CuCrZr合金与316L不锈钢电子束焊接头微观组织与力学性能

在焊接电压150 kV和焊接速度15 mm/s不变的情况下,以3种厚度分别为1.5,2.5,3.5 mm的CuCrZr合金与316L不锈钢为研究对象,分别采用对应的电子束流为11,13,15 mA进行真空电子束焊试验,并对焊接接头的显微组织与力学性能进行了对比分析。结果表明：3种不同厚度的焊接接头焊缝区的硬度均高于CuCrZr合金母材区的,接近316L不锈钢母材区的,其中3.5 mm厚度的硬度最大,为HV196;在抗拉测试中,板厚1.5 mm的焊接接头抗拉性能最好,断裂位置位于铜侧,抗拉强度达到了546 MPa,断后伸长率为54%。但3种焊接接头焊缝区微观均出现了微裂纹,焊缝区存在大量的弥散组织,组织主要为富铁与富铜固溶析出相。     

316L不锈钢SLM件与锻件的激光焊接头微观组织与性能

文中采用激光焊接技术连接316L不锈钢SLM成形件与锻件,进行工艺优化并对其接头微观组织与性能进行研究。结果表明,该接头具有良好的激光焊接性能,无明显缺陷。激光焊接接头和SLM成形件的显微组织为柱状晶粒内的奥氏体基体中的胞状枝晶。与SLM成形件相比,接头表现出较粗的枝晶结构、较低的显微硬度、拉伸性能。该接头的力学性能满足实际应用的要求。各向异性对激光焊接接头的组织和力学性能的影响可以忽略不计。平行于打印方向的SLM成形件与锻件焊接得到的接头,可以得到较细的树枝状结构和较高的拉伸性能。     

CuCrZr/Inconel 625电子束焊接接头组织与性能

对CuCrZr/Inconel 625管件进行不填丝电子束对接焊试验,观察分析各组试样的接头形貌、微观组织、化学成分以及力学性能分析. 结果表明,当偏束距离为0.6和0.8 mm时,CuCrZr/Inconel 625接头焊缝成形良好,均呈现出上、下宽,中间窄的哑铃型;随着偏束距离的增大,焊缝中的Cu含量增加;CuCrZr/Inconel625管件接头焊缝中的相主要是圆球形的Ni基固溶体以及作为基体的Cu固溶体,使得焊缝具有较好的综合力学性能. 当偏束距离0.8 mm时,试样最大抗拉强度达到304 MPa,断裂于CuCrZr侧热影响区.     

CuCrZr合金电子束焊接头微观组织与力学性能优化

本文针对聚变堆新型波导管结构材料CuCrZr合金开展电子束焊接探索,结合微观表征和力学试验,系统研究了焊接工艺和焊后热处理条件对接头显微组织与力学性能的影响。在此基础上解析了接头的形成机制及焊接工艺调控接头组织性能的本质原因。结果表明：CuCrZr合金电子束焊接头由热影响区、熔合区和焊缝区组成,其中热影响区又可分为细晶区和粗晶区。接头最佳抗拉强度达到了333 MPa,满足ITER中波导管的焊接要求(>280 MPa)。焊后热处理能显著改善接头的显微组织与应力分布。接头在500℃热处理12 h的抗拉强度达到了408 MPa,比未热处理的接头提高了22.3%。焊后热处理促进了焊缝区中Cr相析出,增强了析出强化效应。     

20G/316L双金属复合管弧焊接头组织与性能

对20G内衬316L复合管进行了TIG焊对接试验,并对接头进行了拉伸、弯曲、冲击、压力测试以及无损探伤,利用光学、扫描电子显微镜以及化学分析方法对接头组织和主要合金元素的扩散进行了分析.结果表明,焊缝分为碳钢层、碳钢与过渡层间的扩散层、过渡层和不锈钢层四个区域.扩散层焊缝组织为马氏体+残余奥氏体,过渡层为奥氏体组织,而不锈钢层则为胞状树枝晶.在试验参数下,接头各项力学性能优良,接头无缺陷.焊缝根部Ni,Cr合金元素与焊接材料相比无明显变化,采用过渡焊丝起到了保持根部焊缝合金元素含量的作用.     

固溶温度对316LN不锈钢组织及力学性能的影响

用金相显微镜、SEM、拉伸、冲击试验机等研究了固溶温度对316LN不锈钢组织及力学性能的影响.结果表明,固溶温度对316LN不锈钢影响显著,随固溶温度升高晶粒尺寸增大,强度降低,塑性保持相对稳定,抗冲击性能提高,且冲击断口均显示为颜色灰暗的塑性韧窝形貌,经1050℃固溶处理后的强塑性匹配较好,抗冲击性能优良,晶粒度达到7级以上.     

加热规范对316LN铸态奥氏体不锈钢组织和性能的影响

研究了316LN奥氏体不锈钢在不同温度和不同保温时间下,铁素体的含量、形貌的变化规律以及对力学性能的影响.结果表明:随同溶温度的升高、固溶时间的延长,铁素体的含量逐渐减少,形貌由原来的骨骼状逐渐向比较光滑的圆点状演变,硬度有整体下降的趋势.     

316不锈钢激光焊接工艺研究

采用脉冲光纤激光器对0.2mm厚的316不锈钢进行搭接焊接,研究了峰值功率及脉冲宽度对焊点拉力及背面痕迹的影响。结果表明,随着峰值功率和脉宽的增加,焊点抗拉强度增加,同时焊点背面痕迹越来越明显。当峰值功率为200W,脉冲宽度为2.5ms时,焊点拉力为11.3N,且焊点背面无痕迹。对焊点进行切片分析,焊点熔深在0.3mm时,满足焊点背面无痕迹且抗拉强度大的要求。     

选区激光熔化316L不锈钢的各向组织与性能

对采用选区激光熔化(SLM)制备的316L不锈钢增材制造试样进行了横向、纵向力学性能与微观组织分析。结果表明,增材制造SLM试件亚结构组织由尺寸为0.4 μm左右的胞状组织所构成,组织之间无明显的成分偏析,纵向与横向拉伸强度分别达到808和713 MPa,在经过1050 ℃热处理后,原组织中部分胞状组织消失,纵向及横向强度分别下降到673 MPa及579 MPa,增材制造试样相对传统热轧试样(550 MPa)具有明显的强度优势。SLM试样组织中存在未熔合缺陷,缺陷几何形状的方向性对其在拉应力作用下连接成裂纹有显著影响。热处理后缺陷长度方向与拉伸应力平行的纵向试样伸长率达到47.5%,横向试样伸长率为20%,伸长率指标均显著低于热轧316L钢试样,未熔合缺陷是导致3D打印试件塑性指标降低的主要因素之一。     

固溶温度对316LN奥氏体不锈钢微观组织和高温力学性能的影响

对316LN奥氏体不锈钢进行了不同温度(1020、1050和1070℃)的固溶处理,利用电子万能试验机对316LN奥氏体不锈钢在300℃的高温环境下进行单轴拉伸试验,采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对其微观组织和高温力学性能进行分析表征.结果 表明:随着固溶温度的升高,316LN奥氏体不锈...     

DC05同材同厚拼焊板焊缝组织与力学性能

焊缝对同材同厚拼焊板成形的影响远大于母材强度或厚度差异的拼焊板.焊缝的力学性能是评价同材同厚拼焊板成形性及有限元仿真的关键.文中在"混合法"的基础上,通过微观组织观测与微硬度测试,结合数字影像相关技术,获得了拼焊板单向拉伸实时的全场应变场,解析计算出了焊缝的真实应力-应变关系曲线.将此曲线与小尺寸试件单向拉伸试验曲线对比分析后发现,曲线在前期稳定变形阶段是吻合的,在屈服阶段和颈缩阶段的差异是由于标准试件中母材对焊缝变形的限制作用,阻止焊缝过早颈缩.结果表明,焊缝的应变路径(应变比为-0.63)已经偏离单向拉伸状态(应变比为-0.50),纯焊缝试件则无此限制作用.计算所得曲线才是包含母材焊缝的真实应力应变曲线.     

激光焊接316LN平板对接焊试验中气孔成因初探

在激光自熔焊接5 mm厚316LN平板对接焊系列试验时,产生了气孔. 为探讨气孔成因,在试验中先后改变了保护气体流量、保护气体种类及被焊母材,同时焊后借助扫描电镜、光学显微镜、X射线能谱以及对母材进行化学成分分析等手段对试验结果进行分析. 结果表明,焊缝中气孔呈圆形,气孔形成中常伴随着夹杂物,以氢气孔为主. 其中1号材料焊接时焊缝是先以δ结晶模式,而这种结晶模式导致气孔敏感性较大,其显微金相组织也证实存在δ相,氩气不纯也是气孔成因之一.     

激光焊接镁/铝异种金属的显微组织与性能

对1.8 mm厚AZ91镁合金和1.2 mm厚6016铝合金平板试件进行激光搭接焊试验,利用体视显微镜、卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子显微硬度仪、微机控制电子万能试验机等手段研究镁/铝焊缝的表面成形性、接头区域的金相组织、界面元素分布、断口形貌、主要物相、显微硬度与接头力学性能。结果表明:激光功率1900 W,焊接速度50 mm/s,离焦量f为0,Ar气保护气体流量为15 L/min时,焊缝表面成形性良好,热影响区窄,晶粒细化;焊接接头平均抗拉强度和抗剪强度分别为13.99和12.79 MPa,镁侧和铝侧焊缝硬度均高于母材;剪切断口较平坦、光滑,出现相互平行的疲劳条纹;拉伸断口存在较多高度不一致的解理台阶,呈脆性断裂特征;镁/铝焊缝界面存在Mg17Al12、Mg2Al3主要物相,其中Mg17Al12脆性相高温下比Mg2Al3延性相结构稳定,是镁/铝焊接接头呈现脆性特征和较难实现焊接的主要原因。     

SiCp/Al复合材料电子束焊接接头组织及性能

对SiCp/Al复合材料自身进行电子束焊接,研究了其接头成形、焊缝组织、热影响区组织及接头力学性能.结果表明,SiCp/Al复合材料自身直接电子束焊接时,接头的主要缺陷是焊缝成形差、易形成两侧堆积颗粒物的凹槽;焊缝组织中存在界面反应产生的灰白色初生硅、深灰色针状相Al4C3以及Al-Si共晶中的浅灰色针状共晶硅,形成脆性区,拉伸断裂位置便在此处,断裂为脆性断裂.熔合区附近硬度较高,与焊缝区组织及硬度差异较大.接头的最高强度为73 MPa,仅占母材平均抗拉强度的41％.     

316L不锈钢扩散焊接头的微观结构和力学性能

针对不同焊接参数的含镍中间层316L不锈钢扩散焊接头,进行室温和550℃高温拉伸实验,采用SEM、XRD和金相显微镜分析接头区域的微观结构和相分布。结果表明:接头的室温力学性能随焊接温度的提高而降低,而高温力学性能随温度的提高而提高。XRD分析表明,焊接过程中产生的Fe0.64Ni0.36导致接头区域的相组成不均一;在高温拉伸实验时,DB2和DB3接头中的Fe0.64Ni0.36发生相变,强度和塑性更好的FeNi3是接头高温强度提高的原因。     

Q345/IN825复合板焊接接头组织与性能

对Q345/IN825复合板复层与基层分别采用钨极氩弧焊(GTAW)和埋弧焊(SAW)进行焊接试验。采用光学显微镜、扫描电镜对焊缝显微组织及主要合金元素分布进行了分析,利用拉伸、冲击和硬度试验测定了接头的力学性能。结果表明,基层焊缝组织为珠光体和针状铁素体,复层焊缝组织为树枝晶奥氏体,复层母材侧热影响区的奥氏体组织有明显粗化现象,复层焊缝中发现有Nb元素富集产生的析出物。接头的抗拉强度介于Q345和IN825母材强度之间,拉伸断裂发生在母材部位;焊缝金属冲击韧性低于母材;焊缝硬度高于母材硬度。焊缝金属与母材之间没有发生明显的元素迁移,确保了复层焊缝的耐蚀性。     

Microstructure and mechanical properties of dissimilar steel plate resistance plug welding joints

A new type of hybrid welding method called resistance plug welding (RPW) was firstly adopted to achieve the connecting of dissimilar steel,mainly as for the poor welding characteristics of high strength steel produced by increasing carbon,manganese,silicon,etc.Microstructures and mechanical properties of RPW joint were analyzed by optical microscope,micro-hardness test and shear tensile measurement.Experimental results indicate that the RPW joint has a rounded rectangle nugget,and the size is larger than elliptical nugget of resistance spot welding (RSW) joint;the hardness value of RPW joint is evenly distributed,accordingly there is no hard brittle phases;the shear tensile strength of RPW joint increases by 20％ in comparison with RSW joint under the same welding conditions.     

铝锌镁钪锆合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

通过对铝锌镁钪锆合金热轧板进行搅拌摩擦焊接试验,对合金焊接接头的力学性能和焊接接头各个区域的微观组织进行了分析.结果表明,沿焊接接头焊缝横截面的显微硬度呈W形分布,硬度最高处位于焊核区,硬度最低处位于距焊缝中心12mm的热影响区,焊接接头焊接系数达到0.90;焊核区大小为1～2μm的再结晶等轴晶粒,基材中的析出相被破碎和部分溶解为细小的圆颗粒;热机影响区的晶粒发生了强烈的弯曲变形,晶内析出相由片状转变为短棒状;热影响区的晶粒发生了明显长大,析出相也明显粗化;焊接接头拉伸断口都发生在热影响区内.     

T92/HR3C异种钢焊接接头的组织结构和力学性能

采用ERNiCr-3和ERNICrMo-3两种镍基焊丝,用气体保护钨极电弧焊(GTAW)法实现T92/HR3C异种钢管焊接.研究了接头的显微组织及其力学性能,以及焊后热处理对接头组织结构及力学性能的影响等.结果表明:T92/HR3C异种钢接头焊缝为胞状树枝晶组织,T92侧热影响区(HAZ)主要由过热区、粗晶区及细晶区构成;HR3C侧HAZ没有明显晶粒长大的现象,但晶界、晶内有碳、氮化物析出.ERNiCrM0-3焊接接头的强度、塑性及硬度较高,拉伸断裂位于母材;而ERNiCr-3焊接接头强度、硬度较低,但冲击韧性较高,拉伸断裂位于焊缝.760℃、30 min焊后热处理,有助于改善两种焊接接头的综合力学性能.