退火工艺对AZ31镁合金熔焊接头残余应力及微观组织的影响

采用不同去应力退火工艺(T=250、350、400℃,t=1~4 h)对AZ31镁合金焊接接头进行真空热压去应力退火处理,采用盲孔法研究镁合金焊接接头退火前后的残余应力变化规律,利用金相显微镜观察接头显微组织。结果表明:经真空热压去应力退火后,镁合金焊接接头残余应力消除效果显著,且退火温度越高,残余应力越低,应力松弛效果越好,350℃时,接头应力松弛率达到85%以上;保温时间对接头残余应力的松弛影响并不显著;随着退火温度的升高,接头显微组织呈现规律性变化,当温度在350℃以上时,晶粒显著长大,且β-Mg17Al12相显著增加;保温时间越长,晶粒平均尺寸越大;最后得到AZ31镁合金焊接接头的真空热压去应力退火最佳工艺为350℃×1 h。     

焊接温度对Mg/Al扩散焊接头微观组织和性能的影响

采用真空扩散焊在不同焊接温度下对AZ31B镁合金和6061铝合金进行连接。利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和能谱（EDX）观察Mg/Al异种金属接头的显微组织。结果表明：随着焊接温度的升高,扩散区各层的厚度增加,且组织发生明显变化。440°C时扩散层由Mg2Al3层和Mg17Al12层组成;460和480°C时由Mg2Al3层、Mg17Al12层和Mg17Al12与镁基固溶体的共晶层组成。随着加热温度的升高,高硬度区域显著增多,区域内不同位置的硬度存在明显差别。当焊接温度为440°C时接头的最大抗拉强度为37MPa,脆性断裂发生在Mg17Al12层。     

不同处理工艺对A7NO1S-T5铝合金焊接接头残余应力的影响

采用热处理、机械振动以及毫克能超声冲击技术对A7N01S-T5铝合金焊接接头进行处理,并采用X射线衍射法测量这三种处理方法前后的焊接残余应力。结果表明:采用超声冲击对铝合金焊接接头表面残余应力的处理效果最为显著,消除率达到了95%;采用热处理退火,焊缝及热影响区焊接残余应力有所降低,而母材区则有所升高,能有效均匀化焊接接头残余应力;而采用机械振动处理,应力只降低了约35%,效果相对较差。     

焊后热处理对镁合金搅拌摩擦焊接接头的影响

对AZ31B镁合金进行搅拌摩擦焊接,研究热处理前后焊接接头组织及性能的变化。结果表明:焊后热处理可以显著改善焊接接头的力学性能;当搅拌头的旋转速度为600r.min-1,焊接速度为47.5mm.min-1,接头的抗拉强度为168MPa,延伸率为3.6%。热处理后,接头的抗拉强度和延伸率最高可达205MPa和8.6%,比热处理前分别提高22.02%和138.89%;接头的最佳热处理工艺为:退火温度250℃,保温1h;随着退火温度的升高,焊核区晶粒的长大速度大于热影响区/热机影响区混合区域(HAZ/TMAZ)。当退火温度高于250℃时,焊接接头的拉伸断口主要为扁条状韧窝,呈现出微孔聚合韧性断裂特征。     

热处理对铝/镁合金复合板连接界面组织和性能的影响

对爆炸焊接方法制备的铝/镁合金复合板进行不同温度的后续退火处理。分别采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子背散射衍射仪(EBSD)对复合板接合界面的扩散层成分、物相以及组织形貌特征进行了分析。结果表明:随着退火温度的升高,复合板接合界面镁铝金属间化合物扩散层的厚度呈增大的趋势;扩散层由两层组成,分别为靠近镁合金一侧的Mg_(17)Al_(12)相金属间化合物层和靠近铝合金一侧的Mg_2Al_3相金属间化合物层;Mg_(17)Al_(12)相扩散层的组织形貌呈现柱状晶形态,而Mg_2Al_3相扩散层呈现细小的等轴晶形态。对复合板进行拉伸试验分析,结果表明:随着退火温度的升高,复合板的抗拉强度呈现下降的趋势,而伸长率呈现逐渐增大的趋势;退火铝/镁合金复合板的失效断裂路径为沿着Mg_(17)Al_(12)相扩散层及Mg_2Al_3相扩散层的接合界面。     

去应力退火处理对310S钢焊接接头残余应力与力学性能的影响

采用钨极氩弧焊对310S耐热不锈钢进行焊接试验,并对其接头进行去应力退火处理,采用金相显微镜、残余应力仪、拉伸试验机等测试热处理前后焊接接头的显微组织、力学性能与残余应力演变规律。结果表明:在600℃进行退火处理时,随着保温时间的增加,残余应力被消除的程度逐渐加大;由于去应力退火温度未达到其再结晶温度,因此,热处理后焊接接头的显微组织与力学性能变化不明显。     

焊后热处理对L245NCS微合金钢焊接残余应力的影响

采用履带式电加热法对L245NCS微合金钢焊接接头进行了不同退火温度和不同保温时间的焊后热处理,采用小孔法测量焊接残余应力。结果表明,560℃退火保温3.0 h焊后热处理方案和620℃退火保温1.5 h焊后热处理方案对降低焊接残余应力均较明显,其中560℃×3.0 h焊后热处理消除残余应力的松弛率在50%左右,620℃×1.5 h焊后热处理方案消除残余应力的松弛率基本高于80%,说明延长保温时间并不能有效地降低焊接残余应力。620℃×1.5 h焊后热处理方案对于消除L245NCS微合金钢焊接残余应力更为有效。     

热处理消除Q235钢焊接残余应力机理的研究

对Q235钢焊接件进行不同工艺条件下的退火热处理,采用盲孔法测定了处理后各试件的焊接残余应力,以此为基础分析了热处理温度及时间对消除Q235钢焊接残余应力的作用效果,研究了热处理消除焊接残余应力的作用机理,得出Q235钢在退火处理过程中屈服强度的降低及蠕变后的应力松弛在不同温度下决定了残余应力降低的效果.     

热处理工艺参数对2219铝合金焊接接头残余应力的影响

采用X射线衍射法对不同热处理参数下的2219铝合金TIG焊接头残余应力进行测试与分析,研究了退火温度、保温时间及冷却方式对接头残余应力的影响。结果表明,随着退火温度的上升和保温时间的延长,接头残余应力下降幅度增大;当退火温度为350℃保温时间2 h时,焊缝附近区域及焊缝中段横向应力及远离焊缝区域纵向应力方向发生改变,残余应力横向分布规律发生变化。随着保温时间的延长,焊接残余应力下降幅度增大。炉冷具有消除残余应力的效果。     

热处理消除Q235钢焊接残余应力的研究

对Q235钢焊接件进行不同温度和不同保温时间的退火热处理,采用小盲孔法测定处理后各试板的焊接残余应力,比较焊接残余应力降低程度,得出高温短时保温与低温长时保温在消除焊接残余应力上效果接近,以实验结论为基础,提出了热处理消除焊接残余应力温度与时间等效性的问题。     

焊接温度和焊接时间对7075铝合金和AZ31B镁合金扩散焊接头性能的影响（英文）

在压力29 MPa、不同焊接温度和焊接时间下,采用扩散焊技术连接7075铝合金和AZ31B镁合金。对样品界面进行扫描电镜观察、剪切测试和显微硬度测试来研究焊接温度和焊接时间对可焊性的影响。结果表明:7075铝合金/AZ31B镁合金复合板材被很好地连接在一起,且在焊合区形成金属间化合物如Al_(12)Mg_(17)和Al_3Mg_2。由于晶粒粗化和脆性化合物的形成,升高焊接温度和延长焊接时间会导致剪切强度降低和界面焊接硬度增加。在450°C焊接120 min得到的扩焊接接头具有最小的剪切强度(15 MPa)和最大的显微硬度(HV 176)。提高焊接温度且选择合适的焊接时间能显著地提高焊接界面层厚度。将焊接温度从430°C提高到450°C,焊接时间为120 min时,焊接界面层厚度增加了26%,而当焊接时间为60 min时,界面层厚度增加了6%。     

船用5083铝合金焊后热处理的有限元计算

5083铝合金焊接结构广泛应用于船舶领域,尤其是高速船舶以及相应配套设施。然而因其线胀系数较大往往导致较大的焊接残余应力,增大热裂纹倾向,影响焊接结构强度。为减小5083铝合金焊接残余应力,本文采用了焊后热处理工艺。应用有限元分析软件Marc建立了5083铝合金平板对接TIG焊模型以及焊后热处理模型,对焊接及焊后热处理进行了模拟,计算出不同热处理温度下的焊接残余应力,得到热处理温度与焊接残余应力的规律。计算结果表明,焊后热处理能明显减小焊件残余应力,当热处理温度为560℃时,焊件的纵向残余应力与等效残余应力均达到最小值。     

5A06铝合金焊接结构件退火消应最佳温度的确定

介绍了一种试验确定铝合金适宜退火温度的方法.先用强制变形控制试件的弹性应力,然后研究不同退火温度的消应效果和构件软化情况,从而确定出适宜的焊后退火温度,用以消除5A06铝合金结构件的焊接残余应力.结果表明,使用此方法确定的温度进行退火处理,既可使焊接残余应力充分松弛,又不会导致结构过度软化,有效保证了结构件的机加工性能和加工精度.     

退火对AZ91/1060爆炸复合板界面的影响

将AZ91镁合金/1060纯铝爆炸复合板进行退火处理,对热处理前后结合界面处的显微组织、成分分布、力学性能进行分析和研究。结果表明,退火过程中镁元素易于向纯铝中扩散,扩散层主要位于靠近界面的纯铝中;退火后的复合板界面处的扩散层厚度和最高硬度均比未热处理时有明显提高,高硬度层从原始复合板界面的镁合金一侧转移到纯铝一侧,原始复合板中引起界面处硬度升高的原因是加工硬化效应,热处理后界面处的高硬度是由于在扩散层中产生镁-铝固溶体和金属间化合物;随着退火温度的升高,界面处扩散层厚度增加,组织中发生再结晶趋势增强,形变带逐渐消失。     

TiO2纳米管薄膜的脱层现象（英文）

分别通过曲率法和基体拉伸应变测试方法研究TiO2纳米管薄膜的残余应力和脱层行为。结果表明:TiO2纳米管薄膜的内残余应力为-54MPa。TiO2纳米管薄膜室温样、250°C退火样和400°C退火样的脱层出现点的应变依次为2.6%、5.1%和8.6%,半径依次为27.5、17.1和19.4μm。TiO2纳米管薄膜室温样、250°C退火样和400°C退火样的真实临界脱层应力为220.4、394.5和627.9MPa。在脱层条件下,对界面剪滞模型进行修订,并对TiO2纳米管薄膜界面剪切强度进行多项式拟合。由于拟合结果与裂纹密度的分析结果能很好吻合,因此界面剪滞模型的修订方程和多项式拟合方程均为可信的。     

不同处理工艺对6005A铝合金激光-MIG复合焊接头残余应力的影响

采用三种去应力退火工艺和三种振动时效+去应力退火工艺对6005A激光-MIG复合焊接头进行处理,并采用X射线衍射法对处理后的焊接接头进行了残余应力测量,比较不同处理工艺条件下焊接接头的应力消除率。结果表明,振动时效和去应力退火均可有效降低焊接接头残余应力。复合处理工艺比单一处理工艺对焊接接头残余应力的消除效果更为显著。单一处理工艺中退火温度为220℃,保温4 h的应力消除效果最好;复合处理工艺中,振动时效20 min+220℃去应力退火(保温4 h)的应力消除效果最佳。     

TiO_2纳米管薄膜的脱层现象(英文)

分别通过曲率法和基体拉伸应变测试方法研究TiO2纳米管薄膜的残余应力和脱层行为。结果表明:TiO2纳米管薄膜的内残余应力为-54MPa。TiO2纳米管薄膜室温样、250°C退火样和400°C退火样的脱层出现点的应变依次为2.6%、5.1%和8.6%,半径依次为27.5、17.1和19.4μm。TiO2纳米管薄膜室温样、250°C退火样和400°C退火样的真实临界脱层应力为220.4、394.5和627.9MPa。在脱层条件下,对界面剪滞模型进行修订,并对TiO2纳米管薄膜界面剪切强度进行多项式拟合。由于拟合结果与裂纹密度的分析结果能很好吻合,因此界面剪滞模型的修订方程和多项式拟合方程均为可信的。     

7A04铝合金/304不锈钢连续驱动摩擦焊及焊后热处理

对7A04铝合金与304不锈钢异种材料进行了摩擦焊接试验,并对接头进行了不同温度、不同时间的退火处理.对接头飞边形貌、抗拉强度、断口形貌、金相组织、显微硬度等进行对比分析.结果表明,采用合适的工艺参数能获得形貌良好的飞边和更好的抗拉强度,焊合区的铝合金组织发生动态再结晶,晶粒细化,组织比基材更加致密,结合面两边互有元素扩散,焊合区显微硬度高于基材.经400℃×3 h退火处理的接头其抗拉强度提升明显,界面形成了不同的金属间化合物,扩散层厚度略有增加,显微硬度值有所下降.     

基于逆焊接技术的T122/P122钢环焊缝残余应力消除工艺

采用ABAQUS有限元软件生死单元技术针对逆焊接消除残余应力的工艺方法进行分析,模拟计算了T122/P122钢环焊缝的逆焊接消除焊接残余应力的工艺过程,分析了逆焊接消除残余应力的操作工艺中不同热处理温度、冷却速率、冷却范围、冷却时间对消残余应力效果的影响. 结果表明,经过逆焊接处理后,Mises残余应力及环向残余应力均明显降低,且热处理温度对残余应力的消除影响最为显著,其次是冷却时间和冷却速率. 当热处理温度为400 ℃,冷却时间为20 s时不仅可以消除焊接残余应力,还可以在处理表面形成1.3 mm厚的压应力层.     

高频感应加热处理对2219铝合金FSW焊接接头残余应力的影响

采用搅拌摩擦焊接工艺焊接8mm厚2219铝合金板材,自行研制设计了高频感应加热装置,对2219铝合金搅拌摩擦焊接接头进行了应力表征与高频感应加热去应力研究,试验温度分别为90℃、140℃、190℃,利用X射线衍射法测试了焊缝热处理前、后纵向和横向残余应力,分析了搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能。结果表明,经高频感应加热处理后,焊接纵向残余应力峰值显著降低,经190℃感应加热处理后纵向残余应力峰值下降51.3%,残余拉应力区间变窄,随着高频感应加热温度的降低,去应力效果减弱。热处理前、后焊接接头微观组织和力学性能变化不明显,显微硬度分布趋势相同,说明高频感应加热技术在有效降低焊接残余应力的同时不改变焊接接头的力学性能。