铸造TC4合金电子束焊接工艺研究（英文）

主要探讨铸造TC4合金电子束焊接工艺。为了获得良好的铸造TC4合金电子束焊接接头,作者对焊缝形貌,微观组织和接头拉伸性能进行研究。结果表明:通过调节焊接电流和焊接速度可以获得电子束焊双面成型工艺,但是对于厚板却很难获得双面成形的焊缝形状,经X射线检测焊缝内部质量,能满足检验标准;铸造钛合金电子束焊接接头微观组织构成的母材由板条状α相和β相组成,焊缝区域由针状马氏体组成,热影响区由细针状马氏体、板条状α相和β相组成;铸造TC4电子束焊接接头拉伸性能与母材相当,因此可以通过改善母材的组织成分和显微组织来提高其焊接接头的拉伸强度。冲击试验表明应力集中系数对吸收功有很大的影响。     

Study on the Electron Beam Welding Process of ZTC4 Titanium Alloy

主要探讨铸造TC4合金电子束焊接工艺。为了获得良好的铸造TC4合金电子束焊接接头,作者对焊缝形貌,微观组织和接头拉伸性能进行研究。结果表明:通过调节焊接电流和焊接速度可以获得电子束焊双面成型工艺,但是对于厚板却很难获得双面成形的焊缝形状,经X射线检测焊缝内部质量,能满足检验标准;铸造钛合金电子束焊接接头微观组织构成的母材由板条状α相和β相组成,焊缝区域由针状马氏体组成,热影响区由细针状马氏体、板条状α相和β相组成;铸造TC4电子束焊接接头拉伸性能与母材相当,因此可以通过改善母材的组织成分和显微组织来提高其焊接接头的拉伸强度。冲击试验表明应力集中系数对吸收功有很大的影响。     

牙科用钴铬合金的微束等离子焊接研究

探讨了以手工方式进行铸造钴铬合金口腔修复材料微束等离子电弧焊的可行性，试验过程电弧燃烧稳定，焊接接头充分熔透，母材与焊接连接良好，未见气孔，裂纹等缺陷。显微组织显示：焊缝与母材均为铸态的树枝状晶粒，几乎无焊接热影响区，焊接接头的电子能谱成分扫描、机械性能、显微硬度测试显示，接头成分均匀，焊缝与母材强度相当，微束等离子焊在口腔修复领域的应用前景明显优于其他熔化焊接方法。     

ZL205A铝合金MIG焊接接头的组织与性能研究

研究了ZL205A铸造铝合金金属极惰性气体保护焊焊接接头的力学性能和显微组织。结果表明,ZL205A铝合金焊接性能较好,焊接过程为亚射流过渡形式,可以得到成形良好无缺陷的焊接接头。焊接接头的焊缝区为树枝状铸造组织,熔合区靠近焊缝一侧为柱状晶,靠近热影响区一侧为细小的等轴晶组织,热影响区由于受焊接热循环作用晶粒变粗大。焊缝区的冲击韧度较高,是热影响区和母材冲击韧度的2倍。焊接接头的硬度分布较为均匀。     

光纤激光-MIG复合焊接中厚板铝合金组织特征

研究了光纤激光-MIG复合焊接中厚板铝合金的焊缝组织。结果表明,光纤激光-MIG复合焊接可一次焊透8 mm厚铸造铝合金ZL114,焊缝中没有大的工艺气孔,也无热裂纹,但出现较多的冶金气孔。焊缝主要由α(Al)和Al-Si共晶组成,焊缝上部、中部和下部组织变化不明显,焊缝没有分层现象。焊缝较热影响区和母材组织细密,焊缝和热影响区的共晶组织类似,但焊缝和母材共晶组织明显不同,体现在共晶形态和Si含量的不同,但母材的共晶组织在一定的热循环条件下,可以转变为与焊缝类似的共晶组织,伴随的是枝晶数量的减少,枝晶在母材和焊缝中都占绝大部分。     

AlSi12CuMgNi铝合金的真空电子束焊接接头组织及性能

将AlSi12CuMgNi铝合金挤压铸造的活塞顶圈和锻造的活塞裙进行真空电子束焊接,对优化工艺条件下焊接接头的微观组织和力学性能进行了研究。结果表明,接头成形良好,没有明显的热影响区,焊缝狭窄;焊缝区域主要由细小的α-Al相、α+Si共晶体、初晶硅以及Mg2Si等强化相组成;焊缝中心组织为细小的等轴晶和树枝晶;熔合区组织主要为柱状晶。接头强度不低于挤压铸造母材,焊缝硬度高于母材;焊接接头的拉伸断口断面上分布大量撕裂棱和解理面,呈脆性断裂特征。     

铸造模具钢的焊后热处理及组织与性能研究

研究了焊接电流对淬回火态铸造模具钢焊接接头成形和力学性能的影响,并对比分析了焊态和回火态焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,焊接电流为90～110 A时,焊接过程中不会出现断弧或者飞溅现象,焊缝中也未见明显夹渣等缺陷存在,焊缝成形性较好;500℃/2 h回火处理对焊接接头焊缝区和淬火区组织有明显改善,而对母材和回火区组织影响较小,回火态焊接接头淬火区组织为回火马氏体,焊缝区为回火马氏体+铁素体+少量残余奥氏体;焊后进行回火处理可以明显提高焊接接头的抗拉强度,但是断裂位置并不会发生改变;焊接电流为90～110 A时,焊态和回火态焊接接头的抗拉强度都要高于焊接电流为110～140 A时的焊接接头,且其回火态焊接接头的抗拉强度达到铸造模具钢母材的81.4%。     

AZ31镁合金管TIG焊焊接工艺及性能研究

采用φ2 mm镁合金焊丝,在焊接电流30～50 A,焊接速度10～15 mm/s的条件下,交流TIG焊焊接AZ31镁合金管,用光学显微镜观察镁合金母材、焊缝及热影响区的显微组织,测定了接头和母材硬度.结果表明:焊缝与热影响区之间的熔合线清晰可见;热影响区组织由于过热影响而晶粒粗大;焊缝区的晶粒比热影响区细小,由细小的等轴晶组成,是典型的铸造急冷组织;Mg17Al12和Mg17(AlZn)12共晶体呈不连续网状分布在晶界上.由于焊缝表面的晶粒细小且排列紧密,焊缝硬度比母材低,比热影响区高.     

TC4-DT钛合金电子束焊接接头的拉伸性能

用电子束焊接50 mm厚TC4-DT钛合金板,对母材、焊缝金属和焊接接头的拉伸性能进行测试,获得了母材和焊缝金属的基本拉伸性能数据,分析了电子束焊接接头显微组织对拉伸性能的影响.结果表明,电子束焊接使TC4-DT钛合金焊缝金属强度增加,塑性和韧性降低,应变硬化能力增强.焊接接头拉伸试验的断裂位置均在离焊缝边缘较远的母材上,母材为整个接头的薄弱环节.母材和焊缝金属拉伸断口均表现出延性韧窝断裂特征.与母材金属相比,焊缝金属拉伸性能的变化与电子束焊接过程中冷却速度快、在焊缝区形成了粗大β柱状晶及针状马氏体有关.     

AZ31镁合金TIG焊接接头疲劳性能试验研究

采用TIG焊对厚度10 mm的AZ31镁合金板材进行对接焊和十字角接焊。对母材、对接接头、十字角接接头的静载抗拉强度和疲劳性能进行了试验,分析了焊接组织对焊接接头的抗拉强度和疲劳强度的影响。结果表明:AZ31镁合金母材、对接接头、十字角接接头的静载抗拉强度分别为254.3、186.1、213.4 MPa,焊接接头的抗拉强度均低于母材的抗拉强度。焊接热影响区存在典型的过热组织,晶粒粗大,焊缝区域主要为晶粒细小的铸造急冷组织。母材、对接接头和十字角接接头在2×10~6循环次数下的疲劳强度分别为58.3、26.1、18.2 MPa,焊接接头的疲劳强度远低于母材的疲劳强度。疲劳裂纹主要萌生于焊缝表面的气孔位置,焊缝区晶粒间沉淀相的减少是疲劳裂纹产生和扩展的主要原因。     

ZL205A高强铸造铝合金焊接接头的组织与性能研究

试验研究了ZL205A高强铸造铝合金手工钨极氩弧焊焊接接头的力学性能和显微组织。结果表明,ZL205A铝合金焊接性能较好,由于焊接热循环,焊接接头的力学性能远低于母材的力学性能。焊接接头中焊缝硬度值最低,焊缝拉伸性能最差,因此焊缝为焊接接头最薄弱区。焊接接头热影响区内的软化区由于过时效导致强化相聚集长大,性能较差,是焊接接头中第二薄弱区。焊接接头经过T5处理,提高了接头的强度。     

旋挖钻机桅杆用16Mn碳素结构钢的双丝埋弧焊接工艺研究

采用双丝埋弧焊接工艺对旋转钻机桅杆用16Mn碳素结构钢进行了不同焊接电流、焊丝间距和焊接速度的焊接试验。研究了焊接参数对焊接接头硬度、力学性能和显微组织的影响,得到了适宜的焊接工艺参数,并提出了焊接过程的质量控制措施。结果表明,随着焊接电流的减小,焊接接头热影响区的显微硬度降低,而焊缝区的显微硬度却逐渐升高;不同焊丝间距下显微硬度峰值都在焊接热影响区,焊丝间距对焊接接头显微硬度影响不大;不同焊接速度下焊接接头焊缝区的显微硬度都要高于母材或与母材相当,热影响区的显微硬度要高于母材和焊缝区。焊缝热影响区组织为针状铁素体、片状先共析铁素体、珠光体。焊接电流为700 A、焊接速度为0.0083 m/s、焊丝间距为0.07 m时焊接接头可以获得最佳的强度和塑性,断裂位置位于母材。     

铝/黄铜异种金属TIG熔钎焊接头显微组织与力学性能

采用Zn-2%Al(质量分数)药芯焊丝对5052铝合金和H62黄铜进行TIG熔钎焊搭接试验,并对接头显微组织、界面层结构及力学性能进行分析。结果表明:Zn-2%Al药芯焊丝在黄铜母材表面润湿性良好,能够获得较好的铝/黄铜熔钎焊接头。在黄铜侧过渡区形成块状和条状的Al Cu脆性金属间化合物相,同时在黄铜侧界面处形成Cu9Al4、Cu Zn金属间化合物层。随焊接热输入的增大,界面层厚度先增大后减小,接头拉伸载荷也是先增大后减小。焊缝中心区及界面层的显微硬度高于铝和黄铜母材的。接头拉伸时断于黄铜侧界面区,且断口为解理断裂。     

不同热处理状态AMS6308钢惯性摩擦焊接头组织及力学性能

在HWI-IFW-130型轴/径向多功能惯性摩擦焊机上,成功实现热轧态与热轧态AMS6308钢、淬火+回火态与淬火+回火态AMS6308钢惯性摩擦焊接. 对两种不同热处理状态的焊接接头进行检测分析. 结果表明,母材为热轧态的焊接接头,焊缝区为马氏体组织,热力影响区和热影响区为马氏体+贝氏体组织;母材为淬火+回火态的焊接接头,焊缝区为马氏体组织,热力影响区和热影响区为马氏体回火组织. 以焊缝为中心,显微维氏硬度呈对称分布,焊缝区显微维氏硬度最高;两种不同热处理状态母材获得的焊接接头,拉伸均断于母材.     

CO_2激光焊接600MPa DP钢接头组织与性能

采用CO2激光对抗拉强度为600MPa,厚度1.4mm的DP钢进行焊接.研究焊接速度对焊缝外观和截面成形的影响、接头的组织特点、硬度、强度和成形能力.结果表明,激光功率相同,焊接速度较低时焊缝易产生气孔,焊接速度较高时易发生飞溅;焊接速度对焊缝熔深及熔宽也有影响.焊缝区组织主要由马氏体构成,从焊缝、焊接热影响区到母材,组织中马氏体含量下降,接头的最高硬度出现在焊缝或热影响区.在平行于焊缝方向,焊接接头的抗拉强度高于母材,垂直于焊缝方向,接头的抗拉强度与母材相当.由于焊缝出现马氏体组织,接头的塑性和韧性降低,板材的冲压成形能力下降.     

A7N01铝合金焊接接头组织对疲劳断裂的影响

研究了A7N01铝合金TIG焊接头组织对疲劳断裂的影响。使用光学显微镜对A7N01焊接接头的微观金相进行观察,使用疲劳试验机测试焊缝区、热影响区和母材区的抗疲劳性能,运用扫描电镜对疲劳断口的疲劳源区形貌、疲劳扩展区形貌进行观察。结果表明:焊缝区由α(Al)基体、粗大一次相和细小弥散第二相组成,呈现为铸造组织;热影响区由α(Al)基体和未完全固溶的一次相组成,热影响区接近焊缝一侧为等轴晶粒,远离焊缝一侧为粗大的变形晶粒;母材区由α(Al)基体、粗大一次相、细小弥散的第二相和平行轧制方向分布的夹杂物组成,呈现为由变形晶粒构成的轧制态组织。在相同疲劳条件下,母材区寿命最长,热影响区次之,焊缝区最短。疲劳源区SEM观察结果表明,焊缝区的焊接气孔、焊缝夹杂、结晶裂纹等缺陷为疲劳断口的主要疲劳源;焊缝区、热影响区和母材区微观组织的不同导致各区疲劳扩展阶段的微观形貌存在很大差异。     

AZ91D镁合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

采用搅拌摩擦焊对AZ91D镁合金进行焊接试验,研究了搅拌摩擦焊接头的组织与性能.结果表明,当转速为1 000～1 400 r/min、焊速为50～150 mm/min时,均可得到表面成形良好、内部无孔洞和隧道的焊缝;焊接区与母材组织差异极大,焊接区形成细小、均匀的再结晶组织,具有锻造组织特征;热影响区为部分再结晶组织,再结晶晶粒沿原铸造晶粒的晶界生长;对接头进行拉伸试验,断裂发生在母材处,表明接头的抗拉强度高于母材.     

Nd:YAG激光焊接800 MPa TRIP钢的接头组织与性能

采用Nd:YAG激光对强度为800MPa,厚度为1.2mm的TRIP钢板进行焊接.研究焊接速度对焊缝外观和截面成形的影响及接头的组织特点、硬度、强度和成形能力.激光功率相同,焊接速度较低时焊缝易产生气孔,速度较高时易发生飞溅;焊接速度对焊缝熔深及熔宽也有影响.焊缝组织主要由马氏体构成,从焊缝、热影响区到母材,组织中马氏体含量下降,接头的最高硬度出现在焊缝或热影响区.在平行于焊缝方向,焊接接头的抗拉强度高于母材,垂直于焊缝方向,接头的抗拉强度与母材相当.由于焊缝中出现马氏体,接头的塑性和韧性降低,板材的冲压成形能力下降.     

TiNi合金激光焊接接头形状恢复温度的研究

利用热模拟试样模拟TiNi合金激光焊接接头焊缝热影响区,对焊接接头、焊缝金属、模拟热影响区和母材的相变温度进行差热分析,研究了焊接接头与其它三者逆相变温度的关系,并利用OM,SEM和XRD对母材、热影响区和焊缝金属的组织、析出相的分布以及晶体结构进行了研究.结果表明,TiNi合金激光焊接接头的形状恢复率与母材无明显差别,但形状恢复温度区间与母材差异较大,其形状恢复开始温度比母材低40℃;焊缝金属和热影响区逆相变开始温度(As)和结束温度(Af)均不同于母材,主要原因是焊缝金属经历了熔化-凝固过程,失去了母材中原有的晶体择优取向,且析出相尺寸小、分布不均;而热影响区As和Af降低,可能是细小析出相重新固溶于基体所致.整个接头的逆相变温度区间与焊缝金属近似,调控焊缝金属的相变温度是控制TiNi合金激光焊接接头形状记忆功能的关键.     

DP590高强钢激光焊接接头组织与显微硬度分析

使用YAG型光纤激光器对DP590钢进行激光焊接试验,研究了焊接接头的微观组织和显微硬度。结果表明:激光输出功率为3 k W,焊接速度为3、4、5 m/min时,焊接接头外观形貌较好,没有出现裂纹、气孔。随着焊接速度的增大,焊接接头的焊缝区和热影响区的宽度逐渐减小。焊缝中心的组织为板条状的马氏体,靠近焊缝热影响区的组织为马氏体和少量的铁素体,靠近母材热影响区的组织为马氏体和大量的铁素体。接头焊缝区的显微硬度明显高于母材,焊缝中心的最高硬度为380 HV。焊接接头的硬度从焊缝到母材呈逐渐减小的趋势。