分体等离子弧喷焊接头形貌及力学性能分析

为扩大等离子弧喷焊技术应用领域,提出分体等离子弧喷焊技术,对工件热量来源进行分析,在Q235钢表面依次制备WF372高铬铁基合金涂层,采用激光共聚焦显微镜、显微维氏硬度计分别对接头宏观形貌和典型接头硬度进行分析。结果表明,传统等离子弧喷焊接头的热影响区随着电流、送粉量的增加和预热温度的提升而扩大,而分体等离子弧喷焊接头的热影响区随着分离电子流的增加而缩小。分离电子流40 A时喷焊层的平均显微硬度为HV 711,而130 A电流全部流经母材时喷焊层的平均硬度为HV 548,热影响区的硬度高于母材硬度。     

灰口铸铁表面等离子喷焊铁基合金层组织与性能研究

采用等离子喷焊技术在灰口铸铁基体表面制备铁基喷焊层,喷焊两层时,喷焊层金属厚度可达8 mm。通过金相显微镜、X射线衍射仪对喷焊层显微组织进行观察分析,使用维氏显微硬度仪测试喷焊层金属显微硬度。结果表明:喷焊层显微组织主要为珠光体,基体上分布着大量的初生碳化物,初生碳化物多以(Cr,Fe)7C3形式存在。喷焊层硬度可达1 300 HV,是灰口铸铁基体的5倍以上。喷焊两层时,第一层喷焊金属组织中碳化物细化,硬度值降低,第二层喷焊金属受基体金属稀释程度的影响减小,组织更加均匀,硬度变化不大。     

玻璃模具型腔等离子弧喷焊工艺试验

采用等离子弧喷焊工艺方法,选用镍基合金粉末在玻璃模具型腔的关键部位进行了等离子弧喷焊工艺试验,对喷焊层金属的显微组织进行了分析,测试了喷焊层的显微硬度.试验结果表明,喷焊层与基体为冶金结合,喷焊层呈枝状晶组织,硬度达到HV296.通过对玻璃模具型腔进行等离子弧喷焊镍基合金,玻璃模具的耐磨性、抗高温氧化性能得到显著提高,其使用寿命也得到延长.     

H13钢棒柱面铁基等离子喷焊层的制备工艺及组织研究

采用等离子喷焊工艺以螺旋路径在H13钢棒表面喷焊多道焊缝,研究了旋转速度对铁基喷焊层成形形貌的影响以及喷焊层的显微组织、显微硬度。研究结果表明,当旋转速度为0.8 r/min时,可以获得表观成形质量较高的铁基喷焊层。铁基喷焊层中的物相是Cr、Si固溶于γ-Fe形成的固溶体以及(Cr,Fe)_7C_3、B_2C_5等化合物。铁基喷焊层的硬度为730 HV左右,明显高于基体H13钢的硬度,能够提高喷焊层的表面性能。     

60Si2Mn钢等离子喷焊快速成形组织及性能研究

将等离子喷焊技术与快速成形技术相结合,实现了金属零件的直接成形。研究表明,等离子喷焊技术具有工艺流程少、成形速度快、设备简单等特点;在一定的焊接工艺条件下,喷焊层组织晶粒细小、均匀且晶界明显,喷焊层的显微组织为马氏体和残余奥氏体,类似于60Si2Mn钢淬火后组织,喷焊层显微硬度分布均匀,在590～630HV之间,力学性能好。     

VC对Fe55喷焊层组织及磨损性能的影响

采用等离子喷焊技术在Q235钢表面制备了Fe55合金喷焊层。借助金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机,研究了不同VC添加量下喷焊层的显微组织、物相、硬度变化及磨损性能。结果表明:未添加VC时喷焊层表层组织主要由团状马氏体、奥氏体组成;添加VC后组织转变为针状马氏体+Fe-Cr相,且大量白色颗粒状VC、V_2C和白色块状Cr_7C_3、Cr_(23)C_6等碳化物弥散分布于基体之中,形成韧基体+硬质相组织。随VC含量的增加,喷焊层的硬度及摩擦系数先增加后下降。当VC添加量达10%时,喷焊层的显微硬度最高,较未添加VC时提高了约300 HV0.5,摩擦系数最低,磨损量最小。     

预热对X65钢管内表面等离子弧喷焊层组织与性能的影响

分析了预热工艺对X65钢管内表面等离子弧喷焊层组织和性能的影响。随着预热温度的提高，喷焊层显微组织中一次碳化物、硼化物略有长大，从母材向喷焊层内生长的γ枝品由发达直至消失，喷焊层中心的显微硬度也明显提高。     

等离子喷焊法制备塑料模具强化层试验研究

通过等离子一步喷焊技术在塑料模材料45钢表面,分别以stellite6粉末、stellite6与SiC比为7:3的粉末制备强化层。对强化层的显微组织、显微硬度和热物性进行测试分析。结果表明:stellite6/SiC合金粉末的覆层性能最好,显微硬度可达1000 HV以上,并且具有良好的热物性。     

热锻模等离子喷焊制备Ni60基陶瓷覆层的试验研究

使用等离子喷焊技术,在以W6Mo5Cr4V2为基体的热锻模模膛表面,用SiC、Cr3C2和WC含量分别为10%、20%、30%的镍基粉末制备涂层。主要对涂层进行了显微组织分析和显微硬度测试,并对涂层主要热物性参数进行检测。实验结果表明,配比为70%Ni60和30%SiC的粉末得到等离子喷焊层的性能最好。微观组织、显微硬度(可达到1100 HV)和热物参数均能达到热锻模的工作要求。     

磁场电流对Fe5堆焊层显微组织和力学性能的影响

在Fe5自熔堆焊合金的等离子弧堆焊过程中引入直流横向磁场,通过外加磁场对电弧和熔池的作用,改善堆焊层的组织,提高堆焊层的综合力学性能。对不同规范下的试件进行硬度、磨损试验和显微组织分析,研究磁场电流对堆焊层显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,施加磁场的堆焊层要比无磁场作用的堆焊层硬度高、耐磨性好;当磁场电流为3A时,堆焊层性能取得最佳值,其耐磨性最好,硬度最高。     

TiC对铁基合金喷焊层组织与性能影响

目的研究不同TiC添加量对铁基合金喷焊层组织与性能的影响。方法采用等离子喷焊技术在Q235表面制备了铁基合金喷焊层,借助X射线衍射分析、金相显微镜、显微硬度计以及磨粒磨损试验设备,分别对喷焊层的物相、显微组织、显微硬度、耐磨性能进行测试。结果未添加TiC的喷焊层主要由马氏体、奥氏体、(Fe,Cr)_7C_3、(Fe,Ni)固溶体等物相组成,加入不同含量的TiC后,出现了TiC、TiB_2等新物相,但各试样的衍射强度均存在相应程度的降低,某些区域的衍射峰甚至消失。随着TiC含量的增加,喷焊层的硬度和耐磨性增加,但硬度和耐磨性能在TiC添加量达到一定程度(w_(TiC)3.0%)时反而降低。当TiC添加量为3%时,喷焊层的组织致密,晶粒细化,TiC弥散分布,其颗粒对喷焊层组织产生了弥散强化和细晶强化作用;显微硬度可达843HV_(0.5),较未添加TiC喷焊层提高了约300HV_(0.5),其相对耐磨性较Q235钢提高了约12倍,显微硬度与耐磨性得到显著提高。结论添加适量的TiC颗粒,可使金属基体与硬质相达到良好匹配,从而确保了喷焊层的高硬度和良好的耐磨性能。     

WxC增强镍基合金等离子堆焊层组织与空蚀性能

采用等离子堆焊技术在316L不锈钢表面原位合成W_xC增强镍基复合材料涂层,对涂层显微组织、相组成、硬质增强相的分布、显微硬度以及空蚀性能进行了分析.结果表明,Colmonoy 88合金等离子堆焊成形性良好,组织致密;堆焊层组织主要由γ-Ni固溶体,原位合成多角形、颗粒状W_xC及少量的Cr₇C₃,Fe₃W₃C,CrB₂相组成.堆焊过程中,熔池温度低于1 655 K时,原位生成WC和W₂C,温度高于1 655 K时,原位生成的WC发生了分解.镍基合金堆焊层平均硬度可达1 619 HV,为基材的8倍以上,在3.5% NaCl溶液中镍基复合材料抗空蚀性能为316L不锈钢基材的5倍.     

焊丝成分对铝/铜激光熔钎焊接头组织和性能的影响

通过添加Zn-Al焊丝成功实现了2A16铝合金/T2铜异种材料的激光熔钎焊连接,并采用扫描电子显微镜和能谱仪对接头的微观组织进行表征,同时,研究了Zn-2％Al,Zn-5％Al和Zn-10％Al?3种焊丝对接头成形、微观组织以及力学性能的影响.结果表明,铝/铜激光熔钎焊接头主要由CuZn相,Al2Cu相,Al4Cu9相...     

1060Al高频微振激光焊接接头气孔及组织

采用激光和高频微振相耦合的方法焊接5 mm厚的1060Al，研究振动对焊缝成形、气孔尺寸、数量和分布、显微组织及显微硬度的影响规律，并研究了熔池的流动状态对气孔位置分布的影响. 结果表明，当其它激光工艺参数一定，振动频率为1 173 Hz时，组织晶粒细化最为明显，焊缝宏观成形较好，焊接接头可获得最佳表面外观，焊缝中心平均显微硬度从无振动条件下的27.2 HV增加到有振动条件下的29.4 HV，提高8.1%. 振动频率为923 Hz时，气孔能够有效地得到抑制. 振动影响熔池的流动与激光匙孔的稳定性，与焊缝气孔形成具有一定的相关性，表现在气孔逐渐向焊缝表面逸出.     

The element transfer behavior of gas pool coupled activating TIG welding

This paper deals with a novel dual shield TIG welding method named gas pool coupled activating TIG( GPCA-TIG)welding. The welding method divides the shielding gas into two layers. Inert gas such as Ar is adopted as the inner layer gas to protect the tungsten electrode and the molten pool metal. Pure O_2,N_2 or mixture of them are used as the outer layer gas to increase the weld penetration and improve the low temperature toughness of weld metal. Through analyzing the interaction between outer gas and arc and the distributions and existing forms of oxygen and nitrogen elements,the transfer behaviors of nitrogen and oxygen from arc to pool were investigated. The results show that,the interaction between the outer gas and arc plasma makes the arc slightly constrict. The incoming oxygen enriches on the molten pool surface and exists in the form of iron oxide,chromium oxide,manganese oxide and silicon oxygen compounds. The incoming nitrogen evenly distributes in the molten pool and exists in the form of nitrogen atom.     

薄板TC4钛合金脉冲电子束焊接技术研究

脉冲电子束焊接是指将电子束流调制成脉冲方波的形式进行焊接的一种先进技术。脉冲束流能提高被焊金属蒸发率,从而提高焊接效率、增加焊缝深宽比。本文采用常规直流电子束和不同频率脉冲电子束对1.2 mm薄板TC4钛合金进行了焊接工艺试验,并对接头进行了微观组织与力学性能检测。结果表明：脉冲电子束焊接能够形成无熔合缺陷的焊缝,随着频率的增加,焊缝咬边和背面余高减小,表面成形得到改善;由于焊接热循环变化,脉冲束流可加快熔池冷却速度,细化组织晶粒;直流和脉冲电子束焊接接头拉伸时均断裂在母材区,拉伸强度不低于母材;高频脉冲电子束可提升焊接接头塑性和焊缝区、热影响区的显微硬度,频率为10 kHz时,焊接接头的断后伸长率可达14.9%,约为母材的80%,焊缝区和热影响区的显微硬度分别为375 HV和368 HV。     

焊丝自转式MAG焊焊接过程与接头组织分析

提出了通过焊丝自转搅动熔池进而细化焊缝组织的MAG焊接新方法.试验中采集了焊接过程电信号和熔池形态,分析了焊丝转速对低碳钢表面堆焊接头组织特征的影响.结果表明,焊丝自转可以增加短路过渡的频率,使焊接过程更稳定,熔滴过渡近似熵的计算也证明焊接过程的稳定性可以明显地提高.利用钨颗粒示踪技术可以发现焊丝自转能够显著增加熔池金属流动性,熔池宽度随着焊丝自转速度的改变先变大后变小,焊缝金相组织分析也证明熔池流动性的改变可以有效细化焊缝金属晶粒,减少联生结晶的生成.     

超声辅助对激光熔覆Al2O3-ZrO2陶瓷涂层力学性能的影响

目的 探究超声辅助对钛合金表面激光熔覆Al2O3-ZrO2陶瓷涂层力学性能的影响。方法 使用COMSOL Multiphysics仿真软件,探究熔覆工件中有无超声作用下流场的变化,并将超声波直接引入熔池微区,研究超声辅助对Al2O3-ZrO2陶瓷涂层截面形貌、微观组织、元素分布、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果 仿真结果表明,无超声时熔池横截面涡流大小呈对称状,流速较为缓慢,超声辅助下熔池截面的声速大小瞬时变化,熔池内流体的流速提高。实验结果表明,超声辅助下,熔覆层的截面形貌发生了一些变化,但抑制了熔覆层裂纹的产生。熔覆层晶粒尺寸细化,尤其是当激光功率为1700 W时,晶粒尺寸最小且相对更加致密;熔覆层内元素分布更加均匀,且界面效应降低。熔覆层的力学性能提高,激光功率为1700 W时,熔覆层平均显微硬度值为979.4HV0.2,相同激光功率下,超声辅助的熔覆层具有更大的平均显微硬度值。超声辅助下熔覆层的摩擦系数和波动幅值都较小,激光功率为1700 W时的摩擦系数最小(约为0.329)且波动较为平稳。结论 超声波直接引入熔池微区可以有效提高熔池的流动性,同时细化了晶粒,均匀化了元素分布,提高了熔覆层的力学性能。     

氧乙炔喷焊NiCrBSi-WC涂层激光改性组织及性能影响

采用氧-乙炔火焰喷焊在Q235钢上制备NiCrBSi-WC涂层,使用激光对喷焊层表面改性处理后在电炉中进行固体硼硅共渗。通过SEM、XRD、EDS及显微硬度计等对处理前后涂层组织的微观形貌、物相和显微硬度进行分析,使用摩擦磨损实验机研究对比处理前后各涂层的耐磨性能。结果表明喷焊层表面微孔及夹杂在激光扫描处理后变得平整、致密,涂层主相Ni2.9Cr0.7Fe0.36、FeNi3成分未变,但主相在晶面排列上具有择优取向性且结晶度提高。WC部分分解为W2C、W及C,C被固溶进Ni基中使Cr3C2等碳化物相增多,淬硬层深度达0.25mm,显微硬度提高到909HV,耐磨性能得到提高。在涂层激光重熔的基础上硼硅共渗能够增加Ni3B、Ni2B、NiSi等硼化物及硅化物硬质相,平均摩擦系数由0.583降低为0.428,耐磨性较激光处理后提高近一倍。