钛与钢及钛复合钢板的焊接性研究(IV)

研究了钛复合钢板的焊接工艺,提出了钛复合钢板焊接接头型式,并给出了钛复合钢板的应用实例。     

钛与钢及钛复合钢板的焊接性研究(Ⅳ)

研究了钛复合钢板的焊接工艺,提出了钛复合钢板焊接接头型式,并给出了钛复合钢板的应用实例.     

TC4钛合金/N4纯镍激光高熵化填粉焊接组织性能研究

目的 解决TC4/N4异种金属的焊接问题,拓展钛/镍异种金属复合结构的应用范围。方法 选用CuxCoCrMnAl0.8Si0.2高熵填充粉末,采用激光填充粉末焊接的方式实现TC4钛合金和N4纯镍异种金属的连接,对焊缝的表面形貌、显微组织、相成分等微观特征进行表征,测试焊接接头的显微硬度和拉伸性能。结果 激光高熵化填粉焊接接头成形良好,无明显缺陷。通过微观组织表征发现,近钛侧存在以β–Ti+Ti2Ni共晶相为主、宽度为50 μm的化合物区,焊缝内部由等轴枝晶、少量雪花状组织和富Cr的沉淀相组成。焊接接头强度远低于母材强度,焊缝硬度高于母材硬度,近钛侧焊缝区硬度高于近镍侧焊缝区硬度。结论 激光高熵化填粉焊接可实现钛/镍异种金属的连接,改善高熵填充粉末成分,调控焊缝金属的微观结构与接头性能。     

高强钢低匹配焊接接头应用性能研究

本文采用低匹配焊条材料焊接了高强度钢材,对其焊接接头硬度、强度、抗弯性能、韧性和抗爆性能进行了综合试验研究,研究结果表明,对于屈服强度高达1,000 MPa的钢,其低匹配焊接接头如果采用常规焊缝余高控制工艺,将出现以下不利状况:(1)无余高焊缝金属承受横向拉应力,在母材及HAZ拘束下首先屈服时,发生低延性破坏;(2)有余高焊接接头在弯曲应力及弯曲、拉伸复合作用下,焊接接头易出现焊缝首先塑变破裂的低应力失效现象。其根本原因为焊接接头软质焊缝区塑性变形抗力的不足。此类破坏发生时,钢板尚未充分塑性变形,从承受应力水平和吸收能量能力来看,这将导致焊接接头系统的服役能力大为降低,因此提高低匹配焊接接头焊缝区塑性变形抗力变得极为重要。利用第三强度理论分析了低匹配焊接接头变形特点,并进行了此类接头焊缝余高的特殊设计,获得和传统等强匹配等效的焊接接头,即在服役状态下,确保焊缝金属不先于母材发生塑变集中而失效。     

钛/铝异种合金脉冲激光焊接接头裂纹产生机理

目的 对0.8 mm厚的Ti6Al4V钛合金和2 mm厚的AA6060铝合金薄板进行脉冲激光焊接,分析异种轻合金激光焊接裂纹产生的机理及界面结合机理。方法 采用扫描电镜、EDS能谱以及显微硬度计等微观表征分析方法,对焊接接头的形貌特征、成分以及显微硬度进行分析,探索焊接接头处裂纹产生的原因。结果 钛/铝脉冲激光焊接性较差,接头存在严重的裂纹缺陷,裂纹多集中在焊缝与铝母材交界处以及焊缝中心区域位置,主要以热裂纹为主;接头焊缝可能存在大量的Ti-Al金属间化合物以及少量未熔的钛,其界面层主要成分推测为层状TiAl和外层锯齿状的TiAl3;接头整个焊缝区域的平均显微硬度为HV0.1420,其硬度水平远远高于焊缝两侧铝合金母材,也高出钛合金母材很多。结论 钛铝金属间化合物使钛铝焊接接头焊缝区脆性增大,另外接头焊缝区存在较大的组织应力、热应力、拉压应力、拘束应力等复杂应力,致使焊缝内存在较严重的裂纹缺陷。     

钛-铝异种合金电子束焊接接头组织与性能研究

采用电子束焊接方法对厚度为2.5 mm的Ti6321钛合金板材和5083铝合金板材进行了对接焊接试验,并进行了力学性能、显微组织测试。结果表明,焊缝的钛侧及其热影响区组织主要是α'相和原始α相混合形成的马氏体组织,铝侧主要为粗大柱状晶组织,钛铝焊缝交界处析出少量Ti Al金属间化合物;焊接接头的拉伸强度约为219 MPa,接头断裂位置主要在铝侧焊缝位置,部分在钛铝两侧焊缝交界处的Ti-Al金属间化合物上。     

钛复层焊接对钛-钢复合板复合界面的影响

通过典型钛-钢复合接头与钛复层焊接试验,研究了在复层焊接后钛-钢复合接头的力学性能以及4焊接区域复合界面的变化情况。试验结果表明,当焊接线能量达到一定数值时,钛-钢复合接头钛复层焊接会对钛-钢复合板造成开裂且结合强度降低等影响。     

10CrNi3MoV钢激光-MAG复合热源焊接技术研究

研究了船用10CrNi3MoV钢激光-MAG复合焊接头组织和力学性能,并与常规MAG焊接头进行了对比。结果表明,采用激光-MAG复合焊接工艺进行10CrNi3MoV钢焊接是可行的;与常规MAG焊相比,激光-MAG复合焊接头显微硬度明显升高,焊缝中心冲击韧性有一定下降,但仍能满足技术指标要求。为进一步改善焊接接头的综合性能,提出通过焊接材料成分优化,来降低焊缝金属淬硬倾向,提高接头的韧性水平。     

钛合金板与不锈钢网扩散焊接技术研究

分析了钛和铁异种金属焊接存在的问题。根据真空扩散焊接过程和特点,详细研究了TC4钛合金板与00Cr18Ni13不锈钢网的直接真空扩散焊接工艺。焊缝显微分析表明,无论焊接规范大小,无法避免异质接头内脆性金属间化合物相的生成,通过优化选择扩散焊工艺,将焊缝中金属间化合物减小到最低程度,获得了较满意的焊接效果。     

中间层锌箔对铝-钛异种接头微观组织和力学性能的影响

本文旨在通过改善焊接工艺,提高铝-钛接头性能,扩大铝-钛复合件的应用范围.通过在铝-钛熔钎焊接工艺中添加锌箔,探讨了中间层锌箔对铝-钛接头微观组织和力学性能的影响.采用TIG焊机对铝/钛异种金属板材进行熔钎焊接实验,利用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、维氏硬度计和电子拉伸机对铝/钛接头的微观组织和机械性能进行分析.研究发...     

基于添加铜过渡层的钛钢异种金属真空扩散焊研究

研究了添加铜箔过渡层进行扩散焊接的纯钛TA2和14MnMoVN钢焊接接头的组织和性能。采用OM、扫描电镜、能谱分析和X射线衍射分析对扩散焊接界面的微观组织、元素扩散和组织结构进行分析观察,通过拉伸试验对接头力学性能进行测试。结果表明:通过添加铜过渡层进行扩散焊接可以获得有效连接的钛/钢异种金属复合接头。结合良好的界面可以划分为接头元素扩散过渡区和铜钛结合区。其中钛向铜扩散,少量铁向铜扩散,这是三种元素的综合扩散过渡区。铜钛结合区是铜向钛扩散的区域,主要产生大量的铜钛金属间化合物。接头拉伸强度可以达到299 MPa,断裂位置位于铜钢结合区。     

镁/钢激光-电弧复合焊接接头的腐蚀行为

采用激光-电弧复合填丝对接焊方法获得了成形及力学性能良好的AZ31B镁合金/Q235钢板焊接接头;利用金相显微镜和电子探针观察焊接接头组织和元素分布状态,通过浸泡腐蚀试验和电化学试验研究了焊接接头不同区域(镁母材、焊缝、钢母材)的腐蚀行为。结果表明:AZ31B母材存在各向异性的腐蚀现象;焊缝与钢母材之间发生电偶腐蚀,邻近界面处的焊缝腐蚀严重,而界面处富集Al、Mn元素,腐蚀倾向较小;焊缝中存在较多钢飞溅,钢飞溅周围的区域比焊缝其他位置的腐蚀更为严重,焊接过程中产生的钢飞溅对焊缝的耐蚀性是不利的;焊缝中的β相一方面作为屏障层阻碍基体的腐蚀,另一方面作为电偶腐蚀中的阴极增加焊缝基体的腐蚀敏感性。     

煤矿机械用Q690高强钢激光-MAG复合焊可行性分析

目的研究激光-MAG复合焊在采煤机Q690高强钢板上的加工工艺,以提高8.8 m高端采煤机电控箱结构焊接接头的加工效率和质量性能。方法对激光-MAG复合焊工艺试验进行试验设计与参数设计,观察接头的显微组织,对接头进行拉伸试验和冲击试验,观察断口形貌。结果焊缝区整体组织性能优于母材,保证采煤机电控箱隔爆性能要求,拉伸断口和冲击断口均表现为韧性断口形貌,但是在冲击断口上观察到明显的气孔。焊缝内存在微量气孔,导致焊接接头结合不紧密,拉伸试验出现了脆性断裂。结论避免焊接工艺设计中出现气孔是激光-MAG复合焊焊接接头满足Q690钢在煤矿机械中使用要求的关键技术。     

焊接速度对钛/钢搅拌摩擦焊接头宏观及界面形貌的影响

目的研究焊接速度对钛/钢搅拌摩擦焊接头的成形及界面特征影响。方法采用搅拌摩擦焊技术实现了2 mm厚钛/钢板材的对接焊,采用OM及SEM对钛/钢接头的成形及界面特征进行分析,并利用EDS对界面处的元素分布进行了分析。结果焊接速度为23.5~60 mm/min时,焊缝中心形成了以钛为主的"洋葱环"。"洋葱环"内部涡流分布着条带状及颗粒状的Fe-Ti反应物,为金属间化合物或固溶体。焊接速度为75 mm/min时,界面处反应层厚度约1μm,焊接速度为60 mm/min时,界面处反应层厚度约5μm,焊接速度为47.5mm/min时,界面处反应层厚度约5~60μm。结论随着焊接速度的增加,钛/钢搅拌摩擦焊焊缝表面成形由粗糙变得光滑,随焊接速度的降低,界面处的钛/钢冶金反应程度变强,界面反应层厚度逐渐增大。     

爆炸法消除焊接残余应力机理的简介

苏联乌克兰科学院巴顿焊接研究所,为了证实对接接头进行爆炸加工的良好作用与消除残余焊接应力有着密切关系,研究了用爆炸负荷方法消除钢板对接接头的残余应力的效率和机理。采用操作既简单又经济的高电容高功率的爆炸方法加工焊缝,是改善焊接接头性质的理想方法之一。从七十年代开始,人们研究了金属爆炸处理技术的工业应用,即通常用表面线状药包的爆炸作用来消除焊接接头     

结构钢焊接匹配性研究进展

对结构钢焊接的高强匹配和低强匹配两种技术路线的发展进行了综述。在焊缝金属具有足够韧性的情况下,高强匹配能利用焊缝金属的高强度降低位于焊缝中裂纹的扩展驱动力、从而有利于焊接接头抗断性能的提高;随着结构钢强度的提高,焊接冷裂纹敏感性增大、焊缝韧性降低,采用焊接裂纹敏感性相对较低、焊缝金属塑韧性相对较高的低强匹配焊接技术能较好的控制焊接冷裂纹的产生并保证接头的抗断性能。     

金属焊接接头疲劳寿命延长技术综述

疲劳断裂是金属构件在循环或交变载荷作用下长期服役过程中的主要失效形式.焊接是重要的金属成型方法,焊接接头是同种金属或异种金属连接的部位,是焊接金属构件上组织结构和力学性能的渐变区.由于金属构件服役的环境越来越苛刻,长期在循环或交变载荷作用下服役时,焊接接头的疲劳问题也越来越突出.因此,如何延长金属构件焊接接头疲劳寿命已经成为广泛关注的重要科学问题.由于金属焊接工艺复杂,含有焊接接头的金属构件疲劳寿命受多种因素影响.本文首先总结了影响焊缝疲劳寿命的关键因素,包括组织变化、焊接缺陷、应力集中、残余应力等.由于焊接接头存在组织演变、几何结构变化以及焊接缺陷等问题,焊接接头疲劳性能通常较基体大幅下降.随后综述了多种焊缝疲劳延寿技术,如焊缝打磨技术、锤击技术、TIG熔修技术、高频机械冲击技术、低相变温度焊接材料技术等.根据焊缝疲劳延寿技术特征,大致分为焊缝形状修饰法、焊缝残余应力法和低相变温度材料法三类.     

热输入对1200MPa级HSLA钢焊缝组织性能的影响

为了研究焊接工艺条件对焊缝金属组织性能的影响,采用不同热输入对1200 MPa级低合金高强钢进行熔化极气体保护焊,利用OM、SEM、TEM观察并分析不同焊接热输入对焊缝组织及力学性能的影响规律。结果显示,当热输入为16、20、25 k J/cm时,焊缝组织主要以针状铁素体为主,并含有少量M-A组元以及粒状贝氏体。随焊接热输入增大,针状铁素体组织有所增多且板条宽度逐渐增大,而粒状贝氏体组织减少。焊缝内非金属夹杂物类型多为促进针状铁素体形核的Ti-Mn-Al-O-S系复合氧化物夹杂。焊缝金属硬度、冲击韧性及焊接接头强度随热输入增大基本呈下降趋势,并且各焊接热输入条件下焊缝金属具有良好的强韧性匹配。随热输入增大,焊缝金属断裂特征由韧性、脆性混合型断裂向脆性断裂转变。热输入为20 k J/cm时,焊接接头综合性能最佳。     

船用铝合金-钛-不锈钢复合过渡接头焊接试验研究

通过焊后无损检测、界面结合强度检测、组织观察对铝合金-钛-不锈钢复合过渡接头焊接工艺试验进行研究。结果表明,铝合金-钛-不锈钢过渡接头焊后组织和性能均符合相关技术规定,为铝合金-钛-不锈钢复合过渡接头工程应用提供一定参考。     

薄壁GH169合金端接接头焊接缺陷研究

研究了壁厚0．15mmGH169合金端接接头的焊接缺陷产生机理，认为焊接缺陷是焊接过程中焊缝金属被氧化造成的，由于金属被氧化导致了焊缝熔合不良。采用端接接头反面成型及加强背面保护等工艺措施可以极大地降低焊缝熔合不良的敏感性。