2195铝锂合金电子束焊接头的焊后热处理

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及X射线衍射仪等微观分析手段,研究不同热处理工艺条件下2195铝锂合金电子束焊接头焊缝区的显微组织演变,探讨接头的焊后热处理强化机制。结果表明,焊后热处理可显著改善接头区域的显微组织,促进强化相的析出,有利于提高接头的力学性能。经过焊后固溶+双级时效热处理,焊态下接头熔合线附近存在的等轴细晶区消失,β′、θ′和T₁等强化相在接头焊缝区析出,与单级时效处理工艺相比,双级时效处理的析出强化效果更为显著。力学性能测试表明,经过双级时效热处理后,接头的抗拉强度达到492.5 MPa,为母材强度的90.4%。接头拉伸断口表面存在许多小韧窝,并伴随出现解理面,接头呈韧-脆混合型断裂特征。     

导杆类产品GH4169与1Cr18Ni9Ti电子束焊接裂纹分析

针对航天发动机上导杆类产品GH4169与1Cr18Ni9Ti电子束焊接时出现的接头裂纹现象,对裂纹形成原因、机理等进行了试验分析,从采取合理的接头结构、控制GH4169母材晶粒度、制订优化的焊接工艺等方面解决了导杆类产品的接头裂纹问题。     

LD10铝合金熔焊接头缺陷的拉锻式摩擦塞补焊

采用拉锻式摩擦塞补焊方法对4 mm厚的LD10铝合金熔焊接头缺陷进行了补焊,焊后对塞补焊接头的微观组织和力学性能进行了分析。研究结果表明,摩擦塞补焊接头分为焊缝区、热影响区和母材区三部分,焊缝由细小的等轴再结晶组织构成。选择合适的焊接参数和接头结构,塞补焊接头的抗拉强度可以达到310 MPa,达到或超过熔焊接头的强度。塞补焊接头断裂位置分析表明,塞补焊后接头多断裂于塞补焊焊缝外侧的熔焊区域。     

补焊技术的新突破——摩擦塞补焊

摩擦塞补焊(FPW)是一种新型的固相修补焊接技术,具有接头质量高、缺陷少、变形小等优点.详细阐述了摩擦塞补焊焊接原理和技术特点,介绍了国内外研究现状,分析了塞孔/塞棒结构尺寸和摩擦压力、摩擦时间、进给速度等工艺参数对接头的影响,总结了摩擦塞补焊典型的缺陷形式和产生原因.     

铝/钢异种金属旋转摩擦焊接研究现状

根据铝/钢异种金属焊接冶金特点及旋转摩擦焊接工艺特点，分析认为旋转摩擦焊最适合铝/钢异种金属轴对称件焊接的工艺。分别介绍了连续驱动摩擦焊和惯性摩擦焊接工艺对铝/钢异种金属焊接接头的组织和性能的影响。总结了铝/钢异种金属摩擦焊接技术研发中亟待解决的主要科学问题，铝/钢旋转摩擦焊过程中摩擦界面及其附近剧烈的塑性流变对IMCs生成的影响规律和机制需要进一步的研究；需要开发相应的工艺措施促进铝/钢接头界面上形成以Fe-Al IMCs为标志的冶金结合，并使IMCs层厚度均匀化。最终指明，研究揭示铝/钢摩擦界面IMCs生成机理、相的组成、形态、分布等冶金行为，对铝/钢旋转摩擦焊接头的组织性能调控具有重要意义，也是铝/钢异种金属焊接结构性能保证的理论基础。     

D406A钢电子束焊接头组织及性能分析

采用两种焊接规范对D406A钢进行电子束焊接,并对焊接接头进行930℃油淬+300℃空冷回火的焊后调质处理,借助金相显微镜和扫描电镜对焊接接头显微组织、拉伸断口及相组成进行分析,并对接头进行室温拉伸性能测试和显微硬度测试.结果表明,该合金采用电子束焊,接头正背面成形良好,接头性能与氩弧焊接头性能相当.     

Ti2AlNb合金电子束熔透焊的数值模拟

采用热-弹-塑性有限元计算模拟了Ti2AlNb合金电子束焊的温度场和应力场。为了准确反映熔透型电子束焊接的特点,对旋转高斯曲面体热源模型进行了改进。研究结果表明:采用改进的热源模型能准确地模拟穿透型电子束焊焊缝横截面轮廓;残余应力的模拟结果与实验结果吻合较好,证明了有限元模型的正确性;Ti2AlNb合金电子束焊后残余应力以纵向拉应力为主,且集中分布在距焊缝中心线3 mm的区域内;横向残余应力在表面附近区域呈压应力,内部呈拉应力,表面横向压应力是由焊缝纵向和厚度方向的收缩导致的;焊缝内部出现三向拉应力的状态。     

铝合金/合金钢异种金属摩擦焊接头组织与性能

针对油气资源勘探开发用钻杆轻量化的需求,以小尺寸试棒7075-T6铝合金和37CrMnMo合金钢利用连续驱动摩擦焊技术实现连接,探索开发铝合金/合金钢轻量化复合钻杆焊接制造的可能性和可行性,研究了焊接工艺参数对接头成形、微观组织及力学性能的影响. 结果表明,接头界面铝侧的晶粒受到力和热的作用发生完全动态再结晶,而在热力影响区发生了不完全动态再结晶. 界面沿径向热力分布的不均匀导致了在中心区域没有化合物产生,但在1/2半径区域有亚微米级的化合物层生成,接头抗拉强度最大可达240 MPa. 中心区域较为平整的断裂面说明该区域是接头的薄弱环节. 因此仍需进一步调控铝合金/合金钢摩擦焊接过程,促进中心区域冶金结合,以提升接头整体强度.     

基于超声C扫描的复杂结构焊缝缺陷检测

受工件结构影响,复杂结构电子束焊缝往往不具备射线检测条件,采用超声C扫描检测方法可有效地对其进行检测,对未焊透缺陷定位,并检测焊缝熔深,是焊缝内部质量检测的有效手段。通过超声波声场仿真模拟,优化探头参数,获得较强的焊缝区声场强度,并利用焊接试件验证超声C扫描检测工艺可靠性,检测灵敏度可达?3 mm-9 dB缺陷当量。结果表明,超声C扫描检测技术对电子束焊缝未焊透缺陷检出率和灵敏度高,结合C扫描图像可准确检出焊缝熔深。通过破坏性试验分析比对发现,未焊透缺陷定位准确,焊缝熔深检测误差约4%,结果可靠。     

桁架式三维点阵结构的参数化建模与增材制造

对桁架式三维点阵胞元进行分析并建立了体心立方胞元库数学模型,采用激光选区熔化成形技术实现了TC4钛合金三维点阵结构的制备。建模分析发现,当杆长越大、杆径和夹角越小时,点阵结构的综合几何特性越优。基于激光选区熔化成形的三维点阵结构成形试验发现,三维点阵的应力、变形均呈现周期性分布现象,点阵与基材接触部位存在较大的应力累积,同时点阵结构边缘位置存在局部变形。