电子束回扫间距对焊缝金属的可控细化作用

以焊缝中晶体主轴长度表述晶粒细化程度，研究了电子束扫描频率、焊接速率对Ａｌ－Ｍｇ合金焊缝金属晶粒细化的影响以及晶车化与焊缝金属硬度的关系，分析了电子束回扫间距对焊接金属晶粒的可控经作用，结果表明：回扫间距决定晶粒细化的可控程度，最佳回扫间距０．０４ｍｍ时，凝固组织可由粗大柱状晶转化为细小等轴晶，与无扫描焊接相比，晶体主轴长减少到无扫描焊接时的１／５；焊硬度提高８０％，接近母材水平。     

Q345R钢焊缝区大气腐蚀行为研究

研究了储罐钢Q345R钢焊缝区的大气腐蚀特征,并通过极化曲线和交流阻抗技术对比分析了热影响区、焊缝和母材的腐蚀行为,结合扫描电子显微镜、激光拉曼光谱仪对样品表面腐蚀微观结构和组成进行表征。研究结果揭示：母材的腐蚀敏感性最大,焊缝区较热影响区相比更耐蚀。腐蚀倾向与显微组织存在一定关系,焊缝区的显微组织为粒状贝氏体与针状铁素体,因该区域组织细化明显降低该区域的腐蚀敏感性,同时因焊接工艺使焊缝处几乎成为无孔区,母材处存在的微孔隙会导致母材具有更高的腐蚀速率。     

激光焊对Fe-Mn-Si系形状记忆合金焊缝区组织和性能的影响

研究了激光焊对Fe-Mn-Si系形状记忆合金焊缝区组织和性能的影响,结果表明,激光焊焊缝区组织显著细化,大大提高基体的强度,同时,由于激光焊焊缝过冷度大,容易产生较多的层错,这些层错有利于应力诱发ε马氏体形核,从而显著提高焊缝区的形状记忆效应,和母材相比,提高幅度达40%~178%左右;在模拟油田介质情况下,激光焊焊缝耐腐蚀性能高于母材,这是因为,激光焊焊缝组织细小均匀,在腐蚀过程中产生钝化现象,同时也降低了腐蚀电池的电位差,从而降低了合金的腐蚀速度,提高耐腐蚀性能。     

Ti40阻燃钛合金电子束焊接头组织与力学性能

采用不同工艺参数对2 mm厚Ti40阻燃钛合金进行电子束焊接(EBW),通过金相分析、电子探针(EPMA)、室温拉伸以及显微硬度测试对Ti40阻燃钛合金电子束焊接接头的显微组织和力学性能进行分析.结果表明,焊缝中分布着晶粒内部有片层状组织析出的β柱状晶和少量等轴β晶粒,熔合线到焊缝中心晶粒逐渐细化,无明显热影响区.接头中易产生气孔、裂纹等缺陷,通过添加直线扫描波形能够有效地控制焊缝气孔缺陷,从而提高接头的强度.添加直线扫描波形电子束焊的Ti40阻燃钛合金的抗拉强度仍可达到917 MPa,断口呈现出脆性断裂与韧性断裂的混合特征,焊缝区的硬度高于母材,其最大值为376HV.     

TC4钛合金热丝钨极氩弧焊接头组织性能研究

对TC4钛合金热丝钨极氩弧焊(hot-wire-TIG)焊接接头组织与性能进行研究,采用金相显微镜观察焊接接头各区域的微观组织特点,并对接头显微硬度和力学性能进行了测定。结果表明,钛合金热丝TIG焊接接头内部无焊接缺陷,焊缝性能优良;焊缝为典型的铸造组织,由粗大的柱状晶和少量等轴晶组成,晶粒内部可以看到细长的针状α′相;热影响区形成粗大的等轴晶粒,其组织主要有细针状α相和残余β相构成;焊接接头的抗拉强度均值为924 MPa,与母材相当;热丝TIG焊缝冲击功较母材提升明显,基本达到母材的1.5倍以上,最大达到66 J;焊缝冷弯角度达到指标要求。     

钛合金焊接凝固结晶控制的研究

由于焊缝金属中粗大的柱状β晶粒组织严重影响其力学性能及耐蚀性,钛合金焊接凝固结晶方面的研究工作一直颇受重视。综述了该方向有代表性的研究成果,并介绍了本人利用电子束扫描控制焊接凝固结晶取得的一些结果。     

Ti-V-Cr系阻燃钛合金激光焊接接头的组织和性能

为探明Ti-V-Cr系阻燃钛合金的焊接性能,采用激光焊接对模拟有非贯通裂纹的Ti-25V-10Cr阻燃钛合金薄板进行了焊接修复,较为系统地研究了激光焊接对其微观组织、显微硬度和拉伸性能的影响。结果表明,Ti-25V-10Cr阻燃钛合金焊缝组织为粗大的铸态β柱状晶,在焊缝中心能清晰地看到焊缝两侧β柱状晶相对生长的交界面;热影响区仍为单一β等轴晶,仅近熔合线处晶粒变得粗大;同时,焊缝区的硬度已达约570 HV(为母材硬度的1.78倍),而热影响区的硬度相对于母材则变化不大;此外,焊接接头的拉伸强度约为405 MPa,仅为母材拉伸强度的40%左右,拉伸断裂发生在焊缝中心附近处,并呈现以脆性断裂为主的混合断裂。可见,Ti-25V-10Cr阻燃钛合金的焊接性能将会是制约其进一步广泛应用的主要因素之一。     

热输入对Inconel 617镍基高温合金激光焊接接头显微组织与力学性能的影响EI北大核心

采用两种热输入不同的焊接工艺参数对3 mm壁厚的Inconel 617镍基高温合金进行激光焊接。通过光学显微镜和扫描电子显微镜对焊接接头显微组织进行观察分析,并测试了焊接接头在室温(25℃)及高温(900℃)下的拉伸性能。结果表明:激光焊接热输入对Inconel 617焊接接头显微组织及力学性能影响明显。在高热输入(200 J/mm)条件下,焊缝正面宽度3.88 mm,熔化区中部晶粒尺寸粗大,取向杂乱,树枝晶二次枝晶间距较大(6.71μm),枝晶间碳化物颗粒尺寸较为粗大,枝晶间Mo,Cr等合金元素的凝固偏析较为严重。焊接接头热影响区宽度约0.29 mm,在晶界和晶内形成了γ+碳化物共晶组织,这是由于焊接升温过程中,热影响区内球状碳化物颗粒与周边奥氏体发生组分液化,并在焊后凝固过程中形成共晶。低热输入(90 J/mm)工艺参数获得的焊缝正面宽度为2.28 mm,焊缝呈沿熔合线母材外延生长并沿热流方向定向凝固形成的柱状晶形态。焊缝中部树枝晶二次枝晶间距较小(2.26μm),枝晶间碳化物颗粒尺寸细小,热影响区宽度约0.15 mm。室温(25℃)拉伸测试表明:高热输入下获得的焊接接头由于焊缝中固溶元素偏析造成的局部组织弱化,从焊缝中部破坏,强度与伸长率有所降低,低热输入条件下获得的焊接接头从母材破坏。而高温实验条件下(900℃),母材晶界发生弱化导致所有试样均从母材破坏。     

TC4钛合金板材电子束焊接疲劳性能

研究了不同工艺电子束焊接TC4钛合金板材的疲劳性能及断口金相组织。结果表明:工艺为V=150kV、If=366mA、v=600mm/min、Ib=69mA的试样焊缝的疲劳性能最好;气孔和冷隔作为应力集中源起作用而易成为裂纹源;焊缝及母材断口均由小断块组成,断块上有典型的疲劳辉纹;工艺为V=90kV、If=1654mA、v=600mm/min、Ib=51.1mA和V=150kV、If=342mA、v=200mm/min、Ib=29mA的试样焊缝疲劳辉纹间距较母材大,即扩展速率较母材快,疲劳性能不如母材;焊缝柱状晶内的网篮状马氏体组织越粗大,裂纹扩展性能越差;裂纹的扩展方式主要是穿晶断裂,相邻柱状晶内的网篮状组织取向差别太大,穿晶扩展受阻,裂纹便改沿晶扩展。     

5383铝合金电子束焊接接头组织与性能研究

通过金相观察、力学性能试验和SEM技术研究了5383铝合金真空电子束焊接接头的金相组织、力学性能和断口形貌特征。结果表明,焊接接头的拉伸强度低于母材;焊缝区组织主要为基体上均匀散布的强化相,熔合区为柱状树枝晶;在焊缝熔合线附近由于一次枝晶的生长方向受凝固过程中温度梯度的影响,微观组织为垂直于熔合线方向的柱状树枝晶;焊接接头的拉伸断口呈韧窝特征,但底部易出现气孔缺陷,单纯采用扫描函数不能完全消除根部气孔缺陷。     

钛-铝异种合金电子束焊接接头组织与性能研究

采用电子束焊接方法对厚度为2.5 mm的Ti6321钛合金板材和5083铝合金板材进行了对接焊接试验,并进行了力学性能、显微组织测试。结果表明,焊缝的钛侧及其热影响区组织主要是α'相和原始α相混合形成的马氏体组织,铝侧主要为粗大柱状晶组织,钛铝焊缝交界处析出少量Ti Al金属间化合物;焊接接头的拉伸强度约为219 MPa,接头断裂位置主要在铝侧焊缝位置,部分在钛铝两侧焊缝交界处的Ti-Al金属间化合物上。     

TC4合金电子束焊接接头微观组织研究

对不同工艺参数电子束流焊接TC4钛合金焊缝显微组织进行分析,结果表明:电子束流工艺参数的改变对焊缝的相组成没有影响,却使得焊缝形状及其显微组织分布发生了改变,产生了焊缝显微组织梯度.焊缝夹角越大,焊缝上中下各部位马氏体针尺寸梯度越大.焊缝中显微硬度比母材硬度高HV30～50,热影响区中显微硬度呈梯度分布.     

CuNi90/10合金电子束焊接工艺研究

对10 mm厚CuNi90/10合金进行电子束焊接试验。液态金属表面张力较小，导致焊接工艺窗口较窄，较大的热输入将导致正面下凹，单面焊双面成形效果不如钛合金的；采用优化的参数可实现正面轻微下凹，同时保证背面成形基本良好。按照优化参数进行试板电子束焊接，并进行GTAW盖面。对焊接试板进行了射线检测和渗透检测，均满足NB/T 47013—2015的Ⅰ级标准；对焊接接头按照NB/T 47014—2011进行了力学、工艺性能测试，测试结果均满足标准要求。电子束焊接区域柱状晶特征明显，焊缝冲击性能优良，冲击功可达200 J以上，同时焊缝区硬度相比母材的有所下降。电子束焊接区域为典型的大深宽比形貌，焊缝区为枝晶α,热影响区为孪晶α;富镍α表现为较亮形貌，富铜α表现为较暗形貌。     

5A90铝锂合金激光焊搭接接头的组织和性能

以厚度为3.0和4.0 mm的5A90铝锂合金板为研究对象,系统地开展了铝锂合金双光点激光焊接工艺研究,并对激光焊搭接接头的组织和性能进行了分析。结果表明:通过合理的选择激光功率和焊接速度可保证焊接过程的稳定性,改善焊缝的成形质量;在母材半熔化区与焊缝柱状晶之间存在一条等轴细晶带,焊缝中心组织为等轴树枝晶,晶粒尺寸一般随激光功率的降低和焊接速度的增大而细化和均匀化。     

高强低合金钢电子束焊接接头的组织与性能研究

采用电子束焊接了厚度为9 mm的15CrNi3MoV高强低合金钢试板,焊接接头成形良好,无内部缺陷,经热处理后焊接系数达到0.98以上。通过研究焊接接头组织和力学性能,发现热处理后,接头组织以贝氏体组织为主,在焊缝和热影响区粗晶区中出现索氏体组织,热影响区的细晶区存在粒状贝氏体组织,焊接接头的冲击韧性与母材相比得到提升;散焦修饰使原始焊缝的柱状晶碎化,能够改善焊缝处的显微硬度。     

基于不同焊接方法的纯镍焊缝及母材的耐蚀性

为探究纯镍焊缝及母材在不同服役环境中的腐蚀现象,提高设备的使用寿命,通过浸泡腐蚀试验和电化学试验,研究了等离子焊接和等离子+TIG(非熔化极气体保护焊,Tungsten Inert Gas Welding)两种焊接方法不填丝焊接的纯镍焊缝及母材在不同腐蚀介质中的耐腐蚀性能。结果表明:浸泡腐蚀试验结果与极化曲线分析一致,两种焊缝和母材更耐碱腐蚀,在6%Fe Cl_3溶液中耐蚀性很差,纯镍焊缝及母材在酸碱盐溶液中的耐蚀性优劣为:母材等离子+TIG焊缝等离子焊缝。     

信息动态

为探究纯镍焊缝及母材在不同服役环境中的腐蚀现象,提高设备的使用寿命,通过浸泡腐蚀试验和电化学试验,研究了等离子焊接和等离子+TIG(非熔化极气体保护焊,Tungsten Inert Gas Welding)两种焊接方法不填丝焊接的纯镍焊缝及母材在不同腐蚀介质中的耐腐蚀性能.结果表明:浸泡腐蚀试验结果与极化曲线分析一致,两种焊缝和母材更耐碱腐蚀,在6％FeCl3溶液中耐蚀性很差,纯镍焊缝及母材在酸碱盐溶液中的耐蚀性优劣为:母材＞等离子+TIG焊缝＞等离子焊缝.     

热输入对Q1100钢焊接接头低温韧性及耐蚀性能的影响

采用10 kJ/cm和15 kJ/cm两种焊接热输入对Q1100超高强钢进行熔化极气体保护焊,研究焊接接头的组织性能及局部腐蚀行为。结果表明：两种热输入焊接接头的焊缝组织主要为针状铁素体和少量的粒状贝氏体,粗晶区组织均为板条贝氏体,细晶区组织均为板条贝氏体和粒状贝氏体,临界相变区组织为多边形铁素体、马奥岛和碳化物的混合组织。两种热输入焊接接头中电荷转移电阻均为母材>热影响区>焊缝区,母材耐蚀性最好,热影响区次之,焊缝区耐蚀性最差。在腐蚀过程中,焊缝区作为阳极最先被腐蚀,当腐蚀一定时间后,腐蚀位置发生改变,阳极腐蚀区域转移到母材区,而焊缝区作为阴极得到保护。热输入为10 kJ/cm时,焊接接头具有更好的低温韧性和耐蚀性,其焊缝和热影响区-40℃冲击功分别为46.5 J和30.2 J。     

镁合金光纤激光摆动焊接工艺研究

气孔是压铸镁合金激光焊接最主要的问题,会导致焊接接头的抗拉强度较低。为了解决镁合金焊接中产生气孔的问题,采用2 000 W光纤激光器作为光源,摆动焊接头对焊缝进行扫描焊接,通过改变焊接速度、振幅以及扫描频率,研究摆动焊接工艺参数对焊缝质量的影响。结果表明:当焊接速度50 mm/s,扫描振幅2 mm以及扫描频率250 Hz时,得到无气孔的焊缝,焊接接头抗拉强度达到母材的90%。     

FV520B不锈钢角焊缝接头的组织和断裂机理

通过对焊接接头疲劳断口的观察研究,讨论了控制接头疲劳失效的疲劳机理。实验研究了焊接接头的母材、焊缝及热影响区的微观组织形态。结果发现:母材组织为细小均匀的板条马氏体及弥散分布的第二相粒子,而焊缝区为粗大的板条马氏体及少量的第二相颗粒。组织特征的区别证明母材综合力学性能优于焊缝。