合金中，形成不同长度的TiAl₃金属间化合物.10 μm左右的反应层在钛/铝界面形成.邻近钛侧的反应层均匀连续，靠近铝合金一侧的反应层呈现长条状或块状.界面反应层的显微硬度介于钛合金和铝合金显微硬度之间.构件的最高抗拉强度为111 MPa.     

低活化铁素体/马氏体钢搅拌摩擦焊接头的高温蠕变性能

对5 mm厚度的低活化铁素体/马氏体钢（Reduced activation ferritic/martensitic steel,RAFM）进行了搅拌摩擦焊接,通过焊接接头的高温蠕变实验,研究低活化钢搅拌摩擦焊接头的高温蠕变性能与失效机理。结果表明,低活化钢搅拌摩擦焊接头高温力学性能良好。合金元素W和Ta含量高的RAFM钢的接头高温蠕变寿命更长,原因是Ta和W在高温环境中形成了更多的析出相,包括MX相和Laves相,对位错滑移的阻碍作用更强。650℃的蠕变寿命远远短于600℃的原因可能是,高温使得位错非常容易发生滑移,在Laves相还没有长大、MX相对位错滑移的阻碍作用不够强的情况下,在某些部位形成了密集的蠕变孔洞,造成有效横截面积急剧减少,应力集中严重,引发裂纹导致断裂。     

异种铝合金回填式搅拌摩擦点焊缺陷及力学性能

采用回填式搅拌摩擦点焊技术对2 mm厚5052-H112与2024-T4铝合金进行了成功的连接.试验结果表明，当焊接工艺参数选择恰当时，可得到无缺陷接头；然而，焊接工艺窗口较窄，在高热输入条件下易产生多种缺陷，如粘连韧带、孔洞、裂纹、弱连接等，且这些缺陷主要分布在两板的结合面及焊具退出工件的退出线上；力学性能测试结果表明在低热输入条件下，接头的力学性能（一字拉伸与十字拉伸）最高，这与焊点在低热输入情况下组织缺陷较少有关；在一字和十字拉伸载荷作用下，接头的失效位置位于两板结合面及退出线上，在结合面处形成了有效的冶金连接.     

TIG焊Mg-Nd-Gd-Zn-Zr合金焊缝组织和性能

采用钨极氩孤焊(TIG)连接了Mg-Nd-Gd-Zn-Zr稀土镁合金.利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等分析了焊接接头的组织特征,并对显微硬度和抗拉强度进行了测试.结果表明:焊缝的相组成主要为α-Mg和GdMg5相,未检测到母材中存在的Mg41Nd5.焊缝的显微硬度在焊缝边缘存在低点,焊缝强度约为母材的80％.     

2A14铝合金直流A-TIG焊接技术

依据某型号的铝合金焊接构件对焊后表面的高平面度要求,自主研制活性剂,实现2A14铝合金的直流A-TIG焊接. 并通过直流A-TIG焊缝的表面成形、X射线、微观组织观察及力学性能等方面开展2A14铝合金直流A-TIG焊接技术研究. 结果表明,当活性剂浓度为15%时可以获得表面成形、内部质量及力学性能良好的2A14铝合金直流A-TIG焊缝;与交流TIG焊相比,焊缝力学性能略高,微观气孔数量明显降低.     

激光焊接热输入对26Cr-3.5Mo铁素体不锈钢组织性能的影响

采用连续激光焊接工艺对26Cr-3.5Mo铁素体不锈钢进行焊接,研究了激光焊接热输入(HI)对焊接接头显微组织和力学性能的影响。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)和能谱分析仪(EDS)研究焊缝显微组织和析出相的析出规律,采用维氏显微硬度仪和拉伸试验机对焊接接头的机械性能进行测试。结果表明,焊缝中心产生细小的等轴晶,随着激光焊接热输入的增加,焊缝中心等轴晶区的宽度增加,其占整个焊缝截面的比例先增加再减小。热影响区(HAZ)宽度较窄,为0.1~0.2 mm,且没有发生明显的晶粒粗化现象。焊接接头HAZ发生软化,其显微硬度值低于焊缝和母材。焊接接头抗拉强度与母材相当,但断后伸长率小于母材,且随激光焊接热输入的增加而减小。     

超薄不锈钢端接接头微束TIG工艺特性

针对0.2 mm超薄1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢端接接头进行微束TIG焊,采用连续焊和脉冲焊两种形式,研究焊接电流和焊接速度对焊缝成形及接头的影响。结果表明,接头宽度随着焊接电流的增加而增大,熔透深度也随之增大,有效电流相同的情况下,采用脉冲焊接能够获得更小的接头宽度和更大的熔透深度。接头抗拉力随着焊接电流的增加先增大后减小,采用脉冲焊接有利于提高接头的抗拉力,接头抗拉力最大达到1 070 N,高于连续焊接的950 N。奥氏体晶粒的母材经过焊接后出现了较多的δ铁素体,采用脉冲焊接方法的接头被熔合线分为多层,熔合线处的组织为奥氏体晶粒上分布黑色带状的δ铁素体。     

波控CO2短路过渡焊逆变电源电弧系统仿真

针对CO2气体保护焊短路过渡过程具有非线性和强时变性等特点,采用MATLAB仿真软件对逆变电源-电弧系统进行了仿真。仿真研究中,在波形控制的基础上,采用了恒流控制。对电流反馈信号和电压反馈信号分别进行了模拟仿真,利用逆变电源中的PWM控制方式来改变占空比的大小,从而改变电源的输出。给出了CO2焊短路过渡过程中电压和电流的动态波形。通过仿真可看出,波形中存在着逆变谐波的影响。仿真波形与实测波形基本一致,该结果为以后深入研究谐波以及随机干扰对电源控制过程的影响奠定了基础。     

铸造低铬磨球早期失效的研究

通过对低铬磨球进行落球试验和凿击试验,得出:采用金属型-砂型复合铸型铸造的低格磨球早期失效成梨形前,大量磨球存在剥落现象;裂纹首先产生于金属型砂型交界部位,而后产生碎片剥落,且碎片是从金属型砂型交界部位剥离;对剥落碎片的断口形貌分析,可判断金属型砂型处磨球碎片的断裂方式为解理穿晶脆性断裂。