Super-Ni/NiCr叠层复合材料与18-8钢的焊接性

采用填丝钨极氩弧焊(TIG)方法对复层厚度仅0.3mm的叠层复合材料与18-8不锈钢进行焊接.通过显微图像分析仪、电子探针(EPMA)和X射线衍射仪(XRD)等对焊缝微观组织、显微硬度和熔合区附近相组成等进行分析.试验发现,焊缝边缘处的奥氏体晶粒生长具有方向性,呈柱状晶形态垂直于熔合区生长;叠层复合材料NiCr基层与焊缝形成可靠的熔合,Super-Ni复层与焊缝过渡区显微硬度升高;18-8钢侧焊缝显微硬度低于不锈钢母材.结果表明,焊接区主要是奥氏体、少量δ铁素体、γ-Ni(Cr,Fe),FeNi等物相;焊接中应使钨极氩弧偏向18-8钢一侧,以避免镍复层过度烧损.     

FGH97高温合金TLP焊接接头组织分析

采用BNi82CrSiB中间层材料对FGH97高温合金进行了过渡液相(TLP)焊,研究了焊接温度为1150℃不同保温时间条件下的接头组织.结果表明,随保温时间的延长,焊缝宽度逐渐增大,焊缝中等温凝固区γ固溶体的数量逐渐增多,而焊缝中央非等温凝固区树枝状γ/Ni2B共晶、γ/γ'共晶、Ni3Si、M23B6和Cr2B等物相逐渐减少并消失,最后形成致密的γ固溶体焊缝组织.同时,随保温时间的延长,焊缝两侧扩散区的宽度逐渐增大,且有针状、颗粒状和蠕虫状的M3B2型硼化物析出,且越远离焊缝,析出相的数量越少.     

保护气体对440MPa HSLA钢GMAW焊缝组织及韧性的影响

采用不同保护气体对440 MPa级低合金高强钢(HSLA钢)进行气保焊焊接,通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)对焊缝微观组织及夹杂物形貌进行了观察,研究了保护气体组成对焊缝组织及韧性的影响,并分析了不同成分保护气体对焊缝夹杂物大小、数量及其成分的影响.结果表明,保护气体为100％ CO2,焊缝金属韧性较差;保护气体(体积分数)为80％ Ar+20％ CO2和90％ Ar+ 10％ CO2,焊缝金属韧性较好.100％ CO2气体保护焊焊缝组织主要为铁素体和贝氏体,混合气体保护焊(20％ CO2和10％ CO2)焊缝组织主要为针状铁素体和少量侧板条铁素体.随着保护气体中CO2含量的减少,焊缝金属中夹杂物数量、尺寸均降低,且成分发生变化.对于440 MPa级HSLA钢,合理的保护气体组成可以得到良好的焊接质量.     

铬青铜与双相不锈钢电子束焊接头组织及形成

对QCr0.8与1Cr21Ni5Ti的2 mm厚平板试件进行了等厚对中电子束焊接;采用光学显微镜、扫描电镜能谱分析方法对接头区显微组织及成分进行了研究,确定了显微组织构成;根据电子束焊接的特点,建立了QCr0.8与1Cr21Ni5Ti等厚对中电子束焊接接头形成的物理模型,并对接头不均匀组织的形成机制进行了探讨.结果表明:QCr0.8/1Cr21Ni5Ti等厚对中电子束焊接接头显微组织形貌为组织及化学成分极不均匀的Cu(Fe) (α ε)的铸态混合组织,其宏观组织可分为3个区域:显微组织结构相同,均为以Cu(Fe)为主,内有一定数量不均匀弥散分布的α ε相混合组织的焊缝左上部组织区及焊缝底部组织区;以α ε相为主,内有少量弥散分布的Cu(Fe)颗粒混合组织的焊缝中部组织区;接头组织的形成是由接头金属熔化及匙孔形成阶段,接头凝固的初期阶段(析出γ ε相,并形成3个区域),接头凝固的中期阶段(γ ε相结晶完成),接头凝固的后期阶段(形成Cu(Fe)相,焊缝完全变为固态),接头凝固的最终阶段(元素扩散及γ→α相变,形成最终组织)联合作用的结果.     

Ni3Al单晶高温合金过渡液相扩散焊工艺

采用KNi3中间层,对Ni3Al单晶高温合金进行过渡液相扩散焊,分析不同焊接保温时间的接头和基体组织的变化,测试接头的高温持久性能.结果表明,1 240℃保温12 h,TLP扩散焊接头局部区域有少量的γ＋γ＇共晶组织及小块状的硼化物组织,其它区域均为与基体组织一致的γ＋γ＇双相组织;基体γ＇相由四方形转变成不规则状.焊接接头在1 000℃高温持久强度达到标准状态的基体强度90%.试样组织出现γ＇相筏形化,焊缝区域筏形组织粗化,且形状不规则,与持久应力方向呈一定角度.     

X80管线钢双焊炬自动焊接头微观组织和力学性能研究

对准φ1219 mm×18.4 mm的X80管线钢进行全自动下向焊试验,采用双焊炬进行填充、盖面焊。对X80管线钢接头的组织和力学性能进行了分析。结果表明,热影响区粗晶区以粗大的板条状贝氏体铁素体(BF)为主,BF板条间分布有少量的M-A组元,硬度较高;细晶区组织主要是多边形铁素体(PF)和少量贝氏体(B),两者分布较均匀,硬度较小。外层焊缝组织主要是晶内形核的针状铁素体(AF);内层焊缝组织中除了有AF和PF外,还有少量粗大的镐牙状侧板条(FSP)铁素体析出;中部焊缝组织与外层焊缝的相差不大,只是晶粒更细小,析出物数量更多。在-20℃时,热影响区平均冲击功为181 J,断口呈韧性断裂;焊缝区的平均冲击韧性为157 J,断口为韧脆混合断裂,焊缝中形成的镐牙状侧板条铁素体及氧化物夹杂降低了韧性。     

焊后热处理对GH4169合金闪光焊接接头组织与性能的影响

本文以GH4169高温合金闪光焊接件为研究对象,研究了热处理对焊缝试样的组织与力学性能的影响规律。结果表明,在焊接热量的作用下强化相γ′′、γ′发生回溶,致使焊接区的强度、硬度均明显低于基体。通过固溶处理后基体的强度降低到和焊缝试样一致,可实现拉伸变形过程中焊接区与基体的均匀变形。对焊缝试样在固溶前和固溶后进行1.2%拉伸塑性变形,经过时效处理(720 ℃8 h(60 ℃/h)-620 ℃8 h AC(空冷))后发现,少量塑性变形对其力学性能几乎没有影响。经固溶时效处理后焊缝试样拉伸强度指标与基体材料相比变化不大,但塑性指标低于基体试样,这与其热影响区存在粗大晶粒有关。     

高强厚板S620Q桥梁用钢焊接接头组织及力学性能

采用实芯80%Ar+20%CO2气体保护焊对40 mm厚S620Q桥梁用钢板进行多层多道焊接,利用光学显微镜和扫描电镜等分析手段研究焊接接头组织及力学性能。结果表明,从X形焊根到盖面焊道,焊缝组织由针状铁素体(AF)+粒状贝氏体(GB)转变为粗大AF+GB,强度先增大后减小。粗晶热影响区(CGHAZ)主要组织为板条状贝氏体、马氏体和GB。二次热循环温度在(α+γ)临界区时,粗晶区晶界处生成了不规则、岛状M-A和贝氏体,部分淬火区晶界处为GB。-20℃接头CGHAZ冲击韧性值高于焊缝,焊缝断口形貌为韧窝+少量解理,CGHAZ纤维区为大的韧窝,放射区为解理+少量韧窝,在小的撕裂刻面上有二次裂纹。CGHAZ晶界处不规则、岛状M-A对韧性损害较小,脆性解理断裂起源于晶内,而不是晶界。     

Inconel 600热电偶套管焊接的组织和性能研究

采用等离子和TIG分别对Inconel 600热电偶套筒进行焊接,研究不同焊接方法对Inconel 600显微组织及其性能的影响。母材为全奥氏体组织,主要由γ、γ′(Ni_3Al)以及Cr_(23)C_6碳化物组成,夹杂着些许氧化物颗粒。结果表明,等离子接头中析出的碳化物Cr_(23)C_6多于TIG焊接头,热影响区碳化物Cr_(23)C_6含量减少。焊缝显微硬度均低于母材,但等离子接头的焊缝显微硬度略大于TIG焊焊缝。     

X80管线钢气体保护焊用焊丝的研制

对所研制的焊丝进行了气体保护焊试验,测试了焊缝金属的化学成分、金相组织、冲击韧度、强度、硬度和接头的抗拉强度.金相组织主要为针状铁素体、少量的先共析铁素体和粒状贝氏体,用扫描电镜分析了冲击断口的形貌和夹杂物的组成,用透射电镜分析了焊缝金属的微观结构.结果表明,在焊丝中加入微量的Ti-B,可以有效地抑制先共析铁素体的形成,使焊缝获得细小、均匀的针状铁素体组织.焊缝中合金元素形成了弥散分布的细小夹杂物,成为了针状铁素体(AF)的形核质点.针状铁素体内有许多位错团,可以有效地阻止裂纹的扩展,提高冲击韧度.     

UNS S32750超级双相不锈钢激光焊接头微观组织与耐蚀性能

以UNS S32750超级双相不锈钢为研究对象,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子探针显微分析仪对激光焊接头微观组织和元素分布进行表征,采用临界点蚀温度测试方法研究激光功率对激光焊接头点蚀行为的影响规律.结果表明,提高激光功率可显著增加焊缝中奥氏体含量,并且在一定程度上抑制Cr₂N析出.此外,激光焊焊缝具有比母材更低的耐点蚀性能.但随着激光功率的增加,焊缝中耐蚀的奥氏体含量增加,同时降低了Cr₂N析出倾向,因此其耐点蚀性能也逐渐增强.与双相钢母材相比,激光焊焊缝中Cr,Ni,Mo等合金元素在铁素体与奥氏体中的分配差异性显著减小,而N原子的分配差异性增加,因此焊缝中铁素体具有比奥氏体更低的耐点蚀指数,进而优先被选择性腐蚀.对于双相钢母材,点蚀主要发生在δ/γ相界和夹杂处,而激光焊焊缝的点蚀主要以铁素体内大量析出的Cr₂N作为点蚀萌生位置,并向弱相铁素体内快速发展.     

Lap joining of titanium alloy using laser welding and resistance seam welding combined process

Titanium alloy lap joints were performed by combined laser welding and resistance seam welding process. The welding characteristics of this combined process were investigated compared with that of laser welding. The experimental results indicate that the combined process welded joint has larger weld width at the lap surface. The joint tensile shear force of combined process is 2.5 times that of laser welding. There are some pores around the lap surface in laser welded joint, and most pores can be eliminated by resistance seam welding process. Metallographic examinations of combined process welded joint reveal that the microstructure in heat-affected zone (HAZ) and weld zone has the acicular martensite morphology, which causes that the microhardness in HAZ and weld zone increases compared with the base metal, and the microhardness in weld zone is highest.     

薄片状TiNi合金/不锈钢激光微焊接接头组织特征

采用微型脉冲激光对0.2 mm厚的薄片状TiNi形状记忆合金/不锈钢异种材料进行对接焊,研究了接头的微观组织特征。结果表明,以纯Ni丝为填充材料、以微型脉冲激光为热源可以实现TiNi合金/不锈钢异种材料的良好焊接。焊缝中心区为细小的等轴晶组织,主要元素为Ti、Ni、Fe。Ti元素的含量和不锈钢母材基本接近, Ni元素的含量略高于TiNi合金母材,远高于不锈钢母材,但TiNi合金母材一侧基本没有Fe元素。TiNi合金母材与焊缝之间存在明显的界面区,宽度为10～20 μm,界面区有从不锈钢母材扩散而来的Fe、Cr元素。不锈钢母材与焊缝之间界面区的宽度较小,表现为界面线     

金刚石锯片激光焊接接头的成分、组织和性能

利用Ｘ 射线衍射分析和扫描电镜, 研究了金刚石锯片激光焊接接头的成分和组织, 并测试了接头的力学性能。试验表明, 刀头材料对焊接质量有重要影响, 焊缝的成分和组织是不均匀的, 光束偏移量对焊缝成分和组织有很大影响     

铝合金双光束/单光束激光-TIG复合焊

针对4mm厚5A06铝合金,分析了双光束光纤激光-TIG复合焊的焊缝成形特点、气孔率、匙孔动态特征及接头力学性能,并与单光束光纤激光-TIG复合焊对比。结果表明,在获得相同焊缝背面熔宽条件下,与单光束激光-TIG复合焊相比,双光束激光-TIG复合焊的焊缝背面成型连续性、均匀性更优且熔宽波动较小,焊缝气孔率降低50%以上,激光匙孔开口面积平均值更大,波动变异系数更小;双光束激光-TIG复合焊接头抗拉强度、断后伸长率、显微硬度、组织与单光束激光-TIG复合焊结果差别不大。     

GTi70与TC4异种钛合金材料激光焊缝组织与性能分析

研究了GTi70与TC4异种钛合金材料激光焊接性能,通过接头常温、高温拉伸强度检测,焊缝组织XRD、OM、SEM检测分析,拉伸断口以及剪切断口形貌SEM分析,论证了异种材料的可焊性. 试验结果显示,异种材料接头常温拉伸强度高于GTi70母材,500,600和750 ℃高温拉伸强度高于TC4母材,焊缝拉伸断口、剪切断口均为韧性断裂,两种材料激光焊接性能良好. 脉冲激光焊缝组织更为细小,焊缝热影响区较窄,母材损伤小,焊缝强度与塑性优于连续激光焊缝.     

固溶处理对选区激光熔化AlSi10Mg合金激光焊孔隙缺陷的影响

针对选区激光熔化成形AlSi10Mg铝合金焊接过程中氢气孔敏感性高的问题,采用固溶脱氢与真空固溶脱氢的方法对比了脱氢处理对合金激光焊接接头孔隙缺陷的影响,分析了不同状态下激光焊焊缝气孔分布、组织演变及力学行为。结果表明,固溶处理能够有效减少选区激光熔化成形AlSi10Mg铝合金激光焊焊缝气孔率,且真空固溶处理效果最好,气孔率从沉积态激光焊接焊缝的2.64%降到真空固溶态焊缝的0.14%;通过对接头组织的演变与基板物相形态、成分的变化分析阐述了孔隙出现的原因,揭示了真空热处理是解决由于基板中预先存在的较高含量的氢导致焊缝氢气孔形成的有效方法。固溶后母材硬度明显下降,各试板焊缝的平均硬度为80HV,较为一致;固溶态试板焊接接头抗拉强度为143MPa,低于沉积态接头,但延伸率增加到了24%,表现为韧性断裂特征。     

提高P91耐热钢焊接接头冲击韧度的研究

探讨了影响P91耐热钢焊接接头冲击韧度的工艺因素,对P91钢的常规焊接工艺进行调整,并模拟该工艺进行焊接试验。最后通过拉伸、弯曲、冲击试验、断口扫描和金相观察检验接头组织及性能。结果表明,在模拟焊接工艺下,P91耐热钢可以获得良好的焊接接头。焊缝拉伸强度高于母材;焊缝侧向弯曲试验外弧面未发现开裂;焊接接头的显微组织为回火板条马氏体,未出现非正常组织,焊缝晶粒明显细化;接头冲击韧度得到了大幅度提高。     

AZ31镁合金氦-氩混合气体TIG焊接头组织和力学性能研究

以氦-氩混合气体为保护气氛，对AZ31镁合金板材进行了TIG焊，并对焊接接头的显微组织、力学性能进行了测试。结果表明，焊缝区全部由均匀细小的等轴晶组成，热影响区组织较粗大；热影响区的硬度明显比母材低，焊缝区的显微硬度和母材相近；焊件的抗拉强度为母材的68．6％，断裂发生在热影响区，属于韧-脆混合断裂。     

45CrNiMoVA钢MIG堆焊层组织及性能研究

采用脉冲MIG焊技术，用UTPADUR600耐磨实芯焊丝，在45CrNiMoVA钢基体上堆焊制备了堆焊层；采用扫描电子显微镜对其组织形貌进行了观察分析，并对堆焊层的内聚强度和显微硬度进行了测试。试验结果表明：堆焊层的组织主要为奥氏体和二次渗碳体；焊缝的组织为针状马氏体组织；堆焊层的平均结合强度为695.3MPa；堆焊层的平均显微硬度为HRC58．4，较基体有较大提高，有利于改善材料的耐磨损性能。