钛合金的扩散焊连接技术

本文介绍了扩散焊的原理、特点和主要扩散焊方法,对其在钛合金材料中的应用研究现状进行了综述,并对钛合金扩散连接的应用前景进行了展望。     

钛及钛合金搅拌摩擦焊接技术综述

从搅拌摩擦焊用焊具、焊接工艺与组织结构演变、力学性能评价、腐蚀行为等方面综述了钛及钛合金搅拌摩擦焊国内外研究进展,并指出了搅拌摩擦焊技术的研究方向。     

镁合金搅拌摩擦焊接组织特征研究

通过对镁合金AZ31进行搅拌摩擦焊获得了成型良好的焊缝,采用金相显微镜对焊缝组织进行了分析,并采用透射电镜和X射线能谱仪对晶粒形貌和晶界析出的第二相进行了观测分析。结果表明,镁合金搅拌摩擦焊可以获得组织致密的焊缝,焊缝区域根据组织特点可以分为焊核区、热机影响区和热影响区;焊核区"洋葱环"之间呈现层片状结构,晶界强化相数量减少且尺寸变小;热机影响区在前进侧和焊核区有明显的分界,晶粒呈细长条状,后退侧和焊核区分界相对不明显,晶粒变形较小;热影响区在前进侧较窄,组织与母材组织相比变化较小,而后退侧热影响区较宽,晶粒尺寸有所增长,这与搅拌摩擦过程中金属切削迁移的堆积过程有关。     

电子束表面造型技术的应用方向及其在国内船舶领域的发展现状

综述了电子束表面造型技术的应用方向,主要包括金属-复合材料连接、强化换热元件制备、涂层制备的表面预处理等。介绍了国内船舶领域电子束表面造型技术的发展现状,主要包括基于矢量化控制的电子束表面快速造型方法、针对船用材料的电子束表面造型工艺、面向应用的电子束表面造型样件性能研究等。      

异种高温钛合金电子束焊接接头组织与性能

采用真空电子束焊机对高温钛合金Ti60板材和Ti700sr铸件进行焊接，并对接头显微组织和力学性能进行了研究. 结果表明，高温钛合金Ti60板材和Ti700sr铸件电子束焊接性良好，可以获得优质的接头. 获得的接头中焊缝为细小针状马氏体组织，Ti700sr侧熔合区马氏体内部存在层错和孪晶. Ti700sr侧热影响区相比于母材网篮状的α相长大. Ti60侧熔合区和热影响区均发现富Nd稀土弥散相析出. 焊缝区显微硬度与Ti60和Ti700sr母材相当，基本在360 HV左右.硬度最高点出现在Ti60侧热影响区，硬度最大值达到418 HV.接头室温抗拉强度达到1 100 MPa以上，断裂于Ti60热影响区. 接头600 和650 ℃高温抗拉测试均失效断裂在Ti60母材. 其中接头600 ℃高温拉伸性能均值为695 MPa，650 ℃高温拉伸性能均值为587 MPa.     

国内外搅拌摩擦焊用搅拌头的研究现状及发展趋势

本文概述了国内外搅拌摩擦焊用搅拌头在搅拌头材料开发、轴肩和搅拌针设计优化、搅拌头抗磨损破坏性等方面开展的工作进展。预测了搅拌头研究的未来发展趋势主要集中在低成本高性能搅拌头新材料和制造技术研发、搅拌头设计技术的改进和优化等。这将对我国搅拌摩擦焊行业的战略规划、技术研发、成果应用等工作的开展起到重要启示作用。     

大厚度钛合金的电子束焊接技术研究现状

综述了大厚度钛合金电子束焊接技术的研究进展,主要介绍了电子束深熔焊的原理特点,接头成形及缺陷控制、组织性能和残余应力分布等方面国内外的研究情况,明确了大厚度钛合金电子束焊接技术研究尚需解决的突出问题并展望了未来研究的发展方向。     

Ti700sr高温钛合金TIG焊接接头组织及性能研究

采用TIG焊接方法对Ti700sr高温钛合金板材进行了焊接,研究了接头的组织形貌、硬度分布及力学性能。结果表明,Ti700sr高温钛合金板材焊接后的接头成形良好,焊缝区组织由粗大的柱状晶及细长的针状α相构成,热影响区组织由细针状α和残余β相构成,热影响区析出相得到有效控制,相边界上无明显硅化物析出;焊接热影响区的硬度相对较高,焊缝的硬度相对较低;接头室温抗拉强度约为903 MPa, 700℃高温抗拉强度为397 MPa,焊缝强度低于母材的。      

外加能场辅助搅拌摩擦焊研究现状

搅拌摩擦焊作为先进固相连接技术,广泛应用于航空航天等领域,轻质高强材料及异种材料连接对常规搅拌摩擦焊的发展提出了新的挑战.近年来,外加能场辅助搅拌摩擦焊技术的兴起有效地解决了异种材料连接中塑化程度不匹配和界面金属间化合物导致接头脆化的问题.同时,这一技术也为解决高熔点材料流变应力大、塑性变形能力差以及焊具磨损严重、焊接效率低等问题提供了新的思路.文中综述了外加能场辅助搅拌摩擦焊的研究现状,包括感应加热、激光加热、电流加热、电弧加热和超声辅助等,从过程产热、材料流动、组织性能调控和耦合作用机制等方面分析了热能和机械能对接头微观组织和性能的影响规律,同时对未来的研究方向进行展望.     

钛合金多层多道电弧增材制造成形特性研究

采用Ti6321A焊丝进行电弧增材制造,研究层与层、道与道之间的金相关系,表征多层多道增材组织特征,分析其对性能的影响规律。结果发现,交错式堆积方式获得的增材制造部件,成形良好,内部无缺陷。终道熔敷层,晶粒较为粗大,最后形成贯穿上下2层焊缝的柱状晶,内部主要为针状马氏体和残余β相;中部存在层间和道间2种位置结构,其中层间交界组织受到3次热循环,柱状晶被破碎,晶粒趋向于等轴晶,而且α相含量增多;而层间填充部分,由于冷却速度较快,高温停留时间较短,形成细小密集的魏氏组织;道间出现了较为明显的晶粒尺寸差异,这与道间温度过高、熔敷层表面出现凹坑、在2次填充时出现不同熔敷层"混层"现象有关。基板与增材界面热输入小,晶粒较为细小,同时由于后热作用晶粒得到一定程度的破碎,趋向于等轴化,而且进一步降低了界面处的应力水平。拉伸试验结果显示,增材制造材料的平均抗拉强度为870 MPa,断后伸长率为13.3%,上下2层增材制造的材料均匀性较好,没有上下层的明显差异,表现出稳定的力学性能。