热处理对45钢摩擦焊接头组织和性能的影响

对热处理前后45钢摩擦焊接接头的组织和力学性能进行了分析和测试。结果表明,与热处理前相比,经焊后热处理的接头晶粒变得细小均匀并与母材一致;综合力学性能明显提高,其中屈服强度提高了16%,抗拉强度提高了23%,冲击吸收能量提高了4倍,而断后伸长率提高40%。     

焊后调质对30CrMo合金钢摩擦焊接头组织及性能的影响

文中对30CrMo轮对空心轴与三爪盘摩擦焊接头进行焊后调质(淬火+回火)热处理,研究了接头分别在焊态和焊后调质态时的组织形貌和力学性能(拉伸、弯曲、冲击、硬度),以确定焊后调质工艺对30CrMo摩擦焊接头性能的影响。研究结果表明:经调质处理后的30CrMo合金钢摩擦焊接头抗拉强度和屈服强度有较大提升,分别达到了母材的69%和65%;无论是室温还是-40℃,断后伸长率和收缩率变化不大,调质后接头各部位试件强度均达到27 J以上;冲击断口在焊缝区呈准解理,在热影响区和母材呈韧窝密集的混合型断裂,较焊态接头其冲击性能提高显著。     

自然时效及人工时效对6061-T6 FSW接头性能的影响

6061-T6 铝合金是Al-Mg-Si系可热处理强化铝合金,其搅拌摩擦焊焊态下接头性能优于传统焊接方法,但并未达到较优水平.文中对不同自然时效条件及人工时效下6061-T6搅拌摩擦焊接头金相组织、显微硬度和拉伸力学性能进行了观察和测试,发现随着时效时间的延长,焊缝硬度有所回升,时效30天时趋于稳定,接头强度达到母材的72%;经人工时效后,提升接头性能效果明显,强度达到母材的84%,但断后伸长率下降.     

超高强度钢35CrMnSi惯性摩擦焊接头组织与性能

对35CrMnSi超高强度钢进行了惯性摩擦焊试验研究,对热处理前后焊接接头组织、显微硬度进行分析测试,并对热处理后焊接接头进行了拉伸性能、冲击性能及拉伸断口分析。结果表明:焊后接头焊缝组织为板条马氏体与残余奥氏体,热力影响区组织为细小的马氏体、索氏体、珠光体和铁素体混合组织;热处理后焊缝组织为回火马氏体与少量铁素体;摩擦焊接头焊缝区的硬度高于热力影响区和母材,热处理后焊接接头硬度趋于一致,焊接接头抗拉强度大于1 890 MPa,断后伸长率大于7. 5%,焊缝区拉伸断口为混合断口;焊接接头冲击吸收能量大于18. 5J。     

钢构桥梁钢的搅拌摩擦焊组织与性能研究

采用搅拌摩擦焊对Fe-Mn-Cr-N系奥氏体桥梁钢进行了焊接,研究了压下量和焊后热处理对焊接接头成形、显微组织和力学性能的影响,并分析了焊接接头的组织梯度特征及其对力学性能的影响。结果表明,当搅拌摩擦焊压下量为0.8 mm时,焊缝表面较为平整,成形性较好,焊核区中未见明显孔洞等缺陷存在,焊核区(NZ)呈现出标准"碗型"特征。焊态和热处理态焊接接头的屈服强度和抗拉强度都相对母材有所提高,但是断后伸长率都低于母材,断裂位置都处于远离焊核区的母材。热处理可以基本消除母材、NZ顶层和NZ底层的小角度晶界和孪晶界梯度,但是晶粒尺寸的梯度分布特征仍然存在。强度匹配因子的减小有助于提升焊接接头的塑性变形能力,但是匹配因子的变化对焊接接头强度的影响较小。高的匹配因子和较低的NZ比例共同作用下可获得具有良好强塑性的焊接接头。     

TC18钛合金手工TIG焊与电子束焊焊接接头的组织与性能对比

进行了TC18钛合金手工TIG焊和电子束焊工艺试验,对该合金在两种不同性能焊接工艺下焊接接头的组织和性能进行对比分析。结果表明,在相同的热处理条件下,TC18钛合金TIG焊焊缝得到口基体上分布着片状α组织,接头强度达到母材的80.5%,断后伸长率为母材的23.6%,焊缝具有较高的冲击性能,达到母材的95.2%,其热影响区的韧性为母材的44.7%;电子束焊焊缝得到β晶粒内分布着短片状α相组织,其接头强度与母材等强,断后伸长率为母材的29.7%,焊缝与热影响区具有相同水平的冲击性能,分别达到母材的55.5%和55.8%。     

焊后热处理对AF1410钢电子束焊接接头组织及性能的影响

研究了三种不同焊后热处理状态下AF1410钢电子束焊接接头的组织及力学性能。结果表明:AF1410钢经电子束焊接后采用预备热处理(900±10)℃×1 h,空冷;(680±10)℃×6 h,空冷+最终热处理(860±10)℃×1 h,油淬;-73℃×1 h,空冷;510℃×5 h,空冷)的焊后热处理工艺能够获得优良的综合力学性能。其中,接头室温抗拉强度不低于母材,伸长率达到母材的88%;焊缝及热影响区室温冲击韧性分别达到母材的64%和89%。     

铝合金搅拌摩擦焊缝摩擦塞补焊组织与力学性能

对2219-T87铝合金搅拌摩擦焊缝进行摩擦塞补焊工艺试验,对塞补焊接头的焊缝成形、显微组织、显微硬度和抗拉强度进行了观察和测试,对拉伸断口进行了扫描电镜观察.结果表明,在7 500 r/min的焊接转速和40~55 kN的焊接压力下可获得无缺陷摩擦塞补焊接头;塞补焊接头沿垂直于搅拌焊缝方向的最大抗拉强度和断后伸长率分别可以达到336 MPa和8%,分别相当于母材抗拉强度和断后伸长率的73.9%和66.7%;在母材和塞棒之间的底部结合面是最薄弱的区域,如何控制该区域的结合强度是影响摩擦塞补焊接头拉伸性能的关键因素.     

工程机械用2205双相钢的焊接工艺与热处理行为研究

对工程机械用2205双相钢板进行了非熔化极惰性气体钨极保护焊和热处理,研究了不同焊接工艺参数和热处理制度下焊接接头的焊缝组织、常温拉伸性能和慢应变应力腐蚀性能。结果表明:不同焊接工艺参数下焊接接头的抗拉强度和断后伸长率均低于母材,其中焊接电流100 A、焊接电压16 V、钨极直径3 mm、氩气流量17 L/min时,焊接接头的力学性能相对较高;在3.5%氯化钠溶液中,550℃×1 h热处理后Ar+2%N_2保护气下的焊接接头的抗拉强度和断后伸长率高于Ar保护气氛下的焊接接头,且断裂时间也相对较长。     

铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊组织非均质性对接头力学性能的影响

对6061-T6铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊(stationary shoulder friction stir welded, SSFSW)接头组织非均质性与力学性能的相互影响进行了定量分析. 结果表明,SSFSW焊接接头存在明显的组织非均质性,表现在晶粒尺寸及形状、沉淀相种类及分布形态不同,其中沉淀相析出不同是影响力学性能差异的主要因素. 由于组织非均质性导致紧邻焊核区的热影响区软化严重,其硬度和抗拉强度在接头区域最低,分别为母材的60%和72%,为接头最薄弱部分. 由于沉淀强化和晶粒细化效应,焊核区的强度与塑性最好,而抗拉强度和断后伸长率分别达到母材的88%和215%. 随着与焊核区距离的增加,热影响区抗拉强度和屈服强度逐渐增加,断后伸长率不断降低.     

热处理对TC17(α+β)/TC17(β)线性摩擦焊接头组织及力学性能的影响

针对热处理前后TC17(α+β)/TC17(β)钛合金线性摩擦焊接头组织和性能进行了对比分析. 结果表明,焊态时焊缝区组织发生动态回复和再结晶,两侧的热力影响区组织均被不同程度地拉长,热处理后焊缝中的亚稳相分解析出弥散的α和β相,TC17(α+β)侧热力影响区的初生α相有所长大. 焊态接头焊缝区显微硬度比母材低,接头的抗拉强度和屈服强度略低于母材,分别达到母材的91.9%,96.2%,接头拉伸性能试件断裂位置均在焊缝区;经过热处理,母材显微硬度未发生明显变化,焊缝区显微硬度显著提高,接头抗拉强度和屈服强度达到与母材相当,与焊态相比分别提高11.9%,8.2%,接头拉伸性能试件断于母材区.     

厚板铝/镁合金红外热源辅助搅拌摩擦焊力学性能与组织分析

分别采用常规搅拌摩擦焊和红外热源辅助搅拌摩擦焊,进行了AZ31B-H24镁合金与6061-T6铝合金的厚板异质搅拌摩擦焊,并进行了显微组织、物相组成和力学性能的测试与分析。结果表明,红外热源辅助搅拌摩擦焊细化了接头的组织,显著改善了合金的力学性能,使抗拉强度增加25.4%,屈服强度增加20.3%,伸长率增加2.4%;采用红外热源辅助FSW获得的上述异质接头的抗拉强度达到AZ31B-H24镁合金母材的90.3%,达到6061-T6铝合金母材的85.3%。     

TC4钛合金线性摩擦焊接头组织和力学性能

文中阐述了线性摩擦焊的原理、特点,并针对TC4钛合金线性摩擦焊接头组织和力学性能进行了研究.对比分析TC4钛合金线性摩擦焊接头焊态和焊后热处理态的接头组织和力学性能.结果表明,焊接接头共分为母材、热力影响区和焊缝区三部分;TC4钛合金的接头(包括焊态和焊后热处理态)抗拉强度和屈服强度均达到母材的90%以上;焊缝中心的硬度值最高,焊后热处理能使接头的硬度分布更加均匀.     

一种新型零减薄搅拌摩擦焊工艺

文中成功开发了一种基于焊具轴肩零压入量的新型零减薄搅拌摩擦焊工艺,能够从根本上彻底消除常规搅拌摩擦焊中出现的焊缝减薄现象.采用这一新型工艺实施焊接,无需对被焊母材进行任何焊前焊后的增材或减材处理,即可低成本、高效率、高质量的实现铝合金的零减薄搅拌摩擦焊接.结果表明,所得零减薄接头的抗拉强度可以达到母材的97%,断后伸长率可以达到母材的100%.由于焊接中轴肩作用被显著削弱,这种焊接方法还能有效改善工件厚度方向上的焊缝微观组织和力学性能的分布均匀度.     

工艺参数对建筑结构钢激光复合焊接头性能的影响

采用激光焊和MIG焊的复合焊接方法,进行了建筑结构钢Q345B激光复合焊试验,并进行了接头的拉伸性能、冲击性能、耐腐蚀性能等测试以及X光无损探伤。结果表明,随着激光功率P与焊接速度v的比值增大,接头的拉伸性能、冲击性能和耐腐蚀性能均呈现出先提高后下降的变化趋势;当P/v=50时,焊接头的室温抗拉强度、屈服强度、伸长率及冲击吸收功均达到最大值,分别为母材的94%、95%、94%、97%,此时接头的腐蚀电位最正,较P/v=25时正移了351 m V,较P/v=57时正移了303 m V。     

6013—T4铝合金薄板搅拌摩擦焊热输入对焊缝成形及组织性能的影响

针对2 mm厚6013—T4铝合金薄板进行了搅拌摩擦焊接工艺试验,用搅拌头旋转速度和焊接速度的比值ω/v表征搅拌摩擦焊的热输入,试验研究了焊接热输入对接头的焊缝成形和力学性能的影响,并分析了接头的显微组织.结果表明,搅拌摩擦焊接头的综合性能较好,抗拉强度和屈服强度分别达到母材的83.3%和75.8%;在不同的搅拌头旋转速度下,随着焊接热输入的增加,接头的屈服强度和抗拉强度降低;ω/v在3 r/mm左右,焊缝成形美观,飞边毛刺少.母材为板条状组织;热影响区晶粒与母材相似,但稍微有粗化;热力影响区的晶粒极不均匀,既有等轴晶,也有拉长的带状组织;焊核区为细小的等轴晶组织.     

固溶热处理对镁合金机械零件性能的影响

对A280镁合金机械零件进行不同固溶处理,取样后进行室温拉伸和冲击试验。结果表明:随固溶温度从350℃提高到470℃或固溶时间从8 h延长到24 h,机械零件的拉伸性能和冲击性能均先提高后下降。与350℃固溶相比,440℃固溶机械零件的抗拉强度增大39 MPa,屈服强度达增大38 MPa,断后伸长率减小2.1%,冲击吸收功增大17J;与8 h固溶相比,16 h固溶机械零件的抗拉强度增大21 MPa,屈服强度达增大20 MPa,断后伸长率减小1.4%,冲击吸收功增大15 J。AZ80镁合金机械零件的固温度和固溶时间分别优选为440℃、16 h。     

焊接工艺对液压支架钢结构焊缝性能的影响

采用不同的焊接工艺进行27Si Mn液压支架钢结构的CO2气体保护焊,并进行了接头的室温/低温拉伸试验、室温/低温冲击试验、盐雾腐蚀试验以及疲劳试验。结果表明,预热温度、焊接电流、电弧电压和激光功率,均对接头的室温/低温拉伸性能、室温/低温冲击性能、耐腐蚀性能和疲劳性能产生显著影响。为了获得优异的综合性能,27Si Mn液压支架钢结构的焊接优选激光CO2复合焊工艺。采用激光CO2复合焊的接头室温抗拉强度达到母材的97.58%、室温屈服强度达到母材的96.78%、室温冲击吸收功达到母材的95.12%。     

6061铝合金厚板搅拌摩擦焊工艺研究

对30 mm的6061-T651铝合金厚板开展了搅拌摩擦焊工艺研究,探讨了不同的旋转速度、焊接速度及热处理工艺对铝合金搅拌摩擦焊接头性能的影响。研究结果表明,6061-T651铝合金厚板焊缝飞边较小,表面纹路清晰,厚度减薄量较小;焊缝区域材料密实,未发现明显的未焊透、内部孔洞、隧道等焊接缺陷。当焊接旋转速度为385 r/min,焊接速度为150 mm/min时,搅拌摩擦焊接头的抗拉强度最高,为203 MPa,达到母材抗拉强度的70%;热处理后其抗拉强度为285 MPa,达到母材抗拉强度的98.4%,接近等强匹配。热处理提高了焊接接头的抗拉强度和冲击性能,对接头的弯曲性能影响较小。     

FGH98合金惯性摩擦焊接头显微组织与力学性能

采用惯性摩擦焊连接FGH98合金,研究了热处理对FGH98合金惯性摩擦焊接头显微组织以及力学性能的影响。结果表明,原始态焊接接头焊合区主要由γ 和 γ′ 两相组成,γ′相在焊接过程中发生了回溶,残余γ′相尺寸和数量均明显降低,经过热处理后,焊合区晶粒尺寸、残余γ′ 相的尺寸和数量未发生明显变化;原始态焊接接头的焊合区的硬度值最高,在焊合区的中心区域存在硬度降低的现象,热处理态焊接接头显微硬度整体分布相比原始态硬度值未发生较大变化;焊接接头室温拉伸的断裂位置在母材区,屈服强度大于1 130 MPa,达到母材的93%以上;抗拉强度大于1 616 MPa,达到母材的99%以上;750 ℃拉伸的断裂位置在焊缝区,屈服强度大于1 025 MPa,达到母材的99%以上;抗拉强度大于1 197 MPa,达到母材同等水平。 创新点：(1)采用惯性摩擦焊焊接FGH98镍基粉末高温合金,研究了热处理前后的焊接接头微观组织形貌。 (2)结合微观组织分析,对力学性能进行了研究。