在线去应力退火对线性摩擦焊TiAl合金接头微结构与力学性能的影响机制

采用在线去应力退火工艺对线性摩擦焊TiAl合金接头进行处理,避免了焊后裂纹的产生。显微组织分析表明,接头焊缝区与热力影响区界限明显,焊缝区主要由等轴γ晶组成,并含有少量的α₂相。靠近焊缝的热影响区内的层状γ晶具有明显的流线特征,其方向与焊接界面热塑性金属的流动方向一致。接头的显微硬度从母材区到焊缝区呈逐渐增加的趋势,焊缝区显微硬度相较于母材区增加了约1700 MPa;接头的室温抗拉强度与母材相当,在683 MPa到717 MPa之间。焊缝区的细晶强化效应是接头强度较高的主要原因。     

船用铜合金搅拌摩擦焊研究

针对典型的船用铜合金开展了搅拌摩擦焊试验研究,通过金相显微镜、投射电子显微镜和能谱分析观察研究了焊缝的组织形貌,通过显微硬度、拉伸性能试验测试了接头的力学性能。结果表明,采用搅拌摩擦焊可以得到性能良好的船用铜合金焊缝。接头焊核区由均匀细小的等轴晶粒组成,顶锻区、热机影响区的等轴晶由于摩擦热作用晶粒有所增大,热影响区晶粒受热长大。焊核晶粒发生动态再结晶,得到细晶强化,同时强化相细小分布均匀,实现了弥散强化。焊缝厚度方向硬度比较均匀,没有明显的软化区,水平方向硬度从焊核到母材逐渐降低。接头抗拉强度与母材相当,屈服强度高于母材。     

700℃超超临界电站锅炉用高温合金617B和740H管道氩弧焊接头微观组织特征

采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计等手段,研究了617B和740H管道氩弧焊接头微观组织和显微硬度。结果表明:617B焊件焊缝晶粒外延生长明显,焊缝主要存在Mo、Ti元素偏析,枝晶间分布着不连续颗粒状碳化物M6C,焊缝硬度略高于母材。740H焊件焊缝主要存在Nb、Ti元素偏析,枝晶间有较多不规则颗粒状碳化物MC,没有观察到γ-γ′共晶相;热影响区晶粒稍有长大,晶内强化相γ′减少,晶界碳化物M23C6和MC发生回溶,焊缝硬度明显低于母材。     

厚板铜镍合金电子束焊的接头组织与力学性能

采用真空电子束焊接实现了船用厚板铜镍合金的优质可靠连接,焊后对接头组织、显微硬度、拉伸性能和冲击性能进行了测试研究。研究结果表明,焊缝为粗大的枝晶组织,热影响区为晶粒大小不等的孪晶组织,靠近焊缝处晶粒有异常长大;接头显微硬度最高值为HV0.2122,出现在热影响区;焊接接头最大抗拉强度达到342 MPa,与母材等强,拉伸试样均在母材断裂,拉伸断口分布大小不一的韧窝,呈明显的韧性断裂特性;焊缝最高冲击吸收功达到160 J,高于母材的,热影响区最低冲击吸收功121 J,略低于母材的。     

不同焊接工艺下304不锈钢焊接接头组织及力学性能的研究

分别采用手工电弧焊(SMAW)和钨极氩弧焊(GTAW)对304不锈钢进行焊接,采用光学显微镜、显微硬度计、万能试验机对焊接接头的组织及力学性能进行了观察分析及测试。结果表明:两种焊接工艺焊接接头的组织均为奥氏体,SMAW焊缝区为粗大树枝晶,而GTAW的焊缝区为细小的树枝晶,焊缝与母材熔合良好;GTAW接头的显微硬度均高于SMAW,接头从焊缝区到热影响区到母材硬度均呈先上升后下降的趋势,SMAW和GTAW焊缝区的硬度分别为175 HV和205 HV;SMAW和GTAW接头的抗拉强度分别为623.6 MPa和690.7 MPa,断裂位置均为母材,弯曲试验合格,接头塑性良好;GTAW接头组织和性能优于SMAW。     

闪光焊FeCrAl合金管材的接头组织及性能

采用闪光焊对FeCrAl合金进行对接接头焊接,通过扫描电子显微镜及能谱仪等手段研究了焊接接头的显微组织特征、不同区域氧化物颗粒的分布情况及力学性能. 结果表明,闪光焊焊接FeCrAl合金所得焊接接头显微组织主要为等轴晶,在焊缝和热影响区氧化物未出现明显聚集及向晶界偏聚的现象,且在晶内和晶界都可以呈现弥散分布的特征;焊接接头抗拉强度值达到594 MPa,为母材强度的90.5%;接头断裂在焊缝区,整体呈现脆性断裂模式;焊缝晶粒的粗化导致焊缝区硬度降低,最终引起焊接接头出现软化.     

SPA-H钢与304不锈钢异种钢焊接接头组织及性能研究

采用钨极氩弧焊对SPA-H钢与304不锈钢进行异种钢焊接,分析测试了不同焊接电流下焊接接头的显微组织、显微硬度和拉伸性能,研究了焊接电流对焊接接头组织及性能的影响。结果表明,随着焊接电流的增加,焊缝组织从定向生长的胞状晶和树枝晶到细化的胞状晶和树枝晶,再到粗大的等轴晶变化;SPA-H母材与焊缝之间存在明显的熔合线,而且随着焊接电流增加,熔合线由窄变宽;焊接接头中的硬度峰值都出现在焊缝区,电流为70 A时焊接接头焊缝和304侧热影响区的硬度值最高,但SPA-H侧热影响区的显微硬度显著低于焊缝区的显微硬度;电流为70 A的试样接头抗拉强度均高于60、80 A的焊接接头,60 A的试样接头抗拉强度和伸长率最低;三种焊接电流下的焊接接头抗拉强度均远高于母材,焊缝满足强度要求。     

超塑成形TC4薄板激光焊接头组织及性能研究

对1mm厚Ti6A14V钛合金薄板进行了激光焊接工艺试验,研究结果表明:激光焊配合修饰焊工艺获得成形均匀和质量良好的接头,且焊缝内部无气孔、裂纹等缺陷。接头焊缝区组织以针状α′马氏体相为主,热影响区组织分为粗晶区和细晶区,粗晶区包含较多的针状马氏体,细晶区则为板条状α相+少量针状马氏体;接头硬度由母材区到焊缝区呈逐渐增高趋势,焊缝区显微硬度最高,为371 HV。薄板TC4钛合金激光焊接头拉伸强度与基材相当,断后伸长率略低于母材,接头横弯弯曲角度略低于母材,弯曲断裂于母材侧。     

5052铝合金激光焊接接头组织和性能研究

采用扫描电镜、显微硬度和抗拉强度等测试方法,研究了5052铝合金激光焊接接头组织和性能。研究结果表明,铝合金激光焊接接头热影响区主要为树枝晶,晶粒较为粗大;焊缝区主要为等轴晶,晶粒较母材和热影响区细小。铝合金激光焊接接头显微硬度焊缝区最高,热影响区最低。随着激光功率的增加,铝合金激光焊接接头抗拉强度先增加后降低,激光功率3.0 k W时达到最大值204.5 MPa,拉伸断口为典型的韧窝断口形貌。     

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。     

YAG脉冲激光焊接AZ61镁合金薄板对接接头的组织与性能

采用YAG脉冲激光焊方法对AZ61镁合金薄板进行焊接．利用光学显微镜、x射线能谱分析仪等手段分析焊接接头的宏观形貌、显微组织和化学成分,并对焊接接头的显微硬度和拉伸强度进行了测试．结果表明,焊缝正面有轻微塌陷,反面成形良好．焊缝表面圆滑、连续、鱼鳞纹细密均匀,接头成形良好．母材为粗大的等轴晶,焊缝区的晶粒比母材细小．焊缝区的显微硬度比母材区域明显提高,焊接接头的抗拉强度与母材相当,约为250MPa,焊接接头具有良好的力学性能;焊缝表面由于Mg元素的大量蒸发使铝的含量升高,而焊缝表面zn元素含量很低．     

7075-T6高强铝合金CMT焊接头微观组织和力学性能研究

使用ER5356焊丝,对2.7 mm厚的7075-T6高强铝合金进行了CMT焊接试验,通过光学显微镜、扫描电镜和能谱仪对接头的显微组织及断口形貌进行了分析。结果表明,焊缝成型美观,明显焊透,无气孔等缺陷。焊缝区组织主要是α固溶体和T相(Al Zn Mg Cu)组成,热影响区存在GP区。焊缝区的硬度最低,约为70~80 HV0.1,从焊缝边缘到母材,显微硬度逐渐增加,距离焊缝边缘5 mm处存在软化区。焊接接头拉伸断裂于熔合区,为韧性断裂,接头的抗拉强度为354 MPa,约为母材的61%。     

7075铝合金激光-MIG复合焊接接头组织及性能的分析

对激光-MIG复合焊7075铝合金焊接接头的显微组织和显微硬度进行了研究。结果表明,焊缝为树枝晶组织,熔合区为柱状组织,热影响区及母材仍保持了轧制组织形态,并且发现焊缝内存在枝晶偏析,在熔合区和热影响区出现过烧现象,存在大量白色析出相。焊缝区内主要强化元素Zn的含量低于母材。透射电镜进一步观察发现,焊接接头各部分均有大量的沉淀强化相,焊缝和热影响区中的位错密度低于母材。显微硬度测试结果显示,焊缝区和热影响区的硬度低于母材。硬度降低的原因同显微组织、第二相颗粒、合金元素含量、位错密度及晶粒粗化有直接的关系。     

700MPa级低合金高强钢低匹配焊接接头组织和性能研究

按照低匹配设计原则,采用熔化极气体保护焊对屈服强度为700 MPa级的低合金高强钢进行了焊接。采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能试验研究了焊接接头的组织和性能。结果表明,焊缝区组织主要为针状铁素体和少量先共析铁素体,粗晶热影响区组织为上贝氏体;焊缝区显微硬度明显低于母材,焊缝区-40℃时的冲击韧度(AKV)为58 J,抗拉强度达到了母材抗拉强度的92.4%,焊接接头的综合力学性能良好。     

2A12铝合金TIG焊接接头显微组织及性能

采用ER4043焊丝对2A12铝合金进行钨极惰性气体保护焊(TIG焊),通过显微组织观察(OM和SEM)、拉伸性能及硬度检测,对焊接接头显微组织及性能进行了研究。结果表明:2A12焊接接头热影响区晶粒大小不一。焊缝区显微组织为典型的铸态枝晶,呈现网状分布特征,枝晶组织的生长具有方向性。焊接接头抗拉强度平均值为281.3MPa,为母材的67.9%。母材断口呈韧窝型延性断裂,焊缝断口呈脆韧型混合断裂。焊缝中心硬度较低,其值为86 HB。热影响区是焊接件的最薄弱环节,硬度最低,仅为82 HB。275℃×12 h热处理对2A12焊接件的硬度影响很小。     

激光填丝焊接铝锂合金T型接头的组织和力学性能

以铝锂合金2A97(底板)/2099(筋板)T型接头为研究对象,采用ER5356铝镁焊丝进行激光填丝焊接,分析了焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:接头的平均抗拉强度为425 MPa,达到2A97-T3母材抗拉强度的93%。T型接头首先在焊趾起裂,然后沿熔合线扩展,最终断在底板,呈穿晶断裂的特征。焊缝区硬度值在70~90 HV之间,比母材硬度低。焊缝区域晶粒形态主要有细等轴晶、柱状晶和等轴晶,其中细等轴晶主要在在熔合区靠近焊缝侧形成;焊缝中心等轴晶区的第二相粒子分别在晶间和晶内出现,并伴随明显的铜偏析现象。     

20g与P91异种金属焊接接头组织及其性能分析

通过对20g和P91异种金属进行埋弧自动焊试验,研究了焊接接头各区域包括母材、热影响区和焊缝的显微组织,并对焊接接头进行了硬度测试、拉伸试验和冲击试验等力学性能测试。结果表明,20g侧焊缝组织为珠光体和针状铁素体,P91侧焊缝组织是块状铁素体、珠光体以及马氏体;焊缝区的显微硬度值要明显高于两侧母材以及热影响区的显微硬度值;焊缝金属的抗拉强度要明显高于两侧母材的抗拉强度,断裂位置发生在母材20g侧;接头20g侧母材、焊缝区和P91侧母材的冲击功分别185.2、239.6和13.0 J,表明焊缝的冲击韧性明显高于两侧母材的冲击韧性,但是和焊前相比较,20g侧母材焊后冲击韧性得到大幅提高,而P91侧母材焊后冲击韧性显著降低。     

6005铝合金中厚板等离子-MIG复合焊接头组织与力学性能

采用等离子-MIG复合焊工艺对16 mm厚6005铝合金进行双面焊接,研究焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,焊缝区为等轴树枝晶,熔合线附近为柱状晶组织,热影响区相比母材组织粗化;接头各区显微硬度值均低于母材;接头的侧弯试验可达180°;抗拉强度201 MPa,为母材强度的77.31%,断裂位置在热影响区内。     

0Cr18Ni9不锈钢脉冲Nd:YAG固体激光焊和TIG焊焊缝耐腐蚀性能对比研究

利用硫酸-硫酸铜溶液对0.6mm厚304不锈钢Nd:YAG固体脉冲激光焊焊接接头耐腐蚀性能进行了试验研究,并与其TIG焊焊接接头及母材的耐腐蚀性能做了对比分析.结果表明,通过腐蚀前后显微组织发现母材没有晶间腐蚀现象,脉冲激光焊焊缝有轻微腐蚀,而TIG焊焊缝在晶界出现了较为明显的晶间腐蚀沟,腐蚀沟沿晶界有网状分布特征.通过腐蚀前后的显微硬度比较发现,脉冲激光焊焊缝最大硬度大于TIG焊焊缝,大于母材,TIG焊焊缝有部分低于母材的硬度区.提出了提高304不锈钢激光焊焊缝耐晶间腐蚀性能的方法和措施.     

AZ31镁合金氦-氩混合气体TIG焊接头组织和力学性能研究

以氦-氩混合气体为保护气氛，对AZ31镁合金板材进行了TIG焊，并对焊接接头的显微组织、力学性能进行了测试。结果表明，焊缝区全部由均匀细小的等轴晶组成，热影响区组织较粗大；热影响区的硬度明显比母材低，焊缝区的显微硬度和母材相近；焊件的抗拉强度为母材的68．6％，断裂发生在热影响区，属于韧-脆混合断裂。