TA19钛合金线性摩擦焊接试验研究

为了探索TA19钛合金线性摩擦焊合适的工艺规范,在不同摩擦压力下进行了TA19钛合金线性摩擦焊接试验,并对焊接接头的组织特征和力学性能进行了分析。组织分析结果显示,焊缝区为再结晶组织,晶粒有所细化;热力影响区晶粒发生不同程度的变形,晶粒沿摩擦方向伸长;热影响区β相含量增加,推测发生了β相转变,β相层片状组织变厚,使等轴初生的α相晶粒有所减小。力学性能试验结果显示,焊接接头各区显微硬度均高于母材;拉伸试样断在母材区,接头强度不低于母材;接头平均冲击韧性均大于母材,冲击性能良好。研究结果表明,TA19钛合金线性摩擦焊焊接工艺窗口宽,在差异较大的摩擦压力下均能获得高质量接头。     

高钢级管线钢摩擦焊焊接接头组织与硬度分析

为了提高高钢级管线钢焊缝的冲击韧性,采用连续驱动摩擦焊对X80管线钢进行了焊接,并对其焊接接头的组织及硬度进行了分析和检测。结果表明,X80管线钢连续驱动摩擦焊焊接接头焊缝区组织为铁素体和粒状贝氏体,热影响区的组织由原始的针状铁素体转变为先共析铁素体、针状铁素体及粒状贝氏体。焊接接头的硬度高于母材,其中焊缝区域硬度最高,达到了247.4HV10,其次是热影响区,母材的硬度最低,且在焊缝两侧,硬度值呈对称分布。     

固溶时效处理对TB5钛合金组织和电化学腐蚀行为的影响

针对海洋石油钻探和管线用TB5钛合金的耐电化学腐蚀性能优化,研究了常规固溶和时效热处理对其电化学腐蚀行为的影响。试验结果显示,随着固溶温度的提高,TB5钛合金的晶粒尺寸逐渐变大,950 ℃固溶处理比800 ℃固溶处理后的尺寸增大了125 μm,固溶温度越低晶粒尺寸越小其耐腐蚀性能越好;时效后合金的耐腐蚀性能显著提升,随着时效温度的升高,次生α相的含量呈现先上升后下降的趋势,合金耐腐蚀性能与次生α相含量成正比。研究表明,耐电化学腐蚀性能最优的热处理工艺是800 ℃固溶+500 ℃时效,腐蚀速率为1.44×10-3 mm/a。     

30 mm退火态TC4钛合金EBW接头组织与性能研究

为了提升钛合金的焊接效率和质量,采用电子束焊接方式对30 mm退火态TC4钛合金进行焊接试验,并对焊接接头进行力学性能检测、显微组织分析及残余应力测试,通过扫描电镜对断口形貌进行分析,研究完全退火态TC4钛合金EBW接头组织与性能。结果表明,接头焊缝区由针状马氏体α′相和分布在原始β晶界的α相组成,接头热影响区由初生α相、针状马氏体α′相以及少量β相组成。EBW接头抗拉强度平均值略高于母材,EBW接头第二层焊缝区及热影响区冲击功均低于母材,同时两种接头断口形貌均发现大量韧窝,为韧性断裂。接头最大残余拉应力值约为150 MPa,在平行和垂直焊接方向,残余拉应力最大值均出现在焊缝上表面附近区域,而残余压应力最大值均出现在焊缝下表面附近区域。     

热输入对2Al2铝合金焊接接头组织及性能的影响

选用两组不同焊接热输入分别对2Al2铝合金进行了焊接工艺评定,并对焊接接头进行了拉伸试验、弯曲试验、硬度检测、宏观检查及金相组织分析等。通过对比两种不同焊接热输入下所焊焊接接头的力学性能及金相组织的变化,尤其是焊接热输入对焊接接头软化程度及晶粒度的影响,优化出焊接2Al2铝合金时比较理想的焊接热输入,即7.2~9 kJ/cm。该结论可用于指导同类产品的焊接生产。     

2A12铝合金搅拌摩擦焊温度场及接头组织分析

为了获得2A12铝合金搅拌摩擦焊(FSW)焊接过程中焊接温度场的动态演变和焊接热循环曲线的变化规律,探索焊接热作用过程与接头微观组织的内在联系,利用ANSYS软件,建立了搅拌摩擦焊接传热过程的有限元数值分析模型,对6 mm厚2A12铝合金FSW焊接过程进行了数值分析,观察了焊核区、热力影响区、热影响区和母材的显微组织,分析了接头不同区域所经历的热作用和机械作用。结果表明,焊核区实质为焊接过程中温度超过了母材实际再结晶温度的区域;焊核区上部、焊核区下部、热力影响区、热影响区的显微组织特征与各自所经历的热-力复合作用具有密切的内在联系。     

铝与钢的摩擦焊接接头分析

对铝与钢进行了摩擦焊接试验,通过光学显微镜对焊接接头显微组织进行了观察,结合电子探针(EPMA)及XRD对焊接接头进行了分析。铝和钢摩擦焊接所得到的接头在焊缝处铝侧有飞边,而钢侧没太大变形,对该焊接接头进行整体拉伸试验,接头在铝侧发生断裂,接头抗拉强度Rm=96 MPa,表明接头强度高于铝基材的强度,形成了良好的焊接接头。通过分析发现,铝与钢摩擦焊接接头结合方式属于机械及冶金结合,且焊接接头处钢侧晶粒细小,并发生了明显的变形,距离焊缝越近铝侧的晶粒越细小。     

TC4钛合金激光焊接接头组织及耐蚀性研究

采用光纤激光器对4 mm TC4板材进行对接试验,研究了焊接接头各个区域的组织特点、硬度变化及耐蚀性差异,探究显微组织对硬度及耐蚀性的影响。研究表明,焊接接头焊缝截面形貌为T形,存在少量气孔。焊缝存在粗大的原β柱状晶,晶内组织为细小的马氏体α′相;熔合线附近观察到贯穿热影响区和焊缝的原β柱状晶;热影响区组织为等轴晶,晶内组织为马氏体α′相、少量原始α相和原始β相。焊接接头的显微硬度从母材到焊缝呈现逐渐增加的趋势,至焊缝中心达到最高,约为母材的1.78倍。焊缝显微硬度也存在差异,从焊缝顶端至焊缝底端呈现不断下降的趋势。电化学测试结果表明,焊缝的Rct值分别是母材和热影响区的4.32倍和2.58倍,且具有最高的自腐蚀电位和最小的电流密度,表征为最优耐蚀性。     

石油天然气管道焊接工艺现状及径向摩擦焊的应用前景

目前国外管道焊接工艺方法较多，以熔焊工艺为主，接头设计为非对称Ｘ坡口，均为多道焊，对场地要求严格，因而施工效率低．为此，研究人员提出了单道焊工艺建议，并进行了一些试验研究和应用尝试。文章对爆炸焊、电子束焊、激光焊、闪光对焊、径向摩擦焊、旋弧焊和活性气体保护锻焊等单道焊工艺的特点做了简要介绍．根据我国管道建设的特点，指出采用径向摩擦焊工艺比较切合实际，并针对应用此工艺时存在的关键问题提出了科学实施步骤。     

LZ91镁锂合金薄板焊接工艺及接头组织性能研究

为了研究焊接电流对LZ91镁锂合金焊接接头组织和性能的影响,采用三种不同焊接电流（60 A、70 A、80 A）的脉冲钨极氩弧焊对1 mm厚的LZ91镁锂合金薄板进行了焊接,并利用金相光学显微镜、扫描电子显微镜、XRD、显微硬度仪和拉伸试验对焊接接头的微观结构和力学性能进行了表征,利用电化学工作站测试焊缝的耐腐蚀能力。结果表明：三种焊接电流条件下,焊接接头熔合良好,均无明显裂纹、气孔等焊接缺陷;其中70 A、80 A焊接电流的焊缝区较热影响区具有更小的晶粒;硬度以焊缝区最高,热影响区次之,均高于母材;焊接接头的抗拉强度均高于母材,其中焊接电流70 A时拉伸性能最佳,抗拉强度达到最大值125.20 MPa,伸长率保持在母材的35%以上;经电化学测试,在70 A焊接电流条件下得到的焊缝耐腐蚀能力最强。     

LY12铝合金搅拌摩擦焊接头组织与应力分析

为了研究不同焊接条件对LY12铝合金搅拌摩擦焊焊接接头组织和性能的影响,对3 mm厚LY12铝合金板进行了搅拌摩擦焊对接,观察分析在不同焊接条件下焊接接头微观组织的变化。并利用ANSYS软件模拟结果分析了焊接接头温度场及应力场分布情况。结果表明,LY12铝合金板材经搅拌摩擦焊接后,在焊缝区得到组织均匀、晶粒细小、平均晶粒尺寸细小的再结晶晶粒;焊接板材边缘区域为拉应力,其他区域均为压应力,而且压应力自搅拌针向外逐渐减小,最大压应力出现在搅拌针及轴肩所在区域。     

30CrMnSiNi2A钢电子束焊接接头的组织与性能研究

为了探究30CrMnSiNi2A钢电子束焊接接头的组织与性能,采用电子束焊接工艺对12 mm厚30CrMnSiNi2A钢进行了焊接,并对焊态及完全热处理态的接头进行了室温拉伸和冲击韧性试验。结果表明:该钢的电子束焊接工艺性良好;焊态及完全热处理态的接头拉伸断裂均位于母材,经完全热处理后的接头强度比焊态接头强度提高近一倍,略高于同状态下母材的强度,延伸率及断面收缩率与母材相当,室温冲击韧性略高于母材;焊态焊缝组织主要表现为粗大针状马氏体与残余奥氏体组织,经完全退火处理后焊缝及热影响区组织主要表现为回火马氏体组织和残余奥氏体组织,母材组织为回火马氏体及少量的残余奥氏体组织;接头与母材的冲击断裂均表现为韧性断裂。     

无针搅拌摩擦点焊技术

为了消除搅拌摩擦点焊固有的“匙孔”缺陷,采用无针搅拌摩擦点焊（probeless friction stir spot welding,P-FSSW）工艺,在不同的焊接参数下对新型铝锂合金2198-T8进行了点焊试验,并分析了点焊接头的金相组织及其力学性能。结果表明,无针搅拌摩擦点焊工艺可以有效消除“匙孔”缺陷,但受工艺限制,无针搅拌摩擦点焊焊接工艺较适用于低熔点合金及薄板焊接。     

TC4钛合金不同焊接方法焊接性及接头性能分析

为了研究TC4钛合金在不同焊接方法条件下的焊接性及接头性能,对TC4钛合金分别进行了氩弧焊、冷焊、激光焊、电子束焊以及电阻点焊试验,并对接头的强度、硬度、塑性、韧性、金相组织等进行了对比分析。试验结果显示,采用TA18焊丝,氩弧焊接头强度平均值为982.5 MPa,伸长率为7.5%,强度和塑性匹配良好;冷焊接头强度平均值974.5 MPa,焊缝区硬度低于热影响区,热影响区宽度0.7~1.0 mm,焊接变形改善明显;激光焊接头强度平均值956.5 MPa,伸长率达母材水平;电子束焊接头强度高于母材,塑性低于母材,热处理后接头强度升高,焊缝区存在金相组织的梯度分布;电阻点焊接头的熔核直径和抗剪力随焊接参数增大逐渐增大。研究表明,TC4 钛合金具有良好的焊接性,在弧焊、束焊和电阻焊工艺下,焊接性良好,焊接接头金相组织合理,强度、塑性等 力学性能指标匹配良好。