TIG型氦弧的研究

一、前言 TIG型氩弧焊在工业上已广泛应用。但是其热功率低、熔深小,在焊接厚板时不得不采用多层焊,故生产率低。很多焊接工作者建议在焊接高导热性能的铜及铜合金、中等厚度以上的铝合金、高熔点的镍基合金时,采用氦弧焊或氦氩联合焊。因为氦弧焊熔深大,甚至超过MIG焊,因而其生产率特别高;焊缝中气孔少,热影响区的过烧现象很轻,而接头的低温塑性非常好。目前有些单位已用氦弧焊代替脉冲MIG焊,来焊接6—8mm的铝合金板材。     

Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金MIG焊接接头的显微组织与力学性能

采用维氏硬度仪、拉伸试验机、光学显微镜、扫描电镜和透射电镜,研究了Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金挤压材熔化极惰性气体保护焊接头的显微组织和力学性能。结果表明,焊缝中心区为枝晶组织,焊缝靠近母材侧的熔合区为柱状晶组织,母材为等轴晶组织,但靠近焊缝熔合区的母材晶粒发生了长大。焊接接头的硬度值以焊缝为中心呈对称分布,从母材到焊缝中心,硬度先下降后上升再下降,焊缝中心区的硬度最低。接头的抗拉强度为309 N/mm~2,屈服强度为236.5 N/mm~2,伸长率为4.75%,挤压材的焊接强度系数为0.76。     

C-Mn钢板焊接工艺与性能研究

研究了焊接热输入对C-Mn钢板焊接接头宏观形貌、微观组织、显微硬度和冲击性能的影响,建立不同焊接热输入下组织演变与性能之间的对应关系。结果表明,随着焊接热输入的提高,C-Mn钢板焊接接头熔深逐渐增加。当焊接热输入小于165 J/mm~2时,钢板未完全焊透。热输入为75 J/mm~2和95 J/mm~2时,焊缝区主要由马氏体组成,而在热输入为125~225 J/mm~2时,焊缝区主要由马氏体、贝氏体和铁素体组成。焊接热输入为225 J/mm~2时钢板焊接接头的峰值硬度相较焊接热输入为75 J/mm~2时下降了约17%。C-Mn钢板适宜的焊接热输入为125~165 J/mm~2。     

高强铝合金高频脉冲钨极氦弧焊的研究

本文对高强铝合金LD10的高频脉冲钨极氦弧焊进行了探讨。对采用这种工艺的原因,试验用的大功率晶体管电源,焊接工艺方法及它的优点进行了阐述。试验表明,采用该工艺焊接5mm厚的高强铝合金LD10 不需开坡口,焊接接头可用单面一次焊接双面成形;外形美观,内部质量优良。由于该工艺方法具有频率高,穿透力强的特点,因此可以提供比交流氩弧焊和直流氦弧焊较大的深宽比,较小的焊缝横断面,较细的显微组织及性能优良的焊接接头。     

核岛主设备稳压器加热器全自动焊接工艺

针对核岛主设备稳压器加热器焊接接头特殊的接头形式和焊接要求,采用全自动氩+氦弧焊进行超低碳奥氏体不锈钢薄壁小管对接焊接工艺.为确保焊缝质量和熔透性,针对特殊的焊缝结构形式,进行了反复的工艺试验.结果表明:接头结构、焊接材料、焊接设备、保护气体、焊接程序、装配质量和钨极质量都直接影响最后的焊接质量和焊缝反面熔透性.摸索出...     

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。     

Ti-6Al-4V等离子弧焊焊缝的室温和高温力学性能

通过单向拉伸试验、自由胀形试验和硬度试验,研究了Ti-6Al—4V等离子弧焊焊缝的室温和高温力学性能。结果表明,在室温下,焊接接头的强度降低,塑性下降;同时焊缝区硬度提高,热影响区的硬度下降。在Ti-6Al—4V超塑成形温度925℃,单向热拉伸试验表明,焊缝的屈服强度相当于基体的一倍半,而断后伸长率为59％,不具有超塑性能。自由胀形试验表明,等离子弧焊对接板的极限胀形高度可超过所用凹模的半径。     

口腔修复用铸造钴铬合金等离子焊接工艺研究

试验研究了钻铬合金口腔修复材料微束等离子弧焊的可行性。焊接过程电弧稳定，焊接接头熔合良好，未见裂纹、未焊透、夹渣、气孔等缺陷。力学性能与显微组织分析表明：焊缝与母材均为铸态的树枝状晶粒，几乎无焊接热影响区，接头成分均匀，焊缝与母材强度基本一致。微束等离子弧焊在口腔材料修复领域具有很好的应用前景。     

一种先进高强钛合金电子束焊接头组织与性能的研究

针对一种先进的α-β型高强钛合金(Ti-Al-Zr-Mo-Cr-Nb体系),进行了电子束焊接头组织与性能的研究.通过接头性能测试和微观组织分析,考察了固溶-时效-焊接、固溶-焊接-时效、固溶-时效-焊接-固溶-时效、固溶-焊接-β热处理4种状态下焊缝、母材及接头的拉伸性能.研究表明,该合金焊态焊缝强度非常高,而塑性很差;焊后固溶时效降低焊缝强度,但显著改善塑性;焊前固溶焊后时效使焊缝强度进一步提高,塑性则进一步恶化;焊后β退火处理则使焊缝具有较好的塑性和较高的强度,但其不足是母材的塑性严重下降.综合考虑,固溶时效接头具有较好的塑性和强度.最后结合接头显微组织分析了组织因素对接头强度和塑性的影响.     

Ti-6A1-4V等离子弧焊焊缝的室温和高温力学性能

通过单向拉伸试验、自由胀形试验和硬度试验,研究了Ti-6A1-4V等离子弧焊焊缝的室温和高温力学性能.结果表明,在室温下,焊接接头的强度降低,塑性下降;同时焊缝区硬度提高,热影响区的硬度下降.在Ti-6A1-4V超塑成形温度925℃,单向热拉伸试验表明,焊缝的屈服强度相当于基体的一倍半,而断后伸长率为59%,不具有超塑性能.自由胀形试验表明,等离子弧焊对接板的极限胀形高度可超过所用凹模的半径.     

激光焊接热输入对Ti2AlNb合金组织性能的影响

研究激光焊接热输入对Ti-22Al-27Nb(at%)合金焊缝成形和力学性能的影响,利用OM、SEM、XRD和TEM等手段对焊接接头的显微组织特征进行了分析,并探讨了焊后热处理对焊接接头组织性能的影响。结果表明,连续激光焊接可以获得无缺陷、成形良好的焊接接头。焊缝区域组织主要为柱状的B2相,柱状晶的生长方向垂直于熔合线。焊缝和热影响区的显微硬度要高于母材,焊缝的平均显微硬度最高。随着热输入的增加,焊接接头的室温抗拉强度增加,但是焊接接头的延伸率较低。焊接接头650℃高温强度为母材的71%~75%,塑性则仅为母材塑性的40%左右。经过焊后热处理,焊缝由B2+O相组成。O相增多使得焊缝的室温强度略有提高,且提高了650℃高温拉伸性能,高温抗拉强度最高可达母材的87.5%。     

Ti3Al合金激光焊接接头高温拉伸性能及显微组织

研究Ti-24Al-17Nb合金激光焊接接头的室温及高温拉伸性能,并分析接头显微组织和拉伸断口。研究结果表明,室温下焊缝为单一β/B2相柱状晶组织,室温横向拉伸时接头强度与母材强度相当、塑性有所下降、但仍有25%左右的伸长率,断裂大部分发生在母材部位、少部分断裂在焊缝;高温拉伸时断裂均发生在焊缝部位。高温拉伸时,接头组织发生变化,α2相和B2相向O相转变;焊缝β/B2相向O相转变的切变相变,使原来柱状晶晶界应变集中、容易产生微裂纹,使接头高温强度和塑性明显降低,高温拉伸断口呈现沿晶断裂和解理断裂的脆性断裂形式。     

Inconel625等离子弧焊接头组织与接头性能研究

对4 mm镍基高温合金Inconel625薄板进行等离子弧焊实验,对比研究了3种不同焊接热输入下焊接接头各部分的微观组织、接头力学性能、断口形貌以及母材和焊缝的高温腐蚀行为。结果表明Inconel625等离子焊接接头组织是由母材的奥氏体等轴晶、焊缝融合线附近的胞状晶以及焊缝中心的树枝晶组成;在焊缝处有大量的碳化物和少量Laves相析出,使得焊接接头力学性能降低,韧性下降,焊缝成为接头薄弱环节;在焊接热输入为10.175 kJ/cm时接头力学性能最优,抗拉强度为765.3MPa,与母材的785.4MPa相当,延伸率为31.9%,相较于母材的42.8%有所下降,试样断裂方式为发生在焊缝处的韧性断裂;母材和焊缝金属在750℃下24 h熔盐腐蚀后腐蚀产物基本相同,主要为外层颗粒状NiO和Cr₂O₃以及NiCr₂O₄腐蚀层。     

贝氏体、珠光体钢轨闪光焊接头力学性能研究

分别对U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨和U75V珠光体钢轨的闪光焊接头进行了力学性能试验及对比。结果表明:贝氏体钢接头强度略高于母材,但塑性下降较为明显。贝氏体钢接头的平均抗拉强度为1404 MPa,断后伸长率为5.9%;珠光体钢接头的平均抗拉强度为925 MPa,断后伸长率为9%。贝氏体钢焊缝的平均冲击功为30.4 J,是珠光体钢焊缝(12.7J)的2倍以上。贝氏体钢母材的冲击功为110 J,是其焊缝的3.6倍。珠光体钢焊缝的冲击功与母材在相同水平。贝氏体钢轨闪光焊接头拉伸断口和冲击断口的缺陷是以沿晶裂纹为主,其次是焊缝夹杂物。珠光体钢轨闪光焊微观缺陷是以焊缝夹杂物为主,极少数情况下出现沿晶断裂。     

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.     

铝/铜异种金属双面搅拌摩擦焊接成形及接头力学性能

对12 mm厚的1060纯铝与T2紫铜进行了双面搅拌摩擦焊接,研究了焊接速度对焊缝成形与接头力学性能的影响。结果表明：在搅拌头转速为600 r/min的条件下,当焊接速度为30～50 mm/min时,焊接速度对接头力学性能影响较小,接头均断裂于铝母材一侧;当焊接速度为30 mm/min时,获得了无缺陷的焊接接头;当焊接速度为40～50 mm/min时,接头出现扁平状小孔洞缺陷,此时,由于搅入焊缝的铜与铝混合形成复合材料结构,增强了焊缝性能,因此,其接头强度仍高于纯铝母材的;当焊接速度超过60 mm/min时,热输入降低引起材料流动不足,在接头内形成贯穿焊缝的孔洞缺陷,使接头承载面积减小,抗拉强度降低。搅拌区中部受到搅拌头两次热力搅拌作用,硬度最高。此外,由于第一道焊缝引起工件变形,在相同下压量的情况下,第二道焊缝相对于第一道焊缝压力略低、热输入较小,使得焊缝底部(即第二道焊缝)的硬度低于焊缝上部(即第一道焊缝)的,且第二道焊缝更易出现孔洞缺陷。综合考虑焊接效率和接头性能,50 mm/min为最优焊接速度,此时接头性能与铝母材的相当,抗拉强度为75.6 MPa,伸长率为26%。     

基于CO2潜弧焊工艺的Q690高强钢接头强韧性研究

为提高大工作阻力液压支架结构件的焊接生产效率,引进CO₂潜弧焊高效焊接工艺用于焊接Q690高强钢,研究了CO₂潜弧焊Q690高强钢焊接接头的强韧性匹配。结果表明：焊接接头的抗拉强度可以达到784 MPa,实现等强匹配,但热影响区有明显的软化现象;-20℃条件下,焊缝和热影响区的冲击吸收功均合格,其中最低值出现在熔合线附近;在R=3δ的条件下进行大角度侧弯,焊接接头仍可以保持完好,具有良好的塑性。     

薄板TC4钛合金脉冲电子束焊接技术研究

脉冲电子束焊接是指将电子束流调制成脉冲方波的形式进行焊接的一种先进技术。脉冲束流能提高被焊金属蒸发率,从而提高焊接效率、增加焊缝深宽比。本文采用常规直流电子束和不同频率脉冲电子束对1.2 mm薄板TC4钛合金进行了焊接工艺试验,并对接头进行了微观组织与力学性能检测。结果表明：脉冲电子束焊接能够形成无熔合缺陷的焊缝,随着频率的增加,焊缝咬边和背面余高减小,表面成形得到改善;由于焊接热循环变化,脉冲束流可加快熔池冷却速度,细化组织晶粒;直流和脉冲电子束焊接接头拉伸时均断裂在母材区,拉伸强度不低于母材;高频脉冲电子束可提升焊接接头塑性和焊缝区、热影响区的显微硬度,频率为10 kHz时,焊接接头的断后伸长率可达14.9%,约为母材的80%,焊缝区和热影响区的显微硬度分别为375 HV和368 HV。     

焊接方法对C24S铝锂合金组织和性能的影响

对2 mm C24S铝锂合金薄板进行TIG焊和FSW焊接试验,焊后利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察分析两种焊接方法所得接头的显微组织,并测试其室温拉伸性能和显微硬度。结果表明:TIG焊所得接头组织粗大,焊缝气孔缺陷严重,焊缝区强化相大量溶解,接头抗拉强度仅为母材的47.9%,焊缝显微硬度为92 HV,且拉伸接头塑性较差;FSW焊焊缝成形良好,接头组织细小,且焊缝强化相并未溶解,接头拉伸强度达到母材的82.6%,焊缝显微硬度高达115 HV,接头塑性良好。     

2219铝合金直流正极性A-TIG焊接技术

提出了一种用于2219铝合金焊接的新方法,焊前在待焊表面预先涂敷一层除气去膜活性剂,实现了2219铝合金的直流正极性焊接. 研究不同的活性剂浓度对2219铝合金直流正极性活性TIG焊(A-TIG)焊缝表面成形、气孔缺陷、微观组织以及力学性能的影响. 结果表明,当活性剂浓度为10%时可以获得无气孔缺陷、表面成形和力学性能良好的2219铝合金直流A-TIG焊缝. 与变极性TIG焊相比,焊接过程电弧稳定性好,热输入小,焊缝质量优异.