1800 MPa热成形钢与CR340LA低合金高强钢激光焊接性能

采用光纤激光焊接设备对1800 MPa级热成形钢与CR340LA低合金高强钢进行对接激光拼焊,研究了不同激光焊接功率和焊接速度下焊接接头的组织演变规律及热冲压成形性能,并对焊接接头的力学性能和硬度进行了分析。结果表明,3种焊接工艺下激光拼焊原板综合力学性能相差较小,由焊接接头造成的伸长率和抗拉强度的损失均在母材的28.3%和9.1%以内。激光焊接后焊缝区均为粗大、高硬度的马氏体结构;两侧热影响区组织主要为铁素体和马氏体,接头未出现明显的软化区。激光拼焊原板拉伸试样均断裂于CR340LA母材区,距离焊缝12 mm左右,且存在焊缝隆起现象。选取焊接功率和焊接速率分别为4000 W和0.18 m·s?1的焊接试样在高温下进行热冲压成形检测,未出现焊缝开裂,热成形后拼焊板具有良好性能,满足汽车激光拼焊板使用要求,拉伸结果表明,试样断裂位置与未热冲压成形前一致,均位于CR340LA母材区,拉伸过程中,焊缝向高强度母材侧偏移,在弱强度母材侧产生应力集中并缩颈断裂。      

钒作中间层的TC4钛合金与316L不锈钢双道激光焊接

采用TC4钛合金和316L不锈钢作为母材，纯钒作为中间层材料，进行了双道激光焊接试验。研究了焊接速度、光束偏移量对焊缝成形、显微组织、力学性能的影响，并进行了分析测试。结果表明：在钛合金一侧的钒中间层可发生一定程度的熔化，但界面近域均为固溶体，对接头的力学性能影响较小。在钒与不锈钢一侧，钒中间层与不锈钢呈钎焊界面，钒发生一定程度的溶解与扩散，形成扩散层。随着钢侧光束偏移量的增加，V/Fe界面扩散层的厚度减小，偏移量为0.3 mm时，界面扩散层厚度达到35.8μm，此时抗拉强度最高达到406.9 MPa，断裂位置为钒/不锈钢界面处，断口呈韧性断裂特征。     

转速、焊速对6061-T6铝合金搅拌摩擦焊性能的影响

对3 mm厚6061-T6铝合金板材的搅拌摩擦焊工艺进行试验研究,分析了在搅拌摩擦焊焊接过程中不同搅拌头转速、焊接速度对焊接接头力学性能和焊缝中"S"线缺陷的影响。研究结果表明,当搅拌头转速保持在1 200 r·min~(-1)时,焊接工艺窗口较宽;当焊接速度为700 mm·min~(-1)、搅拌头的旋转速度为1 200 r·min~(-1)时焊缝的强度最高,为251.608 MPa,焊缝强度达到了母材的81.16%。焊接过程中提高搅拌头的旋转速度、减小焊接速度能够减少焊缝中"S"线缺陷的产生。     

Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金挤压材焊接接头的组织与性能

采用光学显微镜、透射电子显微镜、维氏硬度计和拉伸试验机,研究了Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金挤压材熔化极惰性气体保护焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊缝中心区为枝晶,靠近母材侧的焊缝熔合区为柱状晶,母材为等轴晶,但靠近焊缝熔合区的母材晶粒发生了长大。焊接接头的硬度以焊缝为中心呈对称分布,从母材到焊缝中心,硬度先下降后上升再下降。焊缝中心区的硬度最低,为86~105(HV)。焊接接头的抗拉强度为309MPa,屈服强度为237MPa,伸长率为4.75%,挤压材的焊接强度系数为0.76。     

高强度细晶粒碳素钢焊接接头熔合区附近的显微组织及精细结构

研究了高强度细晶粒碳素钢焊接接头熔合区附近的显微组织及精细结构。结果表明,在熔化极混合气体保护焊接条件下,该钢材的熔合区宽度为20～40μm。随着焊接线能量的减小,熔合区的整体硬度提高。熔合区焊缝侧针状铁素体的形态与焊接线能量有关。氧化物夹杂大多位于针状铁素体边界。在熔合区母材侧,下贝氏体中的碳化物呈多种形态,并受焊接规范的影响。     

车用TC15钛合金激光焊接接头显微组织及力学性能研究

通过拉伸试验、硬度测试及金相分析等方法,对TC15钛合金激光焊接接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明,焊缝的深宽比在4~6之间波动,焊缝区域的晶粒形貌为柱状结构,且从焊缝中心线往外呈对称分布状态,主要为β相大晶粒。热影响区组织由细晶区、粗晶区及再结晶区构成,熔合线附近区域的晶粒明显粗化。焊缝区具有相对稳定的硬度值分布,硬度与热影响区的粗晶区相近。较低焊接电流焊缝试样具有最低的抗拉强度,其断裂部位为焊缝区;随着焊接电流的增大,焊接接头抗拉强度得到提高。     

HR800CP复相高强钢板焊接接头的显微组织和力学性能

采用激光焊、80%Ar+20%CO_2混合气体保护焊匹配CHW-60C焊丝,对HR800CP复相高强钢板进行了焊接,对其焊接接头的显微组织与力学性能进行了研究。结果表明:激光焊缝的焊缝中心和热影响区组织为马氏体和贝氏体,焊缝中心和热影响区硬度值均高于母材,弯曲180°时未出现沿焊缝的开裂情况,接头抗拉强度为799 MPa,低于母材的抗拉强度,原因是焊缝的表面有凹陷。混合气体保护焊接头焊缝组织为针状铁素体、块状铁素体,粗晶区组织为板条状马氏体+贝氏体组织,正火区组织以贝氏体为主,熔合线附近存在相对较软的区域,接头的抗拉强度755 MPa,低于母材的抗拉强度。     

AZ31Mg/6061Al超声波焊接及其界面性能分析

镁和铝合金在现代工业中应用越来越广泛,但是其焊接性能差。超声波焊接作为一种固态连接方法在焊接镁铝异质合金方面具有其优越性。研究不同焊接工艺参数组合对AZ31Mg/6061Al异质合金超声波焊接界面性能的影响机制。采用正交试验结合回归分析建立回归方程并优化设计AZ31Mg/6061Al异质合金超声波焊接参数;利用显微硬度计、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、 X射线衍射仪(XRD)和3D景深显微分析等研究了接头的界面反应行为和结合性能。结果表明:在最佳参数下(功率WP=1400 W,时间t=700 ms,压力WF=1145.11 N)接头实现有效结合,连接面出现机械互锁并伴有少量不连续的金属间化合物(IMC)层,拉伸时失效形式为具有一定延性的Al侧断裂,拉剪力达1007 N;在高频振动和高应变率作用下加速了界面元素的互扩散速率;当焊接参数为功率WP=1600 W,时间t=900 ms,压力WF=1145.11 N时IMC层厚度达23μm;这种连续的IMC层由Al_(12)Mg_(17)和Al_3Mg_2两种脆性相组成,析出顺序为Al_(12)Mg_(17), Al_3Mg_2,其中Al_3Mg_2具有更快的长大速度。IMC层是降低Mg/Al异质接头综合机械性能的主要因素。     

7005-T6铝合金搅拌摩擦焊焊接工艺与接头组织性能研究

通过固定搅拌头旋转速度,改变焊接速度对8 mm厚7005-T6铝合金板材对接接头进行搅拌摩擦焊,分析了在搅拌摩擦焊过程中不同焊接速度对焊接接头力学性能、焊缝微观组织和硬度的影响.研究表明,当焊接速度在200～350 mm/min时,接头的抗拉强度先减小后增大,当焊接速度为350 mm/min时焊接接头抗拉强度最高.由于...     

13MnNi6-3低温镍合金钢板焊接性能与组织研究

采用埋弧自动焊,焊接线能量控制在22～25 kJ/cm范围内,试验研究厚度30 mm的13MnNi6-3低温镍合金钢板的焊接性能。试验结果表明,13MnNi6-3低温镍合金钢板焊接后强韧性能良好,接头抗拉强度在536 MPa以上,焊缝位置-60℃冲击吸收能量均值137 J,热影响区位置-60℃冲击吸收能量均值198 J,韧脆转变温度不高于-71℃;焊接接头经580℃SR处理后,综合性能良好,强度和韧性没有发生明显变化;焊缝区金相组织为铁素体+珠光体,铁素体的形态有块状和针状两种;热影响区位置金相组织为多边形铁素体和珠光体组成,组织相对均匀细小。     

YG20硬质合金/45~#钢激光焊缝的显微组织与腐蚀行为研究

利用5kW光纤激光作为热源,实现4mm厚的YG20硬质合金与45#钢的激光焊接。通过分析焊缝组织分布特征,观察焊缝在HNO_3、H_2O_2、村上试剂中浸蚀后的表面形貌,讨论了激光扫描速度对热胀系数差异较大的异种金属焊接后焊缝成形的影响规律。结果表明:当被焊材料厚度为4mm时,在激光功率为3.84kW、激光扫描速度为0.96m/min及离焦量为-8mm的条件下,可获得冶金结合良好的YG20硬质合金/45#钢焊接接头。     

Al-Zn-Mg-Cu合金搅拌摩擦焊接头的显微组织与力学性能

采用光学显微镜、维氏硬度仪和拉伸试验机,研究了Al-6. 6Zn-1. 7Mg-0. 26Cu合金挤压材搅拌摩擦焊接头的显微组织和力学性能。结果表明,搅拌摩擦焊接头的焊缝组织为细小均匀的等轴晶粒,接头的硬度以焊缝为中心呈W形状对称分布,焊缝硬度值在107HV～115HV之间,从焊缝中到母材,硬度先下降再上升,回撤侧热影响区的硬度值最低为104HV,前进侧热影响区的硬度值最低为102HV。接头的抗拉强度为404. 3 MPa,屈服强度为265. 9MPa,延伸率为18. 1%,接头的焊接强度系数为0. 96。     

能量输入对TC4钛合金纳秒脉冲激光清洗质量的影响

采用不同功率和脉宽的纳秒脉冲激光,对TC4钛合金表面氧化层(厚度约25μm)进行了激光清洗试验研究,分析了激光能量输入对清洗后表面形貌、粗糙度以及氧化层去除厚度的影响。结果表明:在激光功率300 W、脉宽60 ns条件下能获得较好的清洗效果,且基材未受到明显损伤。相同脉宽下氧化层去除厚度随激光功率的增大而增加,相同激光功率下去除厚度随脉宽的增大先增大后减小。相同脉宽下表面粗糙度随激光功率的增大先减小后增大,在脉宽60 ns、功率300 W条件下粗糙度最小。清洗后的TC4钛合金表面存在纳米级微裂纹,增加脉宽可以有效抑制微裂纹产生。     

Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能

采用光学显微镜、维氏硬度仪和拉伸试验机研究了Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金挤压材搅拌摩擦焊接头的显微组织和力学性能。结果表明:搅拌摩擦焊接头的焊缝组织为细小均匀的等轴晶粒,接头的硬度以焊缝为中心呈W形状对称分布,焊缝硬度值在107~115HV之间。从焊缝中到母材,硬度先下降再上升,回撤侧热影响区的硬度值最低为104HV,前进侧热影响区的硬度值最低为102HV。接头的抗拉强度为404.3 MPa,屈服强度为265.9MPa,延伸率为18.1%,接头的焊接强度系数为0.96。     

铜/钛异种金属焊接微观组织及力学性能研究

研究采用电子束偏置铜侧的方法完成了T2铜和TC4的异种金属焊接，并采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、显微硬度及抗拉强度测试等方式分析其微观组织及力学性能特征。研究结果表明：铜侧焊接具有成形较好的焊缝，焊缝表面鱼鳞纹较均匀，成形较好，无明显的微裂纹、气孔以及夹渣现象，电子束焊接可实现单侧焊接双面成形。钛合金侧焊缝可观察到宽度25～40μm的金属间化合物层，金属间化合物层由多种反应产物组成，金属间化合物层的存在将恶化接头的力学性能。在偏铜侧1.5 mm焊接时，抗拉强度可达到152 MPa，相当于T2 Cu抗拉强度的66%，拉伸断口表现为脆性解理断裂，引起断裂的主要物相为CuTi相。     

焊接速度对冷硬态激光拼焊板力学性能的影响

研究了激光焊接工艺对冷硬态钢板接头性能的影响。在保证焊缝成形良好的前提下,焊接速度的变化对焊接接头的拉伸性能无明显影响;但是随着焊接速度的增大,焊接接头的反复弯曲性能有所提升,焊接速度较低时,热影响区变宽,接头的反复弯曲性能也会得到改善。     

高性能WNQ690钢气体保护焊试验研究

以WNQ690钢为研究对象,采用气保护焊接工艺,焊接线能量控制在15kJ／cm,WER70NH匹配WNQ690钢进行焊接,研究WNQ690钢焊接性能及焊接组织结构。接头抗拉强度为750MPa,冷弯性能优良,焊缝-40℃平均冲击功为137J,熔合线及热影响区冲击功均达到较高水平,焊接接头的HV10硬度在234-300之间,说明WNQ690钢淬硬倾向较小。WNQ690钢材的组织为回火贝氏体,焊接接头过热区组织为贝氏体,焊缝中含有较多的针状铁素体和少量的先共析铁素体,焊接热影响区的细小贝氏体组织使焊接热影响区具有较高的冲击韧性。     

焊接功率对TC_4钛合金激光焊接头成形与组织性能研究

通过体式显微组织观察、显微硬度测试和拉伸试验,研究了焊接功率对激光焊接TC_4钛合金成形和力学性能的影响。结果表明,随着焊接功率的进一步增加,观察到激光功率与熔深之间线性关系的变化,深加深和熔宽变宽。不同功率下TC_4钛合金焊接接头的室温平均抗拉强度为762MPa,伸长率为8.1%,比母材的略低,焊接接头系数为0.81,拉伸试样均断在焊缝区域。     

LF21薄板搅拌摩擦焊工艺研究及微观组织分析

采用搅拌摩擦焊接方法对厚度为1．5mm的LF21薄板铝合金板在进行焊接试验,首次提出搅拌头旋转速度为5000r／min时的焊接工艺,实验结果表明：在焊接速度为70～105mm／min,压入量适中,并采用喷气冷却,可以获得较好的焊接接头,抗拉强度达到最大值111．530MPa。焊缝中存在3个组织变化区,其中焊核区内是细小均匀的等轴晶,焊缝两侧热机影响区组织存在较大差异,热影响区组织发生了回复、再结晶和粗化。     

温度时效对SnAgCuLa/Cu接头金属间化合物层形貌和厚度的影响

SnAgCu系无铅钎料是颇具潜力的SnPb系钎料替代品,但该钎料在钎焊过程中会在钎料/铜基板界面生成具有一定厚度的金属间化合物层。锡基钎料钎焊接头的服役温度一般高于常温,在服役温度下,钎焊接头的金属间化合物(IMC)层的形态和厚度均会发生改变。本实验采用Sn-3.8Ag-0.7Cu钎料,向其中添加不同量的La(x=0,0.2,0.5),比较各成分钎焊接头常温IMC层厚度,并将不同成分钎料的接头分别在75℃、125℃、160℃温度时效处理24h后,观察界面IMC层的形态并计算尺寸。结果表明,适量La的添加对界面IMC层的生长具有抑制作用;当La的添加量为0.5wt.%,与未添加La时相比,常温条件下,其IMC层厚度下降了41.51%;温度时效后,接头IMC层厚度与时效温度近似呈线性关系,且随着La的增加,其比例系数减小。