超厚板TC4钛合金电子束焊接接头应力腐蚀敏感性

针对100 mm超厚板TC4钛合金电子束焊接接头，采用慢应变速率拉伸方法评价接头在人造海水中的应力腐蚀敏感性，分析接头的显微组织和断口形貌，对接头的腐蚀机制进行研究. 结果表明，室温条件下应变速率为ε=1×10-6 s-1时，母材在海水中未表现出应力腐蚀敏感性；焊缝上部、中部和下部具有轻微应力腐蚀敏感性. 焊缝在海水中发生阳极溶解，产生氢吸附，导致裂纹的萌生. 同时氢扩散诱导α'相界及α'相内发生位错塞积，进而使裂纹在更低的应力水平下发生扩展.     

Si3N4陶瓷钎焊用钎料的熔化特性与元素扩散行为

研究了微量稀土元素Ce以及不同Ti含量,对Si3N4陶瓷钎焊用钎料的熔化特性的影响.结果表明:加入微量稀土Ce,对钎料的熔化特性影响不大;当Ti含量增加到35%时,钎料的结晶温度区间明显变窄;钎料钎焊Si3N4陶瓷后发现,Ti元素向界面结合处偏聚,并与Si3N4陶瓷发生化学反应;提高钎料的Ti含量到35%,钎料和界面都会生成含Ti量高的化合物,且钎料脆性增大;提高Ti含量同时添加微量稀土元素Ce,Ti元素扩散得更加充分,钎料中粗大化合物变细变小.     

激光扫描速度对碳钢板表面锈蚀层去除质量的影响

采用光纤激光器开展了碳钢板表面锈蚀层激光清洗研究,通过白光干涉仪、光学显微镜、拉曼光谱仪等研究了激光扫描速度对锈蚀层去除质量的影响。研究表明,当激光扫描速度小于2 000 mm/s时,因光斑搭接率高,热累积效应强,试样表面出现基材熔化重凝现象,同时试样表面发生二次氧化,生成了复杂的铁的氧化物膜层,此时试样表面粗糙度最小。当激光扫描速度增加到3000 mm/s时,试样表面锈蚀层去除干净,露出金属基底本身色泽,基材表面二次氧化减弱。当线速度继续增加时,因光斑搭接率低,锈蚀层吸收的激光能量少,仅有部分锈蚀被去除,试样表面开始出现残留锈蚀层,且随着线速度的增加,残留锈蚀层和试样表面粗糙度增加。通过调节扫描速度可以获得较好的除锈效果,工艺优化后,激光功率为120 W时,除锈效率达到1.5 m2/h。     

高碳铬不锈钢电子束焊接头性能研究

针对高碳铬不锈钢焊接接头性能差的问题,采用电子束焊接技术对厚度为5 mm的调质态的高碳铬不锈钢进行焊接。利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和拉伸试验机等设备对其接头进行显微组织与性能分析。结果表明,在加速电压150 kV、束流强度17 mA、焊接速度850 mm/min的条件下,可获得成形良好、无气孔和裂纹等缺陷产生的焊接接头。碳及合金元素以固溶态形式存在于焊缝中,熔合区均为马氏体和残余奥氏体,呈现出非平衡凝固组织,焊接热影响区中碳化物颗粒发生部分溶解。焊接接头硬度分布呈现典型的“M”型,焊接热影响区硬度最高,可达750HV;焊接接头抗拉强度为699 MPa,在焊接热影响区发生脆性断裂,接头的塑性变形能力急剧下降。     

损伤容限钛合金的研究进展及应用现状

本文综述了Ti-6Al-4V ELI, TC4-DT, TC21和TA15 ELI四种损伤容限钛合金的研究新进展及其应用.指出Ti-6Al-4V ELI损伤容限合金在国外已经成功应用于飞机制造中,而 TC4-DT, TC21, TA15 ELI三种损伤容限钛合金在国内处于开发研究阶段.重点介绍了TC4-DT, TC21, TA15 ELI的断裂韧性、疲劳裂纹扩展速率等损伤容限性能及其影响因素,指出片层组织有利于损伤容限性能的提高.     

厚板TC4钛合金磁控窄间隙TIG焊接工艺

采用磁控窄间隙TIG焊接方法焊接30 mm和100 mm厚TC4钛合金。在不同磁感应强度下进行焊接,焊后分析接头微观组织,研究磁场对焊缝组织的影响。研究接头典型缺陷,分析电弧摆动和电极位置对焊缝成形的影响,测试接头的力学性能。结果表明,外加磁场有细化晶粒的作用,焊缝中针状马氏体的尺寸显著下降;外加磁场可以有效避免侧壁熔合不良的问题,获得侧壁熔合良好的接头;为了获得均匀的侧壁熔深,需要严格控制电极处于间隙中心位置上;焊接接头力学性能良好,接头强度不低于母材强度的96%。     

焊后热处理对100 mm TC4钛合金电子束焊接头残余应力的影响

采用X射线衍射法测量100 mm TC4钛合金电子束焊接头表面残余应力分布,研究焊后热处理对接头残余应力的影响。结果表明:上下表面残余应力峰值均位于热影响区附近;上表面纵向与横向残余拉应力峰值分别为338 MPa和401 MPa,为母材屈服强度的39%和47%;下表面纵向与横向残余拉应力峰值分别为323 MPa和372 MPa,约为母材屈服强度的37%和43%;接头经过600℃×2 h焊后热处理,残余应力降低,但在上下表面呈现不同效果,上表面横向和纵向残余应力水平都有一定程度降低,部分位置纵向残余应力由拉应力状态转变为压应力状态,下表面纵向残余应力消除效果明显,部分位置呈现压应力状态,下表面横向残余余力消除效果不明显。     

Cu-Ni-Ti非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷的界面结构及连接强度

采用Cu-Ni-Ti非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷,利用SEM、EDS等分析手段研究了其钎焊界面的微观结构.结果表明:反应层由两部分组成,其中紧靠Si3N4陶瓷的反应层Ⅰ由TiN化合物组成,Ti-Si化合物构成了反应层Ⅱ.在1100℃×10 min下钎焊时,其接头强度有最大值284.6 MPa.在相同的钎焊工艺条件下,非晶钎料接头强度高于同成分晶态钎料.     

管道闪光焊接控制系统及工艺

从闪光焊机的原理和控制入手,系统介绍K584Ch闪光焊机的硬件和软件组成,并采用开发的闪光焊接工艺对20G管材进行焊接试验,充分认识闪光焊接的设备及工艺特点,指出目前存在的问题和缺陷,促进该技术的发展与应用。     

电子组装用高温无铅钎料的研究进展

分析了国内外电子组装用高温无铅钎料的研究现状。指出目前常用的高温钎料仍然是高Pb焊料或80Au-20Sn钎料,导致焊料含Pb而污染环境,或者含质量分数为80%的Au而使焊料成本奇高。指明了Bi-Ag系钎料具有潜力替代高Pb焊料或80Au-20Sn钎料。未来的研究将在成分设计及可靠性等方面进行探索,以最终找到既经济又可替代传统高铅钎料的高温无铅钎料。