铝铜复合板搅拌摩擦焊接接头组织性能研究

采用搅拌摩擦焊接对铝铜层状复合板进行了焊接,研究了接头组织性能。结果表明,焊接接头焊核区(Nugget zone,NZ)产生了细小等轴状的动态再结晶晶粒,铝层、铜层平均晶粒尺寸分别为4μm、3μm。NZ铝层、铜层平均显微硬度为29.21HV、86.9HV。抗拉强度为154.6 MPa,为母材的61.6%,延伸率为6%。铜颗粒在铝层中形成夹杂是拉伸性能下降的主要原因。     

船用TA5钛合金激光焊接接头组织和性能研究

采用IPG光纤激光器对8 mm厚的TA5钛合金进行激光自熔焊接,并对焊接接头的微观组织和力学性能进行分析。结果表明,激光焊接接头表面成形连续、均匀、无飞溅,内部无气孔和裂纹等缺陷。母材组织为细小均匀的等轴α相;焊缝区组织主要由粗大的β柱状晶粒、大量的针状马氏体α'以及少量的板条马氏体组成;热影响区组织主要由等轴α相、少量的针状马氏体α'和少量的残余β组成;在熔合线的边界,柱状晶粒与等轴晶粒联生结晶、外延生长,保证了焊接接头的稳定连接。焊接接头各区域的显微硬度差异较大,最高硬度出现在熔合线附近,焊缝区和热影响区的显微硬度明显高于母材的。对拉伸断裂部位进行观察,拉伸断裂发生在远离焊缝的母材处,这说明激光焊接接头的抗拉强度与母材等强或者略高于母材的,这与大量针状马氏体形成的网篮组织有直接的关系。     

Ti-Fe-Al系合金不同焊接接头组织和性能分析

采用GTAW和MIG两种焊接工艺,对9 mm厚Ti-Fe-Al系合金中厚板进行对接焊试验。研究了焊缝成型性能、组织和力学性能。结果表明,Ti-Fe-Al系合金采用这两种焊接工艺获得的焊缝经X射线检验,接头质量达到Ⅰ级,力学性能优异,硬度分布相对均匀,金相观察无析出相。     

深潜器用Ti80厚板电子束焊接接头组织性能研究

采用电子束焊接方法焊接深潜器用56 mm厚Ti80合金,并对焊接接头的组织结构和力学性能进行研究。结果表明,焊接接头成形良好,无缺陷;焊缝组织为马氏体α相和残余β相组成的网篮组织;熔合区界线明显,过热区十分窄;热影响区组织由初生α相、马氏体α相和β相组成;焊接接头各区域显微硬度值分布不均匀,由焊缝至母材显微硬度值逐渐下降;拉伸断裂发生在远离焊缝的母材处,接头抗拉强度为935.3 MPa,大于原始母材的911.8 MPa;焊缝冲击吸收功为36.3 J,由焊缝至母材冲击吸收功值逐渐增大,接头各区域冲击断裂方式均为韧性断裂。     

钛合金焊接接头组织性能研究进展

钛合金焊接在航天、海洋、化工等众多领域广泛运用,如何优化钛合金焊接接头组织、成分及分布,提高焊接质量成为人们关注的焦点。总结了不同热处理和填充物对钛合金焊接接头组织和性能的影响:焊后热处理可以稳定组织和调整相的尺寸及分布,提高焊接接头的强度或塑性;合适的填充焊丝和焊缝中焊丝所占的比例,可以在保证接头强度的同时改善其塑性和冲击韧性。最后展望了钛合金焊接和填充物的研究方向。     

微量Cu掺杂对TA10合金组织、力学性能与腐蚀行为的影响

研究了掺杂(0.5%~2.5%) Cu元素对TA10合金的微观组织、力学性能及腐蚀性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、金相显微镜(OM)研究合金的微观组织,并用XRD进行物相分析;采用电化学腐蚀、静态浸泡腐蚀试验研究合金的腐蚀性能。选出最佳合金成分,并通过原子力显微镜(AFM)对其做进一步分析。结果表明,随着Cu元素含量的增加,TA10合金基体组织被不断细化,添加2.5% Cu时,该合金的硬度值达到最大。Cu含量在1.0%~2.0%之间,合金的耐腐蚀性能较好。含Cu为0.5%的合金耐腐蚀性能优异。     

30 mm TA2双激光同步对称焊接接头组织及力学性能研究

为提高钛合金焊接效率和焊接精度,采用TA2钛合金双激光同步对称焊接技术,对30 mm厚板TA2钛合金试板开展双激光同步对称焊接工艺,并对焊后试板进行接头成形质量、焊接变形、接头金相组织形貌、力学性能和工艺性能研究。结果表明:30 mm厚板TA2试板焊接接头表面成形良好,呈银白色,焊接变形较小;焊缝低倍金相组织呈块状分布,内部无明显缺陷,无贯穿整个焊缝的树枝状柱状晶,焊缝和热影响区微观金相组织均为锯齿状α相,母材为细小的等轴α相,接头心部焊缝晶粒比近表面焊缝粗大;焊接接头整体平均抗拉强度略低于近表面和心部接头抗拉强度,而近表面和心部焊缝屈服强度高于母材的,塑性低于母材的;焊接接头在近表面和心部区域冲击性能差距较大;弯曲试样均合格,焊接接头工艺性能良好。这表明厚板钛合金双激光同步对称焊接技术在高效高精度焊接方面具有良好的工程化应用前景。     

ZA合金TIG焊焊接工艺及接头组织性能初步研究

本文针对应用较为广泛的模用锌基铝合金进行了焊接工艺及接头组织、性能的初步研究。得出如下结论：（1）ZA合金属于不易焊接类金属;（2）ZA合金采用TIG焊获得的焊接接头可满足使用性能的要求。     

TA22合金扩散焊接接头的组织与性能

利用真空扩散焊接方法,研究不同焊接温度对TA22合金接头组织和性能的影响,并通过焊后热处理改善接头的综合性能。结果表明：随着扩散焊接温度的升高,TA22合金扩散焊接接头的抗拉强度和屈服强度逐渐降低,而伸长率和断面收缩率则表现出先升高后降低的趋势,其拐点在950℃。经850℃退火处理后,TA22合金扩散焊接接头的塑性得到明显的改善。     

6082铝合金FSW焊接接头的组织与力学性能研究

通过拉伸、弯曲、硬度试验以及金相分析等对6082铝合金FSW焊接接头的力学性能与显微组织进行了研究.结果表明,以转速1500r/min、焊速600mm/min的参数焊接6082铝合金时,其接头具有较好的抗拉性能,板厚6mm和3mm焊接接头的抗拉强度分别为母材的77.23%和78.86%;正弯断裂位置集中在HAZ处,角度约90°,背弯断裂位置集中在焊缝中心,角度较小;硬度试验显示两侧热影响区处均软化;6082铝合金FSW焊接接头焊核区和轴肩影响区发生了动态再结晶,形成了细小的等轴晶组织,热机影响区组织发生了较大程度的变形;热影响区仅受热循环的作用,组织略有粗化.     

CMT+P焊接电流对5083铝合金焊接接头组织及力学性能的影响

采用不同焊接电流,对3 mm厚5083-H116铝合金板材进行CMT+P焊接试验,并对接头显微组织、拉伸性能、弯曲性能等进行检测。结果表明,焊接电流对接头力学性能和焊缝中心晶粒尺寸有显著影响;焊接电流增大,抗拉强度降低,焊缝中心晶粒尺寸增加。通过对CMT+P焊接参数进行调整,可以获得满足使用要求的焊接接头,抗拉强度281 MPa,达到母材的84.38%;屈服强度163 MPa,达到母材的67.92%;伸长率13.5%,达到母材的75%;焊缝中心为等轴晶,熔合线内侧为柱状晶。     

固溶温度对TA19钛合金组织及性能的影响

采用5种不同固溶温度和相同时效温度的热处理制度对TA19钛合金进行固溶时效处理,研究不同固溶温度对显微组织和力学性能的影响。结果表明,固溶温度对TA19钛合金显微组织的初生α相含量影响显著;经相变点以下10℃到50℃固溶保温1 h后风冷,再经595℃时效保温8 h后空冷,获得的室温和高温力学性能均能满足AMS 4975标准的要求;固溶温度选择相变点以下10℃时,TA19钛合金的室温和高温力学性能及蠕变性能匹配最好,对应的显微组织中初生α相含量为15%~18%。     

铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能分析

目的 研究7020铝合金搅拌摩擦焊(FSW)的结构和机械性能。方法 采用搅拌摩擦焊对铝板进行对接焊试验,具体形式为单面焊双面成型。采用拉伸机和显微维氏硬度仪对试样进行力学性能测试;利用蔡司金相、光谱仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪研究母材和焊接接头的微观组织。结果 在硬度上,母材>热影响区>焊核区,热影响区平均硬度约为94HV,母材平均硬度为99HV,焊核区平均硬度最低为78HV,焊核区出现“S”缺陷,在一定程度上弱化了焊核区性能;7020铝合金搅拌摩擦焊接头的抗拉强度为235 MPa,屈服强度为158 MPa,屈强比为0.67,伸长率为7%,焊接系数可以达到73.8%;母材的抗拉强度为325 MPa,屈服强度为278 MPa,屈强比为0.86,伸长率为25%;焊接接头中心显微组织主要由胞状树枝晶体组成,显微结晶依次呈现为平面晶、胞状晶、树枝状晶、等轴晶;铝合金母材和焊接接头的金属相组成均为α?Al+Mg2Si;焊接接头断口呈现比较明显的韧性断裂特征。结论 铝合金搅拌摩擦焊可以获得性能比较优良的焊接接头,为其他铝合金材料的FSW焊接提供技术参考。     

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。     

搅拌摩擦焊对Mg-Gd-Y-Zr合金组织与性能的影响

对一种Mg-Gd-Y-Zr合金cast-T6状态板片试样搅拌摩擦焊接后的组织与性能进行了研究。结果表明:Mg-Gd-Y-Zr合金的搅拌摩擦焊的焊核区发生动态再结晶,为等轴细晶,硬度值最高;热机影响区基体组织具有热变形特征,第二相会粗化、溶解,硬度值稍低;热影响区晶粒尺寸与母材相当,第二相粗化,硬度值低于母材。在本工作实验条件下,cast-T6铸件试样的焊接系数达0.91,且伸长率相对于母材有大幅度提高。断口形貌SEM分析显示,接头断裂模式为韧性断裂。     

TA31钛合金焊接接头疲劳性能评估

钛合金是深海大型载人运载平台的常用材料,其焊接部位的疲劳性能不容忽视。本研究针对国产TA31钛合金对接接头和承载十字接头开展疲劳试验,用热点应力法对其疲劳强度进行评定。采用国际焊接协会推荐的方法进行数据处理,分别做出名义应力和热点应力的S-N曲线并进行对比。在此基础上引入缺口应力法,考虑板厚对焊接接头疲劳性能的影响,并提出板厚修正的公式,可为钛合金结构的疲劳评估和抗疲劳设计提供参考。     

Effect of Rotation Rate on Microstructures and Mechanical Properties of FSW Mg-Zn-Y-Zr Alloy Joints

Friction stir welding (FSW) of Mg-Zn-Y-Zr plates with 6 mm in thickness was successfully carried out under a wide range of rotation rates of 600-1200 r/min with a constant traverse speed of 100 mm/min. After FSW, the coarse grains in the parent material (PM) were changed into fine equiaxed recrystallized grains at the nugget zone (NZ). Furthermore, the coarse Mg-Zn-Y particles (W-phase) were broken up and dispersed homogenously into the Mg matrix. With increasing rotation rates, the size of the W-phase particles at the NZ significantly decreased, but the recrystallized grain size tended to increase. The hardness values of the NZs for all the FSW joints were higher than those of the PM, and the lowest hardness values were detected in the heat affected zone (HAZ). The fracture occurred in the thermo-mechanical affected zone (TMAZ) on the advancing side for all the FSW joints in the tensile test, due to the incompatibility of the plastic deformation between the NZ and TMAZ caused by remarkably different orientation of grains and W-phase particles. The strength of FSW joint reaches 90% of that of its PM.