压力对FGH96/GH4169高温合金惯性摩擦焊接头性能的影响

在惯性摩擦焊机上对FGH96/GH4169高温合金进行了焊接,焊后利用光学显微镜、扫描电镜以及拉伸试验机等设备分析了接头的微观组织形貌、显微硬度、拉伸性能及断口形貌. 结果表明,摩擦焊近界面处最高温度接近1 100 ℃,界面处温度超过强化相固溶温度. 焊缝区组织为细小的等轴晶粒,晶粒尺寸远小于母材,热力影响区发生了拉伸变形. 焊后接头热力影响区处的强化相部分重溶,接头界面细晶区的强化相完全重溶. 随压力增大,Co原子的扩散距离增加,接头室温抗拉强度和高温抗拉强度有所升高,断裂位置位于GH4169侧热力影响区,断裂形式为韧性断裂.     

2219-T87铝合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能

采用搅拌摩擦焊方法对8mm厚2219-T87铝合金进行了焊接.对接头的宏观形貌、微观组织、显微硬度及断口形貌进行了分析.结果表明,焊核区为细小的等轴晶粒,晶粒尺寸远小于母材;热机影响区发生了弯曲变形;热影响区组织出现了明显粗化.前进边热机影响区和焊核区形成明显分界线,后退边相对模糊.搅拌摩擦焊对接头各区域沉淀相分布形态有重要影响.接头室温拉伸强度可以达到母材的70%以上.沿焊缝横截面的显微硬度的分布显示,硬度最低点位于后退侧热影响区区域,断裂位置位于后退侧热影响区处,接头的断裂形式为韧性断裂.     

转速对FGH96/GH4169高温合金惯性摩擦焊接头组织与力学性能的影响

应用惯性摩擦焊机完成了FGH96/GH4169高温合金焊接,采用光学显微镜、扫描电镜以及拉伸试验机等设备观察并测试了焊接接头的微观组织形貌、显微硬度及拉伸性能。结果表明接头存在FGH96侧母材、热力影响区、焊缝区、GH4169侧热力影响区及母材五个区域,焊缝区组织为细小的等轴晶粒,晶粒尺寸远小于母材,热力影响区则发生了拉伸变形。接头近界面处最高温度达到1 100℃以上,超过γ'等强化相的固溶温度。焊后热力影响区处强化相部分重溶,在界面细晶区强化相几乎完全重溶。随着转速增大,焊缝区晶粒增大,典型原子的扩散距离增加,接头室温抗拉强度和高温抗拉强度值升高。     

轨道交通用铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

通过金相组织观察、断口扫描分析、拉伸试验和显微硬度测试等分别研究了6082-T6和5083铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头的微观组织和力学性能.结果表明,接头断面组织可分为焊核区(WN)、热机影响区(TMAZ)、热影响区(HAZ)、母材区(BM)四个区域.焊核区为动态再结晶的细小等轴晶组织;热机影响区为回复晶粒组织,晶粒产生了较大的弯曲变形;在热影响区发生了晶粒粗化现象,晶粒形态与母材相似.两种铝合金搅拌摩擦焊接头的拉伸断口均呈韧性断裂特征,接头断裂位置为热影响区的前进侧,表明热影响区为接头最薄弱的区域.力学性能测试表明,6082和5083铝合金接头的抗拉强度分别为242 MPa和301.6 MPa,分别达到母材本身抗拉强度的76.8％和88.7％;两种接头的显微硬度分布曲线均存在一个最低值,该最低值位于前进侧的热影响区.     

Ti60/TC17异种钛合金惯性摩擦焊接头组织性能研究

采用惯性摩擦焊技术焊接Ti60/TC17钛合金，并对焊态/热处理态接头进行组织和性能分析；焊接过程中，有粘流态金属滴落，两侧金属材料熔合较好，且接头焊缝处飞边形貌呈现不规则曲线状，缩短量达4.2 mm，轴向错边小于0.3 mm；焊缝界面两侧区域均发生了动态再结晶，焊缝区显微硬度值较高，越远离焊缝位置显微硬度值越低；焊态下，焊缝处组织为针状α板条和等轴晶粒组成，两侧热机影响区有明显的流线形貌；热处理后，焊缝处针状α板条细化，次生α相增多，再结晶晶界明显，两侧热机影响区流线形貌消失；通过接头拉伸性能测试，焊态/热处理态试样室温拉伸断裂位置均发生在TC17侧，断口形貌呈典型解理断裂，焊态下，平均抗拉强度为978.5 MPa，达母材的92.06%，热处理后，平均抗拉强度为1 076.5 MPa，提升98 MPa，超过母材抗拉强度，这说明热处理有利于将组织内的残余应力释放，同时易于析出针状α相，进而提高接头力学性能。     

AZ31B镁合金TIG焊接接头组织与性能

通过拉伸、弯曲和硬度等试验以及金相显微组织分析,研究4 mm AZ31B镁合金焊接接头组织和性能。试验结果表明:4 mm拉伸试件断裂位置位于热影响区;抗拉强度满足要求;所有弯曲试件的面弯和背弯均未出现断裂,弯曲性能良好;TIG焊焊缝区晶粒相对细小,组织为α-Mg固溶体,晶界弥散分布着黑色β-Mg17Al12沉淀相,热影响区组织晶粒较母材有所长大;母材硬度高于热影响区和焊缝,接头热影响区有软化现象;从4 mm AZ31B镁合金TIG焊对接接头(去掉余高)脉动拉伸疲劳试件宏观形貌可以看出,断裂位置为热影响区。     

铝锌镁钪锆合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

通过对铝锌镁钪锆合金热轧板进行搅拌摩擦焊接试验,对合金焊接接头的力学性能和焊接接头各个区域的微观组织进行了分析.结果表明,沿焊接接头焊缝横截面的显微硬度呈W形分布,硬度最高处位于焊核区,硬度最低处位于距焊缝中心12mm的热影响区,焊接接头焊接系数达到0.90;焊核区大小为1～2μm的再结晶等轴晶粒,基材中的析出相被破碎和部分溶解为细小的圆颗粒;热机影响区的晶粒发生了强烈的弯曲变形,晶内析出相由片状转变为短棒状;热影响区的晶粒发生了明显长大,析出相也明显粗化;焊接接头拉伸断口都发生在热影响区内.     

3A21铝合金厚板搅拌摩擦焊组织及性能研究

对18 mm厚的3A21铝合金板进行搅拌摩擦焊单道对接,焊后通过分层切片拉伸试验、显微硬度试验以及微观组织、断口形貌观察来分析接头的组织和性能。试验结果表明,在焊速为30 mm/min,转速为1 500 r/min时,接头的抗拉强度为122 N/mm~2,达到了母材强度的87%。显微硬度分布趋势为,热力影响区的硬度比热影响区的高;前进侧热力影响区的硬度比后退侧热力影响区的高;显微硬度沿焊缝中心呈不对称分布,沿焊缝中心厚度方向硬度的最高值出现在焊缝下部。焊缝四个区域的晶粒组织有明显差异。热影响区组织最为粗大,性能较差,是拉伸试验时均断裂在前进侧热影响区处的原因。     

7A52铝合金搅拌摩擦焊焊缝的组织分析

通过对7A52铝合金进行大量的搅拌摩擦焊接试验,对焊缝的宏观组织、微观组织及显微硬度进行分析.焊缝可分为热影响区、热机影响区和焊核等三个区域.其中,焊核为明显的再结晶等轴晶粒,晶粒明显细化;热机影响区出现了晶粒粗化现象,由母材的细纤维组织变形为具有一定弧度的弯曲粗纤维组织;热影响区的晶粒与母材相似,但出现了晶粒粗化现象.沿焊缝横截面的显微硬度的分布呈高-低-高-低-高的趋势,其中焊缝顶部的硬度达到了母材的硬度,硬度最低处位于前进侧的热影响区区域.     

NS700耐酸钢闪光对焊接头组织及力学性能研究

对NS700耐酸钢进行一系列的闪光对焊试验,采用金相显微镜和扫描电镜分别观察了焊接接头的显微组织和拉伸断口形貌,采用显微硬度计和万能拉伸试验机分别检测了接头的显微硬度和抗拉强度。结果证明,焊缝区组织细密,晶粒均匀,无夹渣、未熔合、冷裂纹等焊接缺陷;焊接接头的硬度较母材要高,硬度从焊缝到热影响区呈减小趋势,焊缝区硬度最大;焊缝的抗拉强度达到800 MPa以上,接近母材的抗拉强度。拉伸断口形貌存在大量的韧窝,表现为典型的韧性断裂。闪光电流为40°,顶锻电流为25°时,焊接接头具有良好的综合力学性能。     

活性剂对GH4169高温合金激光焊接头组织及性能的影响

采用自行研制的活性剂对GH4169进行活性剂激光焊接试验,研究了活性剂对焊缝深宽比、焊缝元素分布、微观组织结构以及力学性能的影响规律。结果表明:采用活性剂进行激光焊接后,焊缝深宽比显著增加,活性剂对焊缝元素含量和物相组成基本没有影响。表面涂敷活性剂后,焊缝中的显微组织仍是由靠近熔合线附近的柱状晶区和焊缝中心的等轴晶区组成,但焊缝等轴晶区变大、晶粒发生细化。涂敷活性剂后焊缝中心区的显微硬度增加,但焊接接头塑性显著下降,接头的抗拉强度可达927.4 MPa,为GH4169母材强度的93%。     

2A12铝合金搅拌摩擦焊焊缝表面硬度及微观组织研究

鉴于当前对搅拌摩擦焊接头的研究集中于接头内部而忽略表面的现状,本文针对2A12铝合金搅拌摩擦焊接头的表面、内部微观组织形貌和显微硬度展开研究。结果发现:与截面相比,表面热影响区不明显,热机影响区更窄,其晶粒扭曲更严重,且晶粒变形方向相切于焊接方向;截面硬度分布呈"W"型,而表面硬度呈"犬牙"型,表面热机影响区是硬度梯度变化最大、硬度最低的区域,是母材的68.3%;受轴肩顶锻压力和散热条件影响,表面焊缝中心硬度比截面焊缝中心硬度更高,表面热机影响区是焊缝的薄弱区域。     

铂基合金与GH3128合金电子束焊接接头组织与性能研究

采用电子束焊接技术对铂基合金与GH3128进行焊接。利用工业CT、扫描电子显微镜、显微硬度仪和材料万能试验机,研究了铂基合金与GH3128焊接接头显微组织、力学性能及断口形貌。结果表明:铂基合金与GH3128具有良好的焊接性能,焊接接头的质量良好,无缺陷,成分均一,焊缝区显微硬度在360~380之间,焊缝强度为499 MPa,断裂方式为韧性断裂,断裂位置位于铂基合金一侧。     

GH4169合金闪光焊型材与接头的组织性能研究

针对GH4169合金闪光焊型材及接头试验件开展组织性能研究,主要包括低倍组织、显微组织、晶粒度、室温拉伸、高温拉伸、蠕变、低周疲劳性能等,并将力学性能结果与锻/轧环件数据进行对比分析。结果表明:GH4169合金闪光焊型材及接头高倍、低倍组织均匀,接头焊缝处晶粒比型材基体细小。GH4169闪光焊型材与接头室温拉伸、650℃拉伸强度,蠕变、疲劳性能与传统锻/轧工艺制备的环件的性能相当。     

GH4169D合金电子束焊接接头显微组织和持久断裂特征

采用金相显微镜和扫描电镜分析了GH4169D合金电子束焊接接头的显微组织,利用显微硬度计测试了母材、热影响区和焊缝的显微硬度,采用体式显微镜和扫描电镜研究了焊接接头持久断裂特征.结果表明,GH4169D 母材中的主要析出相为1～20 μm 长的片层状晶界η相、30～80 nm 的颗粒状γ'相和少量的碳氮化物.热影响区中...     

电子束焊接钼板的组织及性能研究

采用电子束焊接方法对16 mm厚的钼板进行焊接,利用光学显微镜、扫描电镜等手段分析了电子束焊接接头的显微组织及断口形貌,并利用维氏硬度仪和拉伸试验机检测了接头区域硬度和接头强度。结果表明,采用电子束焊接钼板获得的焊缝呈"钉子"状,焊缝热影响区窄,焊缝中间为粗大的等轴晶,熔合合区域为柱状晶。焊缝接头各区域硬度值有差异,母材区硬度最小。热处理后硬度值有变化,热处理温度在1000℃以上时,硬度值有所降低,焊接接头不同厚度处力学性能不一致,1100℃热处理接头强度最高在焊缝底部。焊接接头断裂全部在焊缝处,断口为解理断裂。     

2A14T6铝合金FSW及VP-TIG焊接对比分析

采用FSW及VP-TIG两种方法对5mm厚2A14 T6铝合金进行焊接,并对比分析焊缝。试验结果表明,两种焊接方法均可获得满足相应标准I级要求的焊缝,VP-TIG接头内部存在微小孔洞,且晶粒较为粗大,FSW接头组织致密,晶粒细小,后退侧热影响区晶粒尺寸明显大于前进侧热影响区晶粒尺寸。VPTIG接头硬度最低值为92.8 HV0.2/20,位于焊缝中心,FSW接头硬度最低值为104.2 HV0.2/20,位于后退侧热机影响区与热影响区交界处。VP-TIG接头强度系数0.63,延伸率4.7%,断裂发生在热影响区,FSW接头强度系数0.8,延伸率5%,断裂发生在后退侧热机影响区及热影响区交界处,两者均为韧性断裂。     

A286不锈钢薄板激光焊接工艺性研究

采用激光焊对0.635 mm厚的A286不锈钢薄板进行填丝焊接,分析测试了焊接接头的微观组织、显微硬度、力学性能以及断口形貌。结果表明,焊缝区组织为柱状晶奥氏体基体上分布着少量枝晶间的δ铁素体,热影响区发生了回复和再结晶,晶粒有一定程度的长大;母材和焊缝之间没有平直明显的熔合线;热影响区和焊缝区的平均显微硬度高于母材区的;在常温和高温拉伸过程中,焊接接头均在母材处断裂,并且断裂形式为典型的韧性断裂,焊缝满足强度要求。     

GH4169高温合金焊接接头的组织与性能

对GH4169镍基高温合金型材对焊接头的显微组织与力学性能进行了研究,分析了顶锻力对焊接接头组织的影响。结果表明,GH4169高温合金的焊接接头主要由焊缝区、完全再结晶区、不完全再结晶区和未再结晶区组成,各个区域硬度具有明显差异;焊接温度场与顶锻参数之间的配合决定了焊接接头的显微组织;无顶锻焊接由于塑性变形不足,裂纹易在组织粗大的热影响区内萌生与扩展,导致焊接接头力学性能恶化。     

AZ31B镁合金电子束焊接接头组织及性能分析

采用电子束焊接方法对10mm厚的AZ31B镁合金进行焊接。利用光学显微镜、扫描电镜、射线衍射仪等手段分析了电子束焊接接头的外观和截面的特征、显微组织、元素分布、焊缝物相和断口形貌等,并利用维氏硬度仪和拉伸仪检测了接头区域硬度和接头强度。结果表明,采用电子束焊接AZ31B镁合金获得的焊缝正面成形美观,而背部存在轻微的凹陷,焊缝深宽比在8：1以上;与基体相比,焊缝中Mg,Zn比例下降,Al,Mn比例上升;焊缝中主要物相为Mg,Al和少量的Mg17Al12相;焊缝热影响区窄,焊缝组织为8～18μm的细小等轴晶粒;焊接接头硬度值均匀;焊缝抗拉强度均值为223MPa,断裂部位为焊缝区,断口为混合断裂形貌.