Ti-6Al-4V合金T型接头双光束激光焊接焊缝成形、组织及力学性能（英文）

采用双光束双侧同步填丝焊接的方法制备Ti-6Al-4V合金T型接头,并对焊缝成形、组织、力学性能及其相互关系进行研究。结果表明,试验获得了质量良好的焊缝,未出现不连续、焊瘤、可见的裂纹及气孔等缺陷,同时发现其与焊接过程中稳定的熔池行为及良好的熔滴过渡有关。从接头截面可以发现,蒙皮及筋条侧热影响区的形状完全不同。热影响区和熔合区的组织包含针状马氏体α′相。热影响区及熔合区的显微硬度均高于母材,且在筋条侧靠近融合区的热影响区处显微硬度最大。沿蒙皮及筋条方向的拉伸试样均断裂于母材处,其断裂方式为延性断裂。     

热输入对双光束激光焊接Ti-6Al-4V合金T型接头焊接过程、焊缝成形、组织及力学性能的影响

采用双光束同步激光填丝焊接的方法制备了Ti-6Al-4V合金T型接头,使用高速摄像机拍摄了焊接过程图像并研究了热输入对焊接过程稳定性、焊缝成形、组织及力学性能的影响。试验结果表明,热输入显著影响熔池行为和填丝焊接熔滴过渡,进而影响T型接头焊缝形貌及质量。随着热输入的增加,T型接头组织发生变化,晶粒尺寸变大。热影响区及焊缝处的马氏体使得这2个区域的显微硬度高于母材。另外,沿蒙皮方向及筋条方向的抗拉伸强度随着热输入的增加而增大。由于接头处马氏体增强作用,拉伸断裂均发生于母材处。     

热输入对双光束激光焊接Ti-6Al-4V合金T型接头焊接过程、焊缝成形、组织及力学性能的影响（英文）

采用双光束同步激光填丝焊接的方法制备了Ti-6Al-4V合金T型接头,使用高速摄像机拍摄了焊接过程图像并研究了热输入对焊接过程稳定性、焊缝成形、组织及力学性能的影响。试验结果表明,热输入显著影响熔池行为和填丝焊接熔滴过渡,进而影响T型接头焊缝形貌及质量。随着热输入的增加,T型接头组织发生变化,晶粒尺寸变大。热影响区及焊缝处的马氏体使得这2个区域的显微硬度高于母材。另外,沿蒙皮方向及筋条方向的抗拉伸强度随着热输入的增加而增大。由于接头处马氏体增强作用,拉伸断裂均发生于母材处。     

焊剂片约束电弧焊三明治板T形接头的组织与性能

针对三明治板激光焊接T形接头过程中的芯板与面板连接宽度不足的问题,使用一种焊剂片约束电弧焊的新工艺,对960 MPa低合金高强钢三明治板T形接头进行焊接。利用高速摄像技术研究了电弧燃烧形态和熔滴的变化过程,并通过焊接接头显微组织分析、硬度测试、微区拉伸试验和T形接头轴向拉伸试验,研究了T形接头的组织与力学性能。结果表明,在焊接过程中,焊剂片可压缩和稳定电弧,提高焊接热效率,促进熔滴过渡,可获得焊缝与芯板熔合良好的T形接头。焊接接头热影响区粗晶粒区微观组织为粗大的板条马氏体和块状铁素体,热影响区细晶粒区为细小的板条马氏体和粒状贝氏体,焊缝组织主要为沿原奥氏体晶界分布的针状和块状铁素体。T形接头硬度分布不均匀,平均硬度的大小分布为热影响区母材区焊缝区。在接头微区拉伸试验中,焊缝区是接头力学性能最薄弱的区域。T形接头拉伸试验时,裂纹首先在熔合线处产生并向焊缝区扩展,最后在焊缝区断裂,断口呈韧性断裂特征。     

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。     

高速列车用高强铝合金T型焊接接头组织与性能研究

采用金相、硬度和拉伸试验对A7N01高强铝合金T型焊接接头组织与性能进行了研究。结果表明:焊缝区组织依次为细晶区、细晶与柱状晶过渡区、柱状晶区和等轴晶区;热影响区内的组织结构分明。显微硬度在焊缝区域最低,软化区的硬度次之,母材的硬度最高。焊接热影响区较宽,约为50 mm。焊接接头的抗拉强度为412 MPa,屈服强度为282.6 MPa,伸长率为9.0%。     

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。     

铝合金回填式搅拌摩擦点焊组织及力学性能分析

采用回填式搅拌摩擦点焊技术对7075-T6铝合金进行了点焊试验.对接头进行了显微组织、显微硬度、剪切和十字形拉伸测试.结果表明,接头显微组织可分为焊核区、热力影响区、热影响区及母材;在焊缝中发现了钩状缺陷、孔洞、未焊合、未完全回填及粘连韧带等缺陷;焊缝区显微硬度呈W形分布,焊点中心呈V形分布;在旋转频率为1 400 r/min,焊接时间为4s时,接头的抗剪强度达到最大值125.6 MPa,为母材强度的39.6％;接头的十字形拉伸载荷随工艺参数的变化规律比较复杂,最大十字形拉伸强度可达43.9 MPa.     

焊剂片约束电弧焊用于T形接头工艺试验的研究

采用焊剂片约束电弧焊对CCS-B船用钢进行了T形接头的焊接工艺试验研究,获得了面板与芯板熔透的T形接头,实现了单道焊三面成形的效果,并得到了焊接工艺参数的匹配范围。结果表明:焊接电压是影响面板与芯板间熔透的主要因素,焊接电流是影响侧板熔合的主要因素。焊缝和热影响区的硬度都高于母材的硬度。拉伸试样的断裂位置位于芯板处的母材上。接头的强度高于母材,接头力学性能良好。     

焊后热处理温度对G115/T92异种钢接头组织及力学性能的影响

利用钨极氩弧焊(GTAW)和手工电弧焊(SMAW),采用767、774、790℃3种焊后热处理温度对G115/T92异种钢进行焊接试验,并利用光学显微镜、显微硬度仪、拉伸试验机、冲击试验机等对焊接接头的显微组织及力学性能进行研究。结果表明:接头焊缝、热影响区均为典型的回火马氏体组织,T92钢侧熔合线附近δ-铁素体的体积分数分别为0. 3%、0. 1%、0. 1%。随着焊后热处理温度升高,显微硬度、室温强度降低,焊缝冲击吸收能量增大,室温强度和冲击吸收能量均符合母材标准要求。室温拉伸断裂均发生在T92钢侧母材,650℃高温断口位于T92钢侧不完全相变区。推荐焊后热处理温度为(770±5)℃,偏上限控制。     

Effect of post-weld heat treatment on microstructure and mechanical properties of welded joints of 6061-T6 aluminum alloy

6061 aluminum alloy T-joints were welded by double-pulsed MIG welding process. Then, the post-weld heat treatment was performed on the welded T-joints. The weld microstructure under different aging temperature and time was investigated by transmission electron microscopy and scanning electron microscopy. The mechanical properties were examined by hardness test and tensile test. The results showed that the micro-hardness was sensitive to heat treatment temperature and time. Increasing temperature was beneficial to the shortening of peak aging time. There were a large number of dislocations and few precipitates in the welded joints. With the increase of post-weld heat treatment temperature and time, the density of dislocation decreased. Meanwhile, the strengthening phase precipitated and grew up gradually. When the post-weld heat treatment temperature increased up to 200 °C, large Q' phases were observed. And they were responsible for the peak value of the micro-hardness in the welded joints.     

5A06铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊T形接头组织与性能

采用静止轴肩搅拌摩擦焊方法实现了10 mm厚5A06铝合金T形接头的焊接. 通过低主轴转速匹配高焊接速度与高主轴转速匹配低焊接速度两组不同的焊接参数,结合拉伸试验、宏观与微观金相分析、电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,EBSD)分析与扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)断口分析,研究了热输入对焊接接头力学性能与组织的影响. 结果表明,在两组焊接参数下均可获得无孔洞缺陷的全焊透T形接头,焊缝表面光滑平整,几乎无减薄发生;热输入不同会改变搅拌针与周围材料的摩擦形式,引起焊缝出现弱结合缺陷,并影响接头抗拉强度; 在高主轴转速匹配低焊接速度时,焊缝中心重叠区顶部易产生弱结合缺陷,导致接头抗拉强度较低,为198 MPa,拉伸试样断裂在筋板. 在低主轴转速匹配高焊接速度时,焊缝无缺陷存在,接头抗拉强度为287 MPa, 拉伸试样断裂在底板.     

Distribution Features of the Residual Stress For T-Joints by Laser Welding

The residual stress of T-joints for SUS304 stainless steel by YAG laser welding was measured by the method of hole-drilling,and the effects of heat treatment and hardness distribution of weld joints on the distribution of residual stress for T-joints were analyzed.The results showed that the maximum of longitudinal residual tensile stress for T-joints was about 140MPa.The maximum of residual stress was not more than 40MPa after heat treatment,the peak of residual stress reduced obviously.The gradient of residual stress distribution was also reduced significantly.Strain hardening phenomenon occurred for T-joints,and the hardness of weld and heat affected zone was both higher than the hardness of base metal,the peak of hardness occurred in the fusion line.The effect of strain hardening phenomenon of weld and heat affected zone on the residual stress distribution of T-joints for SUS304 stainless steel was obvious,which made longitudinal residual tensile stress become higher.     

热处理对100mm厚TC4钛合金电子束焊接接头性能的影响

针对100mm厚TC4钛合金板进行电子束对接,焊后对接头分别进行850℃再结晶退火和920℃+2 h和500℃+4 h固溶时效热处理,观察接头的微观形貌,测试其硬度和拉伸性能。结果表明,经过再结晶退火后,焊缝中部开始出现β相晶界,热影响区熔合线附近的针状α′相变少,β相等轴晶界开始出现。经过920℃+2 h和500℃+4 h固溶时效处理后,焊缝中部和底部都出现明显的β相晶界,热影响区熔合线附近的β相等轴晶界明显可见,为细片层β转变组织。力学性能测试表明,经过固溶时效热处理的接头焊缝区、热影响区及母材区的显微硬度明显高于焊态,其接头拉伸强度比焊态提升11.3%,屈服强度比焊态提升17.2%,但接头延伸率比焊态降低近59%。     

X80/X100异种钢激光-MIG复合焊接头显微组织和性能

采用激光-MIG复合焊对X80管线钢和X100管线钢进行焊接,研究了激光功率对复合焊接头的焊缝形貌、显微组织、硬度、强度和韧性的影响规律.结果表明,激光功率从2.0 k W增大至3.5 k W时,盖面焊缝熔宽和熔深增加,激光区熔深明显增加;激光区焊缝中AF含量增加、LB含量减少,X100侧粗晶热影响区和细晶热影响区中条状贝氏体含量减少,X80侧粗晶热影响区和细晶热影响区中准多边形铁素体含量增加.复合焊接头硬度分布并不对称,最高硬度出现在X100侧熔合区部位.复合焊接头的抗拉强度基本不随激光功率变化,拉伸试样断裂位置均为X80侧母材.随着激光功率增大,焊接接头最高硬度和韧性均下降.     

焊后热处理对AA7075铝合金DP-MIG焊接接头组织及力学性能的影响

采用双脉冲熔化极精性气体保护焊（DP-MIG）工艺方法焊接AA7075-T651铝合金,焊接试板采用固溶处理（480℃×50 min）后水淬,再进行（80℃×24 h）+（120℃×24 h）两级人工时效热处理,通过金相观察、扫描电镜观察、X射线衍射分析、拉伸试验以及硬度测试,研究焊后热处理（PWHT）工艺对焊接接头显微组织及力学性能的影响.结果表明,焊缝区经热处理后,晶粒由枝晶向等轴晶转变,晶界处非平衡第二相溶解,晶界变细,焊缝显微组织特性改善明显;焊接接头经热处理后,抗拉强度由342.5 MPa提高到490 MPa,接头强度系数为0.872,焊缝软化区硬度得到较大改善,焊接接头力学性能有显著提升.     

含铒铝合金激光焊接接头组织与性能研究

对含铒铝镁合金冷轧板进行了激光焊接,分析了接头的各区域的微观组织和力学性能,探讨了铒对焊缝及热影响区组织与性能的影响。结果表明:由于稀土元素Er的加入,使焊缝中心晶粒尺寸减小到30μm左右;熔合线附近出现"细晶层";热影响区晶粒未见明显长大;焊接接头焊缝截面的显微硬度呈W形分布;Er对焊接接头的抗拉强度提高并不明显,接头抗拉强度为母材的70%。     

高铌TiAl/Ti600合金电子束焊接头组织与性能

对高铌TiAl/Ti600合金进行了电子束焊接试验以便对高温钛合金与高铌TiAl合金高质焊接提供理论及试验依据,采用金相显微镜、扫描电子显微镜及X射线衍射仪等设备对焊接试样进行了分析.结果表明,高铌TiAl/Ti600接头极易产生裂纹缺陷.接头焊缝主要形成细针状α₂-Ti₃Al相及α-Ti相,而高铌TiAl侧热影响区呈现板条状及等轴组织形貌,Ti600侧热影响区为针状α'相.接头焊缝区硬度最大,达到586 HV,Ti600侧向高铌TiAl侧过渡过程中硬度逐渐增大,由焊缝到两侧热影响区硬度过渡梯度较大.高铌TiAl/Ti600电子束焊接头室温抗拉强度可达516 MPa,且接头断裂于偏高铌TiAl侧焊缝区,断裂性质为典型的脆性解理断裂,呈现穿晶断裂特征.     

Mechanical properties of friction stir welded armor grade Al–Zn–Mg alloy joints

The influence of different welding speeds and rotary speeds on the formation and mechanical properties of friction stir weld joints of armor grade aluminum alloy was presented. The developed weld joints were characterized by bend tests, micro-hardness tests, tensile tests, optical and scanning electron microscopies. Mechanical properties (i.e., micro-hardness, ultimate tensile strength and elongation to fracture) increased with the increase in rotary speed or decrease in welding speed. The effect of welding speed on micro-hardness of heat affected zones was more profound than the rotary speeds. The welding speeds and rotary speeds influenced the mechanical properties and their effects on various mechanical properties of the friction stir welded joints can be predicted with the help of regression models.