异种钛合金TA15与Ti2AlNb激光焊接显微组织及力学性能研究

介绍了异种钛合金(TA15与Ti2AlNb)激光焊接工艺,分析了焊接接头的显微组织、显微硬度分布及室温、550℃高温时的拉伸性能。研究结果表明:焊缝区获得B2相、O相和α2相组成的混合组织,TA15侧热影响区主要为针状马氏体,Ti2AlNb侧热影响区组织主要为B2相和少量的α2相;TA15热影响区显微硬度值高于TA15母材,Ti2AlNb热影响区显微硬度值低于Ti2AlNb母材,在焊缝中心显微硬度值最低;室温时的拉伸断裂发生在焊缝处,断口特征为解理断裂,550℃高温时的拉伸断裂位置在TA15母材上,断口特征为韧窝。     

钛合金TA15和铝合金5A06氩弧焊技术研究

通过对TA15与5A06异种材料氩弧焊工艺试验研究,分析焊缝表面成形及焊接接头组织、力学性能.结果表明:采用铝合金焊丝可实现TA15与5A06异种材料的连接,获得熔钎焊焊接接头,强度能达到相应铝合金母材的75％以上.     

嵌入纯钛薄板对TA15钛合金电子束焊焊缝成分及显微组织的影响

在TA15钛合金电子束焊对接接头中嵌入纯钛TA1金属薄片,通过改变焊缝的熔宽调控焊缝内的母材与嵌入材料的比例,以此实现对焊缝内合金成分含量的控制。通过对焊接接头及焊缝内元素分布特征的观察和分析,证明选用适当的焊接工艺参数可以实现合金元素的均匀分布,并可有效地细化焊缝组织、降低焊缝的显微硬度。     

钛合金潜弧双面焊接头组织和性能分析

采用潜弧焊双面焊接工艺分别对34 mm和58 mm厚的TA15钛合金进行焊接,观察分析了焊接接头的宏观组织特征和焊缝区微观组织形貌,测试了接头的力学性能以及气体含量,并对接头的焊接质量进行X射线检查。结果表明,焊缝区内为晶粒尺寸较大的柱状晶,晶内为针状α相。接头拉伸断裂发生于焊缝区,为韧性断裂,抗拉强度达到母材强度的96%。焊接过程中,未发生氧化,无焊接缺陷,焊接接头质量良好。     

TA19钛合金惯性摩擦焊接工艺

采用惯性摩擦焊接工艺对TA19钛合金进行了焊接试验研究,针对不同工艺参数下的焊接接头力学性能进行了室温拉伸、高温拉伸及显微硬度等测试,并对优选工艺后焊接接头显微组织进行了分析. 结果表明,TA19钛合金具有良好的惯性摩擦焊接性,在合理焊接工艺条件下能得到高强度焊接接头;焊接接头各区域中焊缝区显微硬度最高,随着向母材区过渡,显微硬度逐渐降低;焊缝区为典型的动态再结晶组织,主要由少量沿β相晶界分布的沿晶α相+α′马氏体组成,热力影响区由变形初生α相+α′马氏体组成,热影响区微观组织与母材相近,仅有部分板条状β相及板条状次生α相发生交叉分布.     

TC4/TA15异种钛合金激光焊焊缝的显微组织和高温力学性能（英文）

研究不同焊接工艺参数条件下TC4/TA15异种钛合金激光焊接接头的显微组织和高温力学性能。结果表明:TC4/TA15异种激光焊焊缝熔合区由含针状α'马氏体的粗化β柱状晶组成,热影响区主要由初始α相和β转变相组成,TA15侧热影响区的宽度窄于TC4侧热影响区的宽度。TC4/TA15异种接头的屈服强度和抗拉强度随温度的升高而降低,高温拉伸强度从高到低的顺序为TA15母材异种接头TC4母材,800°C时塑性变形程度最高。TC4/TA15异种接头横截面的最高显微硬度位于焊缝中心,热处理后接头的显微硬度整体降低,但硬度分布特征未发生改变。异种接头的高温拉伸断裂均发生在TC4母材侧,并在拉伸过程中发生明显颈缩,微观断口呈现韧性断裂特征。     

TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头显微组织和力学性能

研究TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,TC4/TA17异种钛合金激光焊接头焊缝的显微组织为片状α′马氏体,TC4侧靠近母材的热影响区和TA17侧靠近母材的热影响区只发生α相向β相转变,TC4侧靠近焊缝的显微组织为残余α相+针状α′马氏体,TA17侧靠近焊缝的显微组织为残余α相+片状α′马氏体。TC4/TA17异种钛合金激光焊接头的显微硬度呈不对称分布,焊缝的显微硬度最高,TA17母材显微硬度最低。TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头断裂在TA17母材,断口呈现韧性断裂形貌。     

电子束焊对TA1中厚板微观组织及力学性能的影响

采用电子束焊对30 mm厚的TA1板开展焊接试验,通过对接头进行宏观与微观组织观察与分析、维氏硬度、拉伸及冲击试验,研究了焊接过程对TA1微观组织及力学性能的影响。结果表明,焊接接头综合力学性能优良。在焊接热循环作用下,接头不同区域的微观组织差异显著:TA1中厚板母材组织为等轴α;焊缝为由α柱状晶、锯齿α和少量针状α组成的混合组织;热影响区组织为锯齿α。与母材相比,电子束焊使得接头焊缝及热影响区的强度、硬度及冲击韧性均有明显提高。     

TA1纯钛TIG焊的接头组织与性能分析

采用TIG焊技术焊接TA1钛合金,对比了5组不同焊接参数下的焊缝成形和力学性能,对力学性能最优的试样进行了接头硬度、组织、成分、耐蚀性能的研究。实验结果表明:TA1薄板焊接在较窄的电流范围内能获得良好的成形与拉力性能,峰值电流38 A时拉力性能达到母材的78.9%;接头硬度由焊缝向母材降低,焊缝至母材晶粒由等轴α晶向锯齿状α晶转变;物相分析焊缝为α-Ti与少量TiFe相金属间化合物组成;因TiFe化合物较母材更易被侵蚀,造成其焊缝耐蚀性略低于母材。     

TA15钛合金电子束焊焊接接头力学性能

钛合金材料以及相关制造技术是实现飞机先进性的重要基础之一,电子束焊接是钛合金板材一种先进的焊接形式.对TA15钛合金板材电子束焊接试样进行了金相分析和静力试验、疲劳试验和扫描电镜(SEM)分析.结果表明,TA15板材电子束焊焊接接头的焊缝、热影响区和母材的微观组织差别明显;焊缝韧性降低,抗拉强度高于母材;热影响区尺寸较小,在1～2 mm左右,是焊接接头的薄弱部位;疲劳裂纹大多萌生于焊接热影响区区域,疲劳破坏试样断口的SEM分析表明,疲劳裂纹大多起源于焊接热影响区的气孔处.     

TA1中厚板电子束焊接头组织及力学性能

针对30 mm厚TA1中厚板开展电子束焊接试验。通过光学显微镜、维氏硬度仪、拉伸试验机等检测手段,分析焊接过程对TA1微观组织及力学性能的影响。结果表明,采用电子束焊在适当规范下可获得优质接头。接头不同区域组织差异显著:母材为等轴α;焊缝由柱状α、锯齿α和少量针状α组成;热影响区为锯齿α。随熔深增加,焊缝中柱状α与锯齿α晶粒尺寸递减,柱状α晶界逐渐变模糊。拉伸试验中,焊接试样出现颈缩并断于母材。对于取自不同位置的母材及焊接试样,拉伸性能差异不大,但焊接试样强度略高于母材。不同熔深处接头横向硬度分布趋势大致相同:焊缝中心区最高,热影响区其次,母材最低。与母材相比,接头的一系列性能表现与电子束焊接过程中较快的冷速、TA1材料传热特性以及锯齿α与针状α的强化作用有关。     

TA15钛合金潜弧焊焊接接头疲劳损伤研究

本文对TA15钛合金潜弧焊焊接接头性能进行了研究,结果表明,TA15钛合金潜弧焊焊缝晶粒粗大,热影响区晶粒尺寸过渡明显,焊缝与热影响区界限不明显.焊接件的疲劳试验结果表明,潜弧焊焊接接头的疲劳性能较母材有较大的下降,距焊缝中心线距离为6mm～14mm的焊接区域是焊接接头的薄弱部位,疲劳裂纹大多萌生于此区域.     

TA15钛合金脉冲TIG焊接头微观组织和力学性能分析

研究了TA15钛合金脉冲TIG焊焊接接头的微观组织和力学性能。试验结果表明,该合金脉冲TIG焊焊缝为细小均匀的、长条块状α相和细针状β转变组织,热影响区为等轴状的β晶粒,母材为细小层片状魏氏组织。焊接接头抗拉强度平均值约为900 MPa,数值略低于母材的;二次电子断口观察结果表明,焊接接头具备一定的韧性特征;焊缝区的平均硬度为HV226,熔合区的硬度数值具有很大的梯度,热影响区平均硬度值为HV392,在母材硬度值趋于稳定,硬度平均值约为HV403。     

多次热处理对TA15钛合金电子束焊接头组织和性能的影响

通过对TA15钛合金薄板电子束焊接头进行多次热处理试验研究,分析了不同热处理制度对接头组织和性能的影响。结果表明,多次热处理工艺对钛合金板材电子束焊接头抗拉强度和屈服强度影响不大,断后伸长率和断面收缩率稍微有些下降。对母材、热影响区、焊缝的微观组织影响不大。     

TC4/TA15异质钛合金激光焊焊缝的显微组织和力学性能（英文）

研究TC4/TA15异质钛合金激光焊焊缝的显微组织和力学性能。结果表明:TC4/TA15异质钛合金激光焊缝熔合区显微组织由针状α相和马氏体α′组成,TC4侧热影响区主要是残余α相和马氏体α′,TA15侧热影响区则出现了大量等轴α相。焊缝显微硬度呈现不对称特征,熔合区最高,TA15母材区最低。随应变速率由1×10~(-4) s~(-1)增加到1×10~(-2) s~(-1),接头屈服强度和抗拉强度均升高,且满足TC4母材TC4/TC4同质接头TA15母材TA15/TA15同质接头TC4/TA15异质接头,而硬化能力和应变硬化指数则降低。不同应变速率下拉伸TC4/TA15异质接头均在TA15母材断裂,断口呈现韧性断裂特征。     

TA15线性摩擦焊接头高周疲劳性能分析

在相同热处理制度下,开展了TA15钛合金母材与TA15线性摩擦焊接头高周疲劳性能试验,并对疲劳断口进行扫描电镜分析. 结果表明,从S-N曲线低应力区到高应力区,焊缝针状组织的疲劳强度高于母材双态组织,随着应力的增大,两种组织的疲劳强度差异逐渐缩小;接头针状组织的疲劳极限(463 MPa)高于母材双态组织(423 MPa). 断口分析结果表明,TA15母材的疲劳断口相对较平,扩展区二次裂纹较少,而线性摩擦焊接头中存在较多的二次裂纹,降低了裂纹扩展速度,说明针状组织的疲劳性能优于双态组织.     

TA1超薄板激光焊接组织与性能的研究

选用0.5 mm工业纯钛TA1作为研究对象,在不同激光功率下采用不同焊接速度对其进行焊接试验,焊后分析了不同焊接速度对TA1焊缝宏观形貌、显微组织、接头力学性能及硬度、接头耐蚀性的影响。结果表明：随着焊接速度增加,焊缝宽度逐渐减小,焊缝表面成形质量提高;焊缝组织中粗大块状α相逐渐减小,针状α相逐渐增多,晶粒细化;接头抗拉强度逐渐增大并趋于母材强度,耐腐蚀性也越来越好。随着焊接功率增加,焊缝宽度逐渐增加,焊缝组织中粗大块状α相逐渐增加,抗拉强度逐渐降低,耐腐蚀性越差。     

激光快速成形TA15钛合金氩弧焊接头组织及力学性能

对激光快速成形TA15钛合金与轧制TA15钛合金薄板进行了氩弧焊接试验,观察分析了焊接接头各区域组织特征,测试了焊接接头各区域的显微硬度以及室温拉伸性能.结果表明,激光快速成形件与轧制薄板氩弧焊焊缝凝固组织是具有粗大片状α+β组织特征外延定向生长的柱状晶.轧制件对焊接热影响敏感性强,热影响区晶粒发生严重长大现象,激光成形件靠近焊缝热影响区晶粒转变为等轴晶,距焊缝较远的热影响区仍保持柱状晶.激光成形件热影响区硬度最高,焊缝区及轧制件热影响区的硬度最低.焊接接头抗拉强度低于母材,塑性与轧制件相当,断裂位置位于轧制件热影响区.     

纯Ti等离子弧焊接头性能与组织研究

对Ti ASME B-265 Gr.2钛材进行了等离子弧焊焊接工艺研究,通过拉伸试验、弯曲试验、金相显微镜观察等方法对焊接接头性能与组织进行了研究。结果表明:采用合适的等离子弧焊焊接工艺,可以获得良好的焊缝及力学性能优良的钛材焊接接头;焊接接头的焊缝中心、熔合区附近及热影响区均为锯齿状的α组织;从焊缝中心到母材,焊接接头显微硬度整体硬度略高于母材,焊接接头的显微硬度在热影响区达到最高,在热影响区和基体交界处最低。     

电子束焊接对调质15CrMnMoVA高强钢组织及性能的影响

为实现高淬火倾向的航空高强钢材料的高质量接头,以15CrMnMoVA高强钢为研究对象,进行了电子束焊接工艺试验研究;针对不同结构的电子束焊接接头,分析了焊缝显微组织特征、焊接接头的显微硬度分布和力学性能,探讨了电子束焊接工艺对接头组织性能的影响。结果表明,15CrMnMoVA钢的焊缝中心形成了网篮状马氏体组织,其显微硬度为典型的马鞍形分布。不同锁底结构的电子束焊接接头的拉伸性能基本都与母材相当,但其疲劳性能差异明显,锁底长度为1.5 mm时焊接接头的疲劳性能较好。