切割用燃烧型焊条高热剂的研究

混合使用CuO+Al和Fe_2O_3+Al作为高热剂,按CuO+Al系的质量分数分别为0%、25%、50%、60%、70%、80%、90%、100%配制切割用燃烧型焊条,并用之切割Q235钢板.根据切割长度、平均切口宽度、平均切口角分析各配方,确定CuO+Al系占高热剂60%～80%为宜.     

一种新型Cu基自蔓延焊接接头组织和性能

针对在野外条件下金属零部件的焊接应急修理困难的问题,以CuO Al系铝热剂反应为放热源,开发了一种新型Cu基自蔓延焊接材料,对其焊缝的组织形貌及性能进行了研究.结果表明,自蔓延反应后形成熔焊焊接,焊缝成形良好,焊缝与基体之间存在明显的过渡区,焊缝的抗拉强度大于200 MPa,抗弯强度接近 600 MPa,表面硬度可达HRB130,能够满足金属零部件野外应急维修需要.     

高热剂对燃烧型切割弹切割性能影响的研究

针对特殊环境的切割要求,提出并研究试验了一种采用烟火药作为能源的燃烧型切割弹。燃烧型切割弹中切割剂由高热剂、造渣剂、合金剂、造气剂等组成,其中高热剂对切割弹性能影响尤为重要。通过无机热力学分析和计算,确定了高热剂成分并分析了不同高热剂配系对切割性能的影响。高热剂选用CuO+Al系和Fe2O3+Al系的混合物,当CuO+Al系占高热剂质量分数在13.6%～22.8%之间时,切割弹切割40 mm×70 mm×10 mm的Q235钢板的喷射时间、打孔深度、口径和锥度效果最好。     

火药复合焊条燃烧性能研究

依据高热剂的燃烧机理建立了火药复合焊条燃烧火焰的物理模型；在物理模型的基础上,利用相关的热力学理论推导出了焊条燃速的数学模型,并采用试验验证了该理论模型的准确性.研究结果表明:高热剂对焊条的燃烧速度影响显著,当高热剂含量为50％时,焊条燃速可高达11 cm/s；焊条燃速的实验值与理论值相比,两者的变化趋势相同.     

基于均匀设计法的铜及铜合金手工自蔓延焊接配方优化

通过对比正交设计法介绍了均匀设计法的优点,引入铜及铜合金手工自蔓延焊接快速评价方法,并采用均匀设计法优化已有铜基燃烧型焊条配方.选择高热剂Al+CuO、造渣剂B2O3、合金剂Ni、合金剂Zn 含量为影响因素,以燃速、热量、飞溅、黏度、脱渣、流动、铺展、气孔、夹杂、强度这十项性能作为主要考察指标,按照均匀设计法流程,经计...     

手工自蔓延焊接Al2O3-SiO2-CaO渣系研究

以SiO2、CaO作为造渣剂,研究其对焊渣、焊条燃烧及焊接质量的影响。结果表明,造渣剂的添加明显改善了渣液分离和焊接效果,随添加量增多,燃烧型焊条燃烧速度降低,焊渣密度发生改变但无明显变化规律,综合考虑焊接质量及操作性,SiO2和CaO的添加量分别以0.6~0.9g和0.3~0.6g为宜。手工自蔓延焊接熔渣为玻璃态和晶体共存的多元渣系,焊渣具有Al2O3、2CaO·3SiO2、CaO·Al2O3、FeO·Al2O3和金属Cu。接头断口中仍存在少量未分离的焊渣,抗拉强度达350MPa以上,满足应急抢修的力学性能需求。     

AZ31B镁合金表面SHS反应热喷涂陶瓷涂层研究

为了改善AZ31B耐磨、耐蚀性,采用Al2O387%(质量分数,后同)及TiO2 13%(即Al2O3-13%TiO2)作为陶瓷骨料.在其中加入Al/CuO铝热剂,采用普通氧乙炔火焰喷涂技术在AZ31B镁合金上制备陶瓷涂层.主要研究了铝热剂中Al和CuO比例及铝热剂与陶瓷骨料比例,对陶瓷涂层的组成和性能的影响.实验表明:在铝热剂组分配比为m(Al):m(CuO)=3:1;m(陶瓷骨料):m(铝热剂)=1:1时,陶瓷涂层耐磨性和耐蚀性有了显著的提高.     

Fe基手工自蔓延焊接接头的组织和性能

针对手工自蔓延焊接接头力学性能低的问题,以CuO+Al和Fe2O3+Al等高热剂反应为放热源,通过添加铁合金材料,开发了一种新型Fe基手工自蔓延焊接材料,研究其焊缝的组织形貌及性能.结果表明,实现了手工自蔓延焊接接头的熔焊连接,焊缝成形良好;熔池凝固过程中发生Cu-Fe合金的液相分离,焊缝金属呈现出富Fe相和富Cu相明显分离的宏观偏析凝固组织,富Fe相填满焊缝间隙;接头的抗拉强度达520MPa,冲击韧度32.1 J/cm2,表面硬度可达360 HB,满足金属零部件野外应急维修需要.     

火药复合焊条燃速影响因素

文中较详细地研究了环境温度、压力、焊条外径、高热剂含量以及铝粉粒度对火药复合焊条燃烧速度的影响,研究结果表明:高热剂含量及铝粉粒度是火药复合焊条燃烧速度的主要影响因素,尤其是当铝粉粒度<85μm时,焊条燃烧得非常激烈,偶尔会出现爆燃现象。     

铝热合成NiAl共格强化的FeNiCrAl合金的组织演化机理和力学性能

利用XRD,SEM,TEM等实验方法,研究了铝热合成法制备的FeNiCrAl合金的微观组织,并研究了铝热剂成分中Al含量对合金拉伸性能的影响.结果表明,当铝热剂中Al含量不超过25.4%(质量分数)时,合金的主要组成相是奥氏体;当铝热剂中Al含量达到26.6%时,合金主要组成相为铁素体,同时析出颗粒状的NiAl相;随着Al含量继续增加,颗粒状析出相逐渐被编织状组织所取代.编织状组织的产生是液相调幅分解的结果.铝热剂中Al含量的增加,会降低合金的断后延伸率.当铝热剂中Al含量为26.6%时,合金的抗拉强度达到最大,为640.87MPa.     

锰对脉冲燃烧型焊条立焊接头组织性能的影响

用脉冲燃烧型焊条对Q235钢进行了手工自蔓延立焊焊接,研究了焊条锰含量对立焊接头组织性能的影响.结果表明,脉冲燃烧型焊条中未添加锰时,起焊位置没有形成有效熔池且焊缝中有大量气孔;锰含量低于5.9％(质量分数)时锰含量越高焊缝成形越好,焊缝中气孔迅速减少,焊缝以富铁相为主且富铁相占比随锰含量增加而增加,接头力学性能升高.锰含量为5.9％(质量分数)时接头力学性能最高,抗拉强度可达421MPa,显微硬度可达1 578.8 MPa.锰含量超过5.9％(质量分数)时,锰含量增加使得熔池向下流动严重形成焊瘤,甚至烧穿母材,焊缝以富铜相为主且有大量裂纹出现,力学性能迅速降低.     

水下自蔓延焊接技术

基于自蔓延高温合成技术,研究水下构件的自蔓延快速焊接技术.所用焊料由高热剂(CuO+Cu₂O+Al)、造气剂(CaCO₃)、合金剂(FeSi+MnFe)及造渣剂(B₂O₃)四部分组成.焊块采用石墨坩埚/矩管复合结构设计,其中矩管的一端密封,另一端部分封接,留下开口,可实现对燃烧火焰加热方向的控制,同时采用低功率的钨丝/线圈点火方式,以KNO₃/Al-Mg为点火料,以石蜡对焊块开口处密封,解决了水下自蔓延快速焊接可行性难题.结果表明,该技术无需大功率电源和复杂操作,可在0.5 m水深环境下自行快速燃烧形成焊接接头,且接头抗拉强度经测试达到135 MPa,基本上达到了水下结构件应急抢修的目的.     

Study on non-electric welding and its application in emergency maintenance

Non-electric welding is a novel effwient technique for emergency maintenance,which utilizes the heat released by self-propagating combustion to join metals without needing any power supply or gas sources.Non-electric welding material,named non-electric welding pen,was prepared by utilizing highly-exothermic thermit (CuO + Al) with other additive powders.The effects of reactant particle size and mixing uniformity on the combustion characteristic of the welding pen were investigated.The results show that the particle size of reactant powder has a significant effect on combustion velocity.With increasing the particle size of reactant powder,the combustion velocity decreases obviously.Moreover,mixing uniformity and particle size are shown to be main factors influencing heat produced in single time,and accordingly affect the combustion temperature.Welding experiments were performed with 45 steel as the base material,and results show that the joint is of a metallurgic bonding with the tensile strength above 280 MPa,which proves non-electric welding a fusion welding technique.     

水下湿法手工自蔓延焊接技术

基于自蔓延高温合成技术（SHS技术）和湿法电弧焊原理,研究了一种用于水下金属结构应急维修的新型焊接方法—水下湿法手工自蔓延焊接技术.通过焊条结构设计、焊药设计等,研制了水下燃烧型焊条,进行了焊接试验,对接头组织和性能进行了分析.结果表明,该技术可在无电、无气、无其它设备的条件下实现水下金属构件的湿法焊接,单面焊双面成形,接头抗拉强度达267 MPa,冲击吸收能量13.8 J;SEM和EDS分析表明,焊缝金属为以α-Cu固溶体为基体、有大量块状富铁第二相析出的高铁铜合金,熔合区的成分和组织与焊缝第二相基本相同,焊缝合金与熔融母材交互结晶,形成了梯度熔焊连接;拉伸断裂发生在焊缝或熔合区,断口有大量韧窝,属韧性断裂.     

手工自蔓延焊接焊缝组织性能研究

手工自蔓延焊接是一种基于燃烧合成技术和手工电弧焊方法，借鉴熔焊和钎焊焊接机理。以燃烧型焊条为焊接材料的新型焊接方法。对Q235钢的焊接焊缝组织及力学性能的研究表明：焊缝冶金结合良好，线扫描曲线表明焊缝区存在明显的过渡区，强化了结合；其抗拉强度可达350MPa，抗弯强度可达1000MPa，完全适用于焊接应急抢修。     

手工自蔓延焊接焊缝组织性能研究

手工自蔓延焊接是一种基于燃烧合成技术和手工电弧焊方法,借鉴熔焊和钎焊焊接机理,以燃烧型焊条为焊接材料的新型焊接方法。对Q235钢的焊接焊缝组织及力学性能的研究表明:焊缝冶金结合良好,线扫描曲线表明焊缝区存在明显的过渡区,强化了结合;其抗拉强度可达350MPa,抗弯强度可达1000MPa,完全适用于焊接应急抢修。