厚板高强铝合金焊接发展现状及展望

结合高强铝合金焊接的特点、难点,介绍了几种目前国际上焊接高强厚板铝合金的新工艺,新方法--搅拌摩擦焊、双丝MIG焊、激光-电弧焊;与传统电弧焊相比,它们在厚板高强铝合金焊接方面更具优越性.     

焊后热处理对TA15钛合金线性摩擦焊接头组织和性能的影响

采用前期优化的工艺参数,通过自行研制的线性摩擦焊机焊接TA15钛合金试件,焊后对部分试件进行600℃×3 h的热处理,并对焊态和热处理态组织与力学性能进行对比分析。结果表明,焊态条件下接头组织更细小,为亚稳态组织;热处理态接头组织中析出了次生α相,且晶粒发生球化长大现象,接头组织更加均匀。对两种接头在室温条件下进行拉伸试验,接头拉伸断裂位置均在母材处,且热处理接头的抗拉强度和屈服强度均较焊态下要高。热处理后接头的疲劳强度明显提高。     

热处理对TC21钛合金线性摩擦焊接头组织与性能的影响

基于先进飞机构件研制需求,针对TC21钛合金线性摩擦焊接头,设计了3种热处理制度,开展了焊态及不同热处理状态下接头显微组织及力学性能研究. 结果表明,焊态试样的焊缝区由细化的β晶粒组成,晶内析出含有大量位错的针状马氏体,起到了位错强化作用,显微硬度相比母材明显提高,热力影响区由于次生α相发生了溶解,显微硬度相比母材有所降低. 热处理后焊接接头内的α相发生了显著变化,在高温区退火时,长时间保温导致初生条状α相长大,在低温区退火则促进了次生针状α相的析出;所有热处理后的接头进行拉伸试验后均断裂于母材区,经过双重退火的接头其焊缝区及热力影响区组织均为β转变组织+初生长条状α相 + 次生针状α相,并且各区域显微硬度基本与母材一致,组织更加均匀.     

线性摩擦焊接头形成过程及机理

分析了异质钛合金线性摩擦焊接头焊合线近域组织结构,结合飞边形貌及组织特点,探讨了线性摩擦焊接头的形成机理。结果表明,在线性摩擦焊接过程中摩擦界面温度超过钛合金基体材料相变点,焊后摩擦界面两侧均有高温塑性层残留并发生再结晶,焊缝区为完全再结晶组织,TC11侧焊缝区为细小针状组织,TC17侧焊缝区为亚稳态β组织。异质钛合金线性摩擦接头形成机理研究表明,在线性摩擦焊接过程中以及焊后摩擦界面始终存在,界面两侧的高温黏塑性金属没有发生机械混合,界面两侧原子发生了扩散迁移现象,在接头结合界面处形成扩散过渡区。摩擦焊通过扩散与再结晶的共同作用形成焊接接头。     

7A52铝合金单双丝焊工艺对比分析

采用ER5356焊丝对7A52铝合金厚板进行单、双丝气体保护焊工艺对比。对单双丝焊焊接接头的变形、显微组织、焊缝硬度和拉伸性能进行了试验分析。结果表明,双丝焊焊接接头变形小;双丝焊焊缝与单丝焊焊缝相比,组织更为细小致密,热影响区较窄;焊缝区硬度高于单丝焊焊缝;焊缝抗拉强度比单丝焊焊缝提高了7．7％。由能谱分析得知采用双丝焊工艺可抑制锌的挥发。     

异质钛合金线性摩擦焊接头界面行为分析

在线性摩擦焊机上进行了TC4/TC17异质钛合金线性摩擦焊实验研究.焊后利用光学显微镜、扫描电镜以及透射电镜等对焊接接头界面微观组织进行了分析.结果表明,线性摩擦焊接头界面结合良好,通过对接头焊缝界面及热机械影响区组织特点的分析发现,在摩擦焊接过程中焊缝区在热力耦合作用下界面温度超过β相变温度,在焊后冷却过程中发生相变...     

振幅对线性摩擦焊接头组织及界面原子浓度分布的影响

通过改变振幅对TC11/TC17异质钛合金进行了线性摩擦焊及测温实验.焊后利用光学显微镜、扫描电镜及电子探针分析仪等对飞边、焊接接头微观组织及焊缝界面近域原子浓度进行了分析.结果表明,振幅越大,界面获得的焊接热输入越大,形成的飞边越大.线性摩擦焊接过程中焊缝组织温度超过1100℃,超过β相变温度.飞边组织发生明显的再结...     

K447A+GH4169惯性摩擦焊接头组织与高温力学性能

针对新型镍基铸造高温合金K447A和变形高温合金GH4169异种材料惯性摩擦焊工艺进行研究,对热处理后接头微观组织和高温力学性能进行试验分析,结果表明,K447A和GH4169惯性摩擦焊接头飞边成形良好,飞边根部无明显缺陷存在;接头焊缝区组织为完全再结晶组织,焊缝组织中的γ'和γ'相热处理后重新弥散析出,K447A侧仅形成了3 ~ 10 μm宽的再结晶区;通过接头高温力学性能试验,结果表明,接头高温拉伸和高温扭转性能断裂位置在K447A母材侧,400 ℃高周疲劳强度达到355 MPa. 在最大应力720 MPa,试验温度400 ℃条件下低周疲劳寿命均超过30 000次.     

7A52铝合金电子束焊接参数及性能

对20mnrl厚7A52铝合金板材采用试件法进行电子束焊接,确定了焊接参数并对力学性能进行分析．结果表明,采用加速电压60kV,电子束流120mA,聚焦电流763mA,焊接速度800mm／min,可得到良好的焊缝表面．电子束流增大焊缝深宽比显著增加,聚焦电流微小的数值变化可引起焊缝形状突变．接头焊缝区晶粒细小均匀,抗拉强度为母材的87％,焊缝维氏硬度最低值为母材的61％,焊缝冲击韧度为母材的95．4％,表明了电子束接头的性能很高．     

7A52铝合金双丝焊工艺及焊缝耐腐蚀性

采用ER5356焊丝对40mm厚7A52铝合金板进行双丝气体保护焊。对母材及双丝焊焊缝显微组织进行分析,同时根据7A52铝合金在实际生产中的应用情况,进行了母材及焊缝在3.5%NaCl腐蚀溶液中的盐雾腐蚀试验。结果表明,双丝焊焊缝组织由α(Al) β(MgZn2)相组成,且焊缝组织较为致密、晶粒细小、焊缝中心为等轴晶粒。7A52铝合金母材在潮湿的含氯离子环境中容易诱发点蚀,腐蚀后的材料表面覆盖有一层致密的Al2O3氧化膜,该氧化膜可有效地延缓腐蚀的继续发展。双丝焊焊缝耐腐蚀性较好,表面点蚀较少。