基于表面结构化的CFRTP超声波焊接工艺研究EI北大核心

超声波塑料焊接是一种高效、绿色的焊接方法,近年来被广泛应用于碳纤维增强热塑性复合材料(carbon fiber reinforced thermoplastic,CFRTP)的连接。焊接接头的设计是CFRTP超声波焊接的关键环节。针对这一环节,提出了一种基于表面结构化的CFRTP超声波焊接方法,即在焊接之前通过超声波压印的方式将母材表面结构化,加工出导能筋。以碳纤维增强尼龙66(CF/PA66)为研究对象,对表面结构化后的CF/PA66进行超声波焊接,研究焊点形成过程,并对焊接接头微观组织进行观察,测试接头拉伸剪切性能,分析接头断裂机制和断口特征。结果表明,相比无结构化的CFRTP超声波焊接,通过超声波压印对母材表面进行结构化所加工出来的导能筋能有效地集中能量,降低焊点分布的随机性和分散性,提高焊接接头的质量。此外,对待焊工件的两个表面均进行结构化处理,可以得到缺陷更少的焊接接头。     

基于表面结构化的CFRTP超声波焊接工艺研究

超声波塑料焊接是一种高效、绿色的焊接方法，近年来被广泛应用于碳纤维增强热塑性复合材料(carbon fiber reinforced thermoplastic, CFRTP)的连接。焊接接头的设计是CFRTP超声波焊接的关键环节。针对这一环节，提出了一种基于表面结构化的CFRTP超声波焊接方法，即在焊接之前通过超声波压印的方式将母材表面结构化，加工出导能筋。以碳纤维增强尼龙66(CF/PA66)为研究对象，对表面结构化后的CF/PA66进行超声波焊接，研究焊点形成过程，并对焊接接头微观组织进行观察，测试接头拉伸剪切性能，分析接头断裂机制和断口特征。结果表明，相比无结构化的CFRTP超声波焊接，通过超声波压印对母材表面进行结构化所加工出来的导能筋能有效地集中能量，降低焊点分布的随机性和分散性，提高焊接接头的质量。此外，对待焊工件的两个表面均进行结构化处理，可以得到缺陷更少的焊接接头。     

异型焊接接头超声波探伤方法设计及验证

研究了斜面对接接头异形焊接接头超声波探伤,提出了切实可用的异型焊接接头超声波探伤方法,并通过对试样解剖验证了本探伤方法的可行性。     

镁合金焊接接头表面自纳米化及其疲劳性能研究现状与展望

焊接接头表面纳米化解决了决定焊接接头疲劳裂纹萌生和扩展的内在因素之间的矛盾,在细化接头表面晶粒的同时,使基体保持粗晶状态,因而是提高焊接接头疲劳性能的一种有效方法。综述了镁合金表面自纳米化机理及研究现状,分析了表面自纳米化技术在改善镁合金焊接接头疲劳性能方面的研究概况,指出从镁合金焊接接头表面自纳米化的角度开展镁合金焊接接头疲劳性能改善研究具有重要意义。最后,对今后应用表面自纳米化技术改善镁合金焊接接头疲劳性能的研究方向做了展望。     

奥氏体不锈钢钨极氩弧焊焊接头的耐蚀性及电弧重熔

研究了手工钨极氩弧焊对奥氏体不锈钢 0 Cr1 9Ni9和 1 Cr1 8Ni9Ti表面耐蚀性的影响 ,以及微束等离子弧重熔对焊接接头耐蚀性的影响。实验结果表明 ,通常焊接对奥氏体不锈钢的表面耐蚀性有不利影响 ,焊接热影响区及焊缝金属的耐蚀性 ,较母材有所降低。但经微束等离子弧表面重熔后 ,表面重熔层快速凝固 ,细化了重熔层组织 ,显微偏析减小 ,铬碳化物在晶界的沉淀析出得到抑制 ,故此焊接接头的耐蚀性得以显著提高。     

化学镀锡层对镁铝异种金属超声波焊接的影响

为提高镁铝异种金属超声波焊接接头强度,预先在铝合金表面镀锡后进行镁铝异种金属超声波点焊,并对接头的微观组织和力学性能进行分析.研究表明:无镀锡层的镁铝超声波焊接接头界面出现了大量的Mg_3Al_2和Mg_(12)Al_(17)相,其接头的最大拉伸剪切强度为27.5 MPa;含镀锡层的铝镁超声波焊接结合区由镁锡反应扩散层、残余锡层和铝锡反应扩散层组成,其中,铝锡反应层是固溶体层,镁锡反应层主要是过饱和的固溶体基体及弥散析出的中间相Mg_2Sn,其接头的最大拉伸剪切强度为32.9 MPa.镀锡层的加入有效阻止了镁铝的相互扩散,抑制了硬脆的Mg-Al系金属间化合物的生成,提高了镁铝超声波焊接接头强度,与镁铝超声波焊接相比最大拉伸剪切强度提高了19.6%.     

含半椭圆表面裂纹焊接接头断裂参量的试验研究

本文研究了半椭圆形表面裂纹最深点三维J积分的直接测试技术,并在此基础上,通过对高匹配焊接接头表面裂纹试样断裂力学参量J积分的试验测试,探讨了接头强度匹配对焊接表面裂纹扩展驱动力的影响。试验表明本文所采用的手段对于焊接表面裂纹断裂参量的测试是适用的,且结果也充分反映出焊接接头的力学性能不均匀性的影响作用。     

1Cr18Ni9与16MnR异种金属接头的耐腐蚀性能

为了研究1cr18Ni9和16MnR异种金属焊接接头的耐腐蚀性能,将焊态和经650℃、2 h焊后热处理的异种金属焊接接头试样放在浓度为10%NaOH溶液中进行腐蚀试验,分别对焊态和经650℃、2 h热处理后的腐蚀试样进行了EDS分析、腐蚀速度计算、电化学腐蚀以及显微硬度测试.研究结果表明:经650℃、2 h焊后热处理的金属接头的腐蚀速度比焊态金属接头的腐蚀速度显著增加;焊接接头在经过650℃、2 h焊后热处理,熔合区金属中有新合金相析出,使接头的耐腐蚀性能显著降低.     

超声冲击法提高焊接接头疲劳特性研究进展

焊接结构的失效以疲劳断裂为主,且焊接结构强度主要是由焊接接头的疲劳强度决定的。因此,改善焊接接头疲劳性能将显著提高焊接结构的整体性能。超声冲击处理是一种有效改善焊接接头疲劳性能的表面强化技术。研究表明,该技术通过改善焊接接头几何外形,细化表层晶粒及引入有益残余压应力可大幅度提高焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命。综述了超声冲击处理对焊接接头疲劳性能影响的研究现状,分析了影响焊接接头疲劳性能的因素,总结了超声冲击改善焊接接头疲劳性能的结果,对目前研究过程中存在的问题进行探讨,最后展望了超声冲击表面纳米化技术的应用前景。     

塑料超声波焊接技术(上)

超声波焊接是最常用的塑料焊接技术,在塑料加工业久享盛誉。由于焊接速度快、低能耗、焊缝质量一致性与再现性好,该技术是包装、汽车、医疗、电气、电子、家用器具行业大批量生产应用的首选焊接技术。本文论及超声波焊接原理及过程、焊接设备、工艺参数、特点、应用、派生方法、最新进展,着重对焊接性、接头设计进行了概括和总结。     

奥氏体不锈钢钨极氩弧焊焊接头的耐蚀性及电弧重熔

研究了手工钨极氩弧焊对奥氏体不锈钢０Ｃｒ１９Ｎｉ９和１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ表面耐蚀性的影响,以及微束等离子弧重熔对焊接接头耐蚀性的影响。实验结果表明,通常焊接对奥氏体不锈钢的表面耐蚀性有不利影响,焊接热影响区及焊缝金属的耐蚀性,较母材有所降低。但经微束等离子弧表面重熔后,表面重溶层快速凝固,细化了重熔层组织,显微偏析减小,铬碳化物在晶界的沉淀析出得到抑制,故此焊接接头的耐蚀性得以显著提高。     

超声捶击提高超细晶粒钢焊接接头的疲劳性能

焊接接头疲劳强度是其最重要的服役性能，由于焊接残余应力的作用和焊接接头处的几何不连续性，焊接接头的疲劳强度一般大大低于母材，采用超声捶击方法提高超细晶粒钢焊接接头的疲劳强度，通过对对接接头焊践处进行超声波冲击处理，对比超声波冲击处理后焊接接头的疲劳强度，实验结果表明：超声捶击使得S-N曲线右移，FAT（循环寿命为10^6时的疲劳强度）提高幅度达到66%，在应力范围为200MPa的疲劳寿命提高58倍，研究表明，经超声捶击处理，焊趾处的应力集中系数相应减小，焊接残余应力由拉应力转换为压应力，这是超声捶击提高焊接接头疲劳强度的主要机制。     

焊接缺陷对铝合金焊接接头疲劳性能的影响

测定了Al Mg Si系6061合金两种焊接接头的疲劳性能,介绍了铝合金焊接接头的疲劳特征,分析了焊接接头中缺陷对铝合金焊接接头疲劳性能的影响,认为焊缝中宏观尺度的气孔和未焊透及其分布明显地影响铝合金焊接接头的疲劳性能,当缺陷尺寸足够大且数量较多时,将严重降低焊接接头的疲劳性能。夹杂对铝合金焊接接头疲劳性能也有严重的影响。     

三峡蜗壳焊缝引进TOFD检测

大型水电站机组金属蜗壳焊接接头的无损检测工作,过去主要都是采用超声波和射线检测,工作量大,工期长,使用射线的辐射对环境有较大的影响。本文介绍了在三峡电站引进应用智能超声波检测（TOFD）新技术的试验和施工,既保证质量,又不污染环境,还可缩短检测工期约二分之一。     

激光热处理对1Cr5Mo钢焊接接头组织结构的影响

利用CO_2激光对1Cr5Mo耐热钢焊接接头进行表面热处理,通过4XC型光学显微镜对激光热处理前后焊接接头各区显微组织和晶粒度等级进行分析,并采用X射线应力仪测定激光热处理前后焊接接头残余应力和残余奥氏体的分布规律。结果表明:经激光热处理后1Cr5Mo耐热钢焊接接头表面晶粒发生细化,焊缝区、熔合区、过热区和正火区晶粒等级由9级、9.8级、8级和10.7级提升至10级、10.2级、8.5级和11级,组织结构薄弱区域由过热区、焊缝区和熔合区减少为过热区,均匀性得到了明显改善;激光热处理消除了焊接接头表面残余拉应力,形成了深度约为0.28mm的残余压应力层,残余奥氏体含量有所提高,分布更均匀,有利于改善其力学性能。     

塑料超声波焊接过程及质量研究 III焊接接头质量影响因素分析

从焊接工艺参数对焊件熔化状态及焊件熔化状态对接头质量的影响两个方面对塑料超声波焊接质量影响因素进行了研究 ,揭示了焊件熔化状态是影响接头质量的直接因素 .利用光学显微镜研究了接头的组织形貌 ,发现接头熔合区组织具有明显的取向 .对接头剪切和弯曲强度进行测试 ,发现接头力学性能具有各向异性 ,熔和区厚度和组织取向程度对接头有重要的影响 .     

随焊同步碾压焊缝改善Ly12cz焊接接头机械性能的研究

利用所研制的 HNJ—1型焊接同步碾压机探讨了随焊同步碾压焊缝改善焊接接头机械性能的新工艺。试验结果表明,随焊同步碾压相对于焊后室温碾压具有更好的强化效果,并对改善接头塑性也有一定的作用。随焊同步碾压焊缝具有破碎枝晶、细化晶粒的作用,改善了焊缝显微组织。该法实现了焊接和强化一次完成,简化了焊接接头强化工艺。     

国内船用铝-钢爆炸复合过渡接头应用现状及展望

铝-钢爆炸复合过渡接头在船体设计建造中的应用日趋广泛,以常用的铝-铝-钢、铝-钛-钢两种材料组合为主要对象,对爆炸复合技术进行扼要介绍,分析过渡接头的基本性能特点,论述我国铝-钢过渡接头的材料体系、标准体系和焊接工艺方面的研究进展,分析铝-钢爆炸复合过渡接头在应用中存在的典型问题,指出应进一步完善现有铝-钢爆炸复合过渡接头的性能验证、焊接工艺、腐蚀防护等方面的要求,确保材料应用的安全可靠。     

定量热像法预测焊接接头的S-N曲线和残余寿命

在恒定的平均应力作用下,考虑焊接接头的实际工况,利用红外热像技术建立了快速预测焊接接头疲劳参数和残余寿命的模型,实现了定量热像法对非均质焊接接头疲劳性能的评估.通过红外热像仪监测焊接接头表面局部热点的变化,定性分析了损伤演化状态.结果表明:定量热像法克服了传统疲劳实验方法的局限性,可快速、准确地确定非均质焊接接头的疲劳...     

T91／P91钢管焊接接头的超声波探伤

通过对T91／P91钢中声速的理论计算和实际测试,利用声波的反射规律和运用几何关系,计算了常用不同K值探头在对T91／P91钢进行超声波探伤中的K值变化、深度和水平距离的差异。用常用探头和普通试块即可完成T91／P91钢管焊接接头以及与T91／P91钢对接的普通低合金钢焊接接头的超声波探伤。