TC4钛合金线性摩擦焊接头组织和力学性能

文中阐述了线性摩擦焊的原理、特点,并针对TC4钛合金线性摩擦焊接头组织和力学性能进行了研究.对比分析TC4钛合金线性摩擦焊接头焊态和焊后热处理态的接头组织和力学性能.结果表明,焊接接头共分为母材、热力影响区和焊缝区三部分;TC4钛合金的接头(包括焊态和焊后热处理态)抗拉强度和屈服强度均达到母材的90%以上;焊缝中心的硬度值最高,焊后热处理能使接头的硬度分布更加均匀.     

焊后热处理对新能源汽车6063-T5散热器搅拌摩擦焊接头力学性能的影响

采用搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)方法进行了新能源汽车6063-T5铝合金散热器的焊接,并进行了525℃×2 h固溶,200℃×6 h时效的焊后热处理,测试和分析了焊接接头的拉伸性能和冲击性能。结果表明,与母材相比,搅拌摩擦焊接头的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和冲击吸收功分别达到母材的82%、89%、86%、90%;焊后热处理接头的的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和冲击吸收功分别达到母材的101%、104%、98%、113%。焊后热处理明显提高了接头的力学性能。     

30CrMo合金钢摩擦焊接头疲劳性能的研究

通过对30Cr Mo合金钢摩擦焊接头焊态与焊后调质态(淬火+回火)分别进行疲劳、断口扫描分析等试验,以确定30Cr Mo合金钢摩擦焊的可行性,特别是摩擦焊接头的疲劳性能。研究结果表明:30Cr Mo合金钢摩擦焊接头质量优良,且边缘及中心的疲劳极限相近,调质处理后接头边缘及中心的疲劳极限显著提高,分别提高了37%和32%。     

FGH98合金惯性摩擦焊接头显微组织与力学性能

采用惯性摩擦焊连接FGH98合金,研究了热处理对FGH98合金惯性摩擦焊接头显微组织以及力学性能的影响。结果表明,原始态焊接接头焊合区主要由γ 和 γ′ 两相组成,γ′相在焊接过程中发生了回溶,残余γ′相尺寸和数量均明显降低,经过热处理后,焊合区晶粒尺寸、残余γ′ 相的尺寸和数量未发生明显变化;原始态焊接接头的焊合区的硬度值最高,在焊合区的中心区域存在硬度降低的现象,热处理态焊接接头显微硬度整体分布相比原始态硬度值未发生较大变化;焊接接头室温拉伸的断裂位置在母材区,屈服强度大于1 130 MPa,达到母材的93%以上;抗拉强度大于1 616 MPa,达到母材的99%以上;750 ℃拉伸的断裂位置在焊缝区,屈服强度大于1 025 MPa,达到母材的99%以上;抗拉强度大于1 197 MPa,达到母材同等水平。 创新点：(1)采用惯性摩擦焊焊接FGH98镍基粉末高温合金,研究了热处理前后的焊接接头微观组织形貌。 (2)结合微观组织分析,对力学性能进行了研究。     

热处理对TC17(α+β)/TC17(β)线性摩擦焊接头组织及力学性能的影响

针对热处理前后TC17(α+β)/TC17(β)钛合金线性摩擦焊接头组织和性能进行了对比分析. 结果表明,焊态时焊缝区组织发生动态回复和再结晶,两侧的热力影响区组织均被不同程度地拉长,热处理后焊缝中的亚稳相分解析出弥散的α和β相,TC17(α+β)侧热力影响区的初生α相有所长大. 焊态接头焊缝区显微硬度比母材低,接头的抗拉强度和屈服强度略低于母材,分别达到母材的91.9%,96.2%,接头拉伸性能试件断裂位置均在焊缝区;经过热处理,母材显微硬度未发生明显变化,焊缝区显微硬度显著提高,接头抗拉强度和屈服强度达到与母材相当,与焊态相比分别提高11.9%,8.2%,接头拉伸性能试件断于母材区.     

异种铝合金搅拌摩擦焊工艺研究

以厚度为5 mm的铸造铝合金ZL114和变形铝合金6061为研究对象进行搅拌摩擦焊对接试验,设计正交试验研究了焊接参数对ZL114/6061异种铝合金搅拌摩擦焊接头形貌和力学性能的影响。结果表明,搅拌头转速对焊接接头强度影响最大,搅拌头行走速度次之,下压量影响最小。当搅拌头转速为1 200 r/min、行走速度为200 mm/s、下压量为0.1 mm时可获得较好焊接接头性能,接头平均抗拉强度为285 MPa,达到母材强度的89%以上,接头伸长率为9.17%,达到母材伸长率的54%以上;焊核区晶粒呈细小分布,热力影响区晶粒呈细长分布,硬度最低。焊接接头拉伸断裂形式呈现韧-脆混合断裂。     

奥贝体钢轨和珠光体钢轨气压焊接头界面行为及力学性能分析

采用气压焊对U26Mn奥贝体钢轨和U75V珠光体钢轨混焊进行研究,通过OM、SEM、冲击、拉伸、硬度试验探究异种钢轨气压焊接头焊缝界面的冶金结合特征与力学性能水平。结果表明:气压焊接头焊缝界面两侧存在元素扩散行为,焊缝界面金属在热机循环作用下发生了交互结晶和再结晶,冶金结合良好(除轨底脚外);焊态接头平均强度达到贝氏体钢轨母材的86%,正火态接头平均强度达到贝氏体钢轨母材的90%;焊态接头轨顶面平均硬度、软化区平均硬度及宽度均满足TB/T1632《钢轨焊接》标准要求;接头中存在硫化物夹杂,对接头冲击韧性有较大影响。     

自然时效及人工时效对6061-T6 FSW接头性能的影响

6061-T6 铝合金是Al-Mg-Si系可热处理强化铝合金,其搅拌摩擦焊焊态下接头性能优于传统焊接方法,但并未达到较优水平.文中对不同自然时效条件及人工时效下6061-T6搅拌摩擦焊接头金相组织、显微硬度和拉伸力学性能进行了观察和测试,发现随着时效时间的延长,焊缝硬度有所回升,时效30天时趋于稳定,接头强度达到母材的72%;经人工时效后,提升接头性能效果明显,强度达到母材的84%,但断后伸长率下降.     

焊接工艺对5A66铝合金接头组织与性能的影响

分别采用钨极惰性气体保护焊(TIG焊)和冷金属过渡焊(CMT)焊接5A66铝合金。为研究焊接方法对接头的影响,使用光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度测试仪和万能试验机对焊接接头进行了测试。试验结果表明,CMT接头强度达到母材的93%,高于TIG焊接头强度7%;CMT接头断裂在热影响区位置,TIG焊接头断裂在焊缝位置。另外,CMT热输入小,热影响区软化程度低,力学性能与母材相差不大。在试验条件下CMT焊工艺焊接接头的性能优于TIG焊接头。     

30CrMnSiA筒体焊接工艺研究

分析了30CrMnSiA钢的焊接性,针对30CrMnSiA钢在正火态和调质态下焊接的不同问题,用焊条电弧焊方法进行工艺试验,提出了有效的工艺措施。结果表明,30CrMnSiA钢在正火(锻件)态下焊接,采取严格有效的措施,焊后经调质,可以获得强度及塑、韧性指标与母材基本相等的焊接接头;30CrMnSiA钢调质状态下焊接,焊后不再调质,焊接接头有热影响区的脆化、软化问题,但可采取有效的措施减弱这种趋势,并防止开裂。     

焊接参数对铝制燃油箱搅拌摩擦焊接头成形及力学性能的影响

对燃油箱用5052铝合金进行搅拌摩擦焊工艺试验,通过改变搅拌头下压量、搅拌头旋转速度和搅拌头移动速度(焊接速度),研究工艺参数对焊接接头外观成形及接头力学性能的影响。研究结果表明,下压量对焊缝成形影响较大;旋转速度和焊接速度表征的是热输入,其对焊接质量有综合影响。在合理的工艺参数范围内,焊接接头的抗拉强度达到了母材的90%以上,屈服强度达到母材的80%以上。     

7A19铝合金搅拌摩擦焊组织性能分析

研究了不同焊接规范参数对退火态和T6态7A19铝合金搅拌摩擦焊接头的金相组织、硬度分布及力学性能影响.结果表明,7A19铝合金的搅拌摩擦焊焊接性能良好.焊缝金相致密无缺陷,焊核区的微观组织是无方向性的、细小的等轴晶粒,热影响区晶粒被拉长.焊缝区硬度分布均匀,与母材相比没有明显的下降.热影响区是接头的脆弱区,接头拉伸强度随着焊接热输入的降低而增加.采用合适的焊接参数,7A19铝合金在退火态下进行焊接,接头效率能达到母材的89.6％,断后伸长率为8.7％;在T6态下进行焊接,接头效率能达到母材的85％,断后伸长率为6.7％.     

6013—T4铝合金薄板搅拌摩擦焊热输入对焊缝成形及组织性能的影响

针对2 mm厚6013—T4铝合金薄板进行了搅拌摩擦焊接工艺试验,用搅拌头旋转速度和焊接速度的比值ω/v表征搅拌摩擦焊的热输入,试验研究了焊接热输入对接头的焊缝成形和力学性能的影响,并分析了接头的显微组织.结果表明,搅拌摩擦焊接头的综合性能较好,抗拉强度和屈服强度分别达到母材的83.3%和75.8%;在不同的搅拌头旋转速度下,随着焊接热输入的增加,接头的屈服强度和抗拉强度降低;ω/v在3 r/mm左右,焊缝成形美观,飞边毛刺少.母材为板条状组织;热影响区晶粒与母材相似,但稍微有粗化;热力影响区的晶粒极不均匀,既有等轴晶,也有拉长的带状组织;焊核区为细小的等轴晶组织.     

焊接参数对阻燃镁合金搅拌摩擦焊接头性能的影响

采用搅拌摩擦焊方法对阻燃镁合金进行对接焊接。探讨了搅拌头旋转速度、焊接速度对接头表面形貌及抗拉强度的影响,并利用光学显微镜对接头区组织进行了观察。随着焊接速度增加,接头强度先增加后减小,随着搅拌头旋转速度增加,接头强度却呈略降的趋势。研究结果显示:当旋转速度与焊接速度的比值为1.33时,接头强度达到最大,约为母材强度的89.4%;接头拉伸断裂主要发生在后退侧的热机影响区与热影响区交接处。     

BFe10-1-1白铜FSW接头组织和力学性能研究

采用搅拌摩擦焊对4 mm厚的BFe10-1-1铜合金进行焊接,研究了焊接参数对接头组织和力学性能的影响规律。结果发现:在机械力和焊接热循环的作用下焊缝金属达到塑性状态,形成3个不同的区域:焊核区,热机影响区,热影响区。随着旋转速度的增加,接头的强度呈现出先升高后降低的趋势,最高可达母材的93.8%,断口均具有韧性断裂的特征。接头横截面中显微硬度大致呈W型分布,焊核区硬度最高,热影响区的硬度最低。不同区域的低温冲击试验表明,在-20～-100℃之间,搅拌摩擦焊接头各区域冲击韧性变化很小,焊核区冲击韧性最高,热机影响区的冲击韧性最小,表明BFe10-1-1搅拌摩擦焊接头具有良好的低温冲击性能。     

6061铝合金FSW接头与MIG焊接头对比试验

采用搅拌摩擦焊(FSW)和MIG焊分别对6061铝合金板进行了焊接试验,测试了焊接接头的强度,观察了焊接接头的金相组织,并进行了接头的硬度分布测试.结果表明,搅拌摩擦焊接头抗拉强度高达212.05 MPa,是母材抗拉强度的86％,比MIG焊的接头强度略高.焊接接头软化区宽度比MIG焊接头软化宽度窄.6061铝合金母材为典型的轧制组织,焊核区为细小的等轴晶组织,MIG焊接头焊缝为柱状晶组织.     

ZG35CrMo埋弧焊焊接工艺

通过对ZG35CrMo进行埋弧焊焊接试验,并对不同焊后热处理状态下的接头性能进行对比,结果表明:调质态下焊接,焊后去氢、去应力退火处理与正火状态下焊接、焊后整体调质的焊接接头在抗拉强度和冲击韧性方面存在明显差异;采用调质态下焊接、焊后去应力退火处理的埋弧焊工艺可以获得综合性能最优的焊接接头。     

防锈铝LF6的固态塑性连接工艺

针对防锈铝LF6研究了搅拌摩擦焊焊接规范对焊缝成型及接头力学性能的影响 ,分析了搅拌摩擦焊缺陷产生的原因。结果表明 ,LF6 (M )搅拌摩擦焊接头强度可以达到母材的强度 ,其背弯和正弯角度可达到 180°;焊接规范对接头的力学性能有影响 ,存在一个最佳力学性能规范区 ;某些规范条件下可能出现单边沟槽或隧道型缺陷 ,它们的位置与搅拌头的旋转方向有关。     

2219铝合金搅拌摩擦焊接头断裂性能试验研究

对2219铝合金搅拌摩擦焊接头各区域的断裂性能进行了研究。完成了接头的夏比冲击试验,并对接头各区域冲击断口进行了分析。研究结果表明,2219铝合金搅拌摩擦焊接头的断裂呈韧性,焊核区断裂韧性最好,热影响区和热机影响区断裂韧性无显著差异,低于焊核区断裂韧性,但均高于母材的断裂韧性。     

薄片状TiNi形状记忆合金的激光对接焊

采用低功率脉冲激光对厚度为0.2mm的TiNi形状记忆合金进行了对接焊,研究了接头的抗拉强度、断裂应变、相变过程和形状记忆效应.试验发现,低功率脉冲激光能够实现薄片状TiNi合金的良好焊接.冷轧态TiNi合金焊后接头的强度达到母材的97%,断裂应变为母材的95%,对接头进行焊后退火处理其强度有所提高,高于冷轧态母材、达到退火态母材的63.6%,断裂应变为退火态母材的82.5%.冷轧态TiNi合金焊接接头经焊后退火处理,其相变过程和退火态母材接近,形状记忆效应基本和退火态母材相同.