真空扩散焊热循环对2A14铝合金接头界面演变的影响

分别选取500,530,560 ℃焊接温度,进行2A14铝合金真空扩散焊,保温时间为60 min,焊接压力为4 MPa,真空压力低于3.4×10-3 Pa.焊后用扫描电镜(SEM)观察接头的焊合率、界面和母材组织形貌.结果表明,在500 ℃固溶线以下温度进行2A14铝合金扩散焊时,主要是界面微区塑性变形破碎氧化膜,实现局部微量的金属之间连接,焊合率很低.温度继续升高到530 ℃,超过固溶线温度,但小于Al-Cu共晶温度时,增加了界面CuAl2相结合机理,焊合率有明显提高.焊接温度在Al-Cu共晶温度以上,达到560 ℃时,CuAl2相完全溶解并在晶界生成共晶液相.该液相挤压、破碎界面氧化膜,并填充界面微孔,焊接接头界面呈正弦波状界面形貌,因而焊合率显著提高.根据这一分析结果,建立了晶界液相生成与界面氧化膜的破碎模型.     

扩散焊工艺对6063铝合金焊接接头性能的影响

分别采用固相扩散焊和瞬间液相扩散焊方法焊接6063铝合金。采用金相显微镜对扩散界面附近的显微组织进行了分析;采用万能试验机测试了焊接接头的抗拉强度。试验结果表明,在连接同种铝合金材料的情况下,固相扩散焊相比瞬间液相扩散焊能够获得更为良好的接头性能。在焊接温度540℃、焊接压力8 MPa、保温时间80 min时,固相扩散焊接头区域成分均匀,没有空洞等缺陷,抗拉强度为122 MPa,达到同种热处理条件下母材抗拉强度(130 MPa)的94%。     

石油连续管瞬时液相扩散焊双温工艺接头的组织与性能

采用瞬时液相扩散焊双温工艺对石油连续管CT80进行了焊接,使用氩气保护,铁镍非晶箔作为扩散焊中间层,焊接压力3~4 MPa。分析了接头的显微组织,测试了接头性能。结果表明,双温工艺参数为1210℃加热0.5 min,迅速冷却到1180℃保温4min时,扩散焊焊缝组织均匀,接头强度大于652 MPa。     

镁合金与钛合金的瞬间液相扩散焊

为实现镁合金AZ31B与钛合金Ti6A14V的可靠连接，研究了两者以Al为中间层的瞬间液相扩散焊接头的微观结构与连接强度。研究结果表明：当焊接时间为180min时，焊接温度是影响界面反应热力学与动力学的主要参数，其对接头的微观组织、接头界面新生相构成与连接强度有重要影响。保温温度低于450℃时，AZ3IB／AI界面无液相产生，无法实现AZ31B与Ti6A14V的可靠连接；保温温度在450℃～480℃变化时，温度对AZ31B／Al／Ti6A14V界面反应的动力学因素有明显影响，且直接决定了焊后接头新生相的构成与分布。470℃保温180min的接头剪切强度较高（72．4MPa），达到AZ31B母材（86MPa）的84．2％。     

Mg/Al异种材料扩散焊界面组织结构及力学性能

Mg/Al扩散焊接头界面区由铝板侧过渡层(Mg2Al3相)、中间扩散层(MgAl相)、镁板侧过渡层(Mg3Al2相)组成.SEM观察分析表明,在界面铝板侧扩散层与中间扩散层之间存在一定的扩散空洞,不利于获得接头性能优良的扩散焊接头.随着加热温度的升高界面抗剪强度呈现先增大再降低的趋势,当加热温度475 ℃,保温时间60 min及压力0.081 MPa时,接头可达到最大抗剪强度18.94 MPa.接头界面扩散区的显微硬度范围为260～350 HM,明显存在三个不同硬度分布区,随着加热温度的提高,扩散区的显微硬度及扩散区宽度也相应增加.     

扩散焊制备铜铝复合板的组织性能研究

采用真空扩散焊工艺方法制备铜铝复合板,对加热温度、保温时间、压力等焊接工艺参数对接头组织性能的影响进行正交试验,利用扫描电镜对焊接过渡区的性能进行了分析.试验结果表明:加热温度为540℃、保温时间为60min、压力为4×105MPa时,形成了良好的焊接接头,达到冶金结合.     

扩散焊工艺对316L钢接头力学性能影响及优化研究

为了提高紧凑高效换热器性能,文中以316L钢扩散焊接头为研究对象,对其在不同焊接温度、压力及保温时间等工艺下性能进行了协同研究。结果表明：接头强度和韧性均随焊接温度的升高而提高,当焊接温度超过1 060℃时,其屈服强度变化较小;接头的强度和韧性均随焊接压力的升高而提高,当压力超过10 MPa时,其强度变化趋势变化相对较小,但变形量较大;随着保温时间的延长,接头的屈服强度变化幅度较小,而抗拉强度和韧性则逐渐提高;焊接温度为1 060,1 120℃,焊接压力为10 MPa时,变形基本维持在2%左右;当焊接温度为1 120℃,焊接压力为7 MPa,保温时间为120 min时,接头性能略高于连接压力为10 MPa时的强度,但变形百分比可降低到1.3%左右。因此,当焊接温度为1 060℃时,焊接压力为10～13 MPa,保温时间为60～120 min为推荐的较优工艺参数;当焊接温度为1 120℃时,焊接压力为7～10 MPa,保温时间为60～120 min为推荐的最优工艺参数。     

AZ91镁合金/7075铝合金异种金属扩散焊

采用真空扩散焊对AZ91镁合金,7075铝合金进行了扩散连接,对焊接接头进行金相显微组织分析.并利用显微硬度计和微机控制电子万能试验机对接头界面扩散区的显微硬度和接头抗剪强度进行分析.研究结果表明.焊接温度和保温时间对接头抗剪强度有显著影响,在连接温度为470℃,保温时间为60min时,过渡层宽度为34.36μm,接头...     

GH3230合金TLP扩散焊工艺试验

针对航空发动机热端部件结构材料GH3230合金,设计并制造了2种TLP扩散焊用非晶态中间层,并开展了TLP扩散焊工艺试验。分析了非晶态中间层、保温时间和焊接温度对GH3230合金TLP扩散焊接头微观组织与力学性能的影响;分析了TLP扩散焊的焊接过程中组织和元素分布情况,确定了液相最大宽度和等温凝固完成需要的时间。结果表明,厚度0.025～0.035 mm表面光滑的2号中间层在几种工艺参数条件下均获得了较好的焊接质量,更加适合GH3230合金TLP扩散焊焊接;保温时间从2 h增加到8 h,等温凝固区缺陷不断减少,接头强度先升高后降低,保温4 h时强度达到最高;焊接温度从1 180 ℃升高到1 220 ℃,等温凝固区晶粒逐渐长大, 强度先增加后减少,1 200 ℃×4 h的条件下接头强度达到最高为887.68 MPa,为母材强度的97.6%,且弯曲90°后焊缝没有开裂。GH3230合金TLP扩散焊在保温2 h达到了最大液相宽度70 μm,等温凝固过程的完成时间在2～4 h之间。     

挤压态AZ31镁合金扩散焊及焊后热处理研究

以AZ31镁合金作为研究材料,首先对AZ31镁合金板材进行退火温度300℃、保温时间30min的焊前预处理,将预处理后的AZ31镁合金进行扩散连接,之后对焊接接头进行焊后热处理。结果表明:扩散连接工艺参数为真空度15Pa、压力l0MPa、温度470℃、保温时间90min时,接头剪切强度达到最大值41.32MPa。焊后热处理能显著提高AZ31镁合金焊接接头强度,将工艺参数为470℃×90min扩散焊接后的试样进行350℃×5h的焊后退火,接头的剪切强度进一步提高到49.29MPa,提升了20%左右。     

GH4413镍基高温合金液相扩散焊接头 微观组织及性能研究

以BNi-2作为填充合金材料使用液相扩散焊对GH4413合金进行了连接,研究了在焊接温度为1 030℃和1 080℃,保温时间分别为30 min和60 min等不同焊接参数下GH4413镍基高温合金的接头微观组织、成分分布和显微硬度。扫描电镜(SEM)以及能谱分析结果表明,当焊接温度为1 080℃,保温时间为60 min时,钎缝组织中形成了性能良好的固溶体,并且随着焊接温度的升高和保温时间的增加,钎缝的宽度增加,钎料元素向母材中的扩散深度逐渐增加,在母材近缝区形成了金属间化合物。     

挤压态AZ91镁合金真空扩散焊接

采用再结晶退火的方式对挤压态AZ91镁合金晶粒细化,并将细化后的镁合金进行真空扩散焊研究.剪切试验结果表明,在固定压力为10 MPa和真空度为16 Pa的条件下,扩散焊温度470℃、保温时间90 min时,抗剪强度最大为52.83 MPa.在一定范围内升高焊接温度,接头强度有所提高,扩散焊温度和保温时间共同影响扩散焊接头的性能.试样焊接表面的处理,对焊接效果有明显影响.     

焊态及焊后热处理熔敷金属组织及硬度分析

采用D132焊条在45钢母材金属上进行焊条电弧堆焊,熔敷金属为两层。为了减小熔敷金属内的焊接残余应力,改善其组织结构和硬度,对试样进行焊后热处理,回火温度分别为400℃、550℃和700℃,保温时间均为2 h。分析焊态及焊后热处理的熔敷金属显微组织和硬度,试验结果表明:焊态时的熔敷金属存在魏氏组织,但随着热处理温度的升高,魏氏组织消失,残余奥氏体的含量却在增多;对比发现,熔敷金属硬度值在回火温度为400℃时最大,在回火温度为700℃时最小,回火温度为550℃时熔敷金属的硬度值处在二者之间,由此可见,随着温度升高熔敷金属硬度值却在下降。     

焊接残余应力的分布和焊后热处理的应力松驰作用

通过钻盲孔法研究了里海型焊接试板焊接残余应力的分布和焊后热处理对焊接残余应力松驰的影响，讨论了适合生产实际的焊后热处理条件。结果发现，在焊缝区及其周围存在着高焊接残余拉应力，且纵向应力远大于横向应力。焊扫热处理能够显著降低焊接残余应力，并且焊后热处理温度越高，应力松驰效果越好。对于一般的工程需要，焊后热处理温度下限定于550℃较适宜，可使应力松驰率达到80％以上。在强烈腐蚀环境中工作的压力容器，为防止诱发应力腐蚀开裂，应选择620℃、30min或1h保留的焊后热处理，此时应力松驰率可达到90％以上。在热处理温度低于规范温度时，延长保温时间对于焊接残余应力的松驰影响不大。     

焊接残余应力的分布和焊后热处理的应力松弛作用

通过钻盲孔法研究了里海型焊接试板焊接残余应力的分布和焊后热处理对焊接残余应力松弛的影响 ,讨论了适合生产实际的焊后热处理条件。结果发现 ,在焊缝区及其周围存在着高焊接残余拉应力 ,且纵向应力远大于横向应力。焊后热处理能够显著降低焊接残余应力 ,并且焊后热处理温度越高 ,应力松弛效果越好。对于一般的工程需要 ,焊后热处理温度下限定于5 5 0℃较适宜 ,可使应力松弛率达到 80 %以上。在强烈腐蚀环境中工作的压力容器 ,为防止诱发应力腐蚀开裂 ,应选择 6 2 0℃、30min或 1h保温的焊后热处理 ,此时应力松弛率可达到 90 %以上。在热处理温度低于规范温度时 ,延长保温时间对于焊接残余应力的松弛影响不大     

Fe3Al/Q235扩散焊接头的抗剪强度及组织性能

采用真空扩散焊技术对Fe，Al金属间化合物与Q235低碳钢进行了焊接。用拉压试验机测定了不同焊接工艺参数下Fe3Al／Q235扩散焊接头的抗剪强度，用扫描电镜(SEM)分析了Fe，Al／Q235扩散焊接头的组织性能，提出了合适的扩散焊接工艺参数。试验结果表明，加热温度1040～l060℃、保温时间45～60min，并保持焊接件不变形的情况下(压力p=12～15MPa)，可以获得组织性能良好的Fe3Al／Q235扩散焊接头。     

16Mn钢的瞬间液相扩散焊接头微观组织

采用Si68B5Ni的非晶箔带对16Mn低合金钢进行了瞬间液相扩散焊焊接,观察了接头的组织形貌,定性分析了焊缝区域各元素的分布特征.结果表明:采用Si68B5Ni非晶箔带对16Mn低合金钢进行瞬间液相扩散焊时.中间层润湿性和铺展性良好;经试验,最终确定了合理的工艺参数:升温速度为50℃/s,焊接温度为1150℃,保温时间为3min,焊接压力为12.7 MPa.     

Mg/Al异种材料真空扩散焊界面区域的显微组织

采用真空扩散焊技术对Mg／Al异种材料进行了焊接。采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、显微硬度计及X射线衍射(XRD)对扩散界面附近的显微组织及性能进行了试验研究。试验结果表明，Mg／Al异种材料真空扩散焊在加热温度Tp=450-490℃，压力强度P=0．08-0．10MPa，保温时间t=40-60min时能得到良好的扩散焊接头。扩散焊界面过渡区形成了致密的新相化合物层，断口形貌呈粗糙暗灰色，以解理断裂为主并伴有脆性的混合型断口，扩散界面过渡区生成了MgAl、Mg3Al2、Mg2Al3等金属间化合物。     

焊后热处理对L245NCS微合金钢焊接残余应力的影响

采用履带式电加热法对L245NCS微合金钢焊接接头进行了不同退火温度和不同保温时间的焊后热处理,采用小孔法测量焊接残余应力。结果表明,560℃退火保温3.0 h焊后热处理方案和620℃退火保温1.5 h焊后热处理方案对降低焊接残余应力均较明显,其中560℃×3.0 h焊后热处理消除残余应力的松弛率在50%左右,620℃×1.5 h焊后热处理方案消除残余应力的松弛率基本高于80%,说明延长保温时间并不能有效地降低焊接残余应力。620℃×1.5 h焊后热处理方案对于消除L245NCS微合金钢焊接残余应力更为有效。     

以镀层铜为中间层的Cu-0.15Zr/GH3030扩散焊接头组织性能分析

采用镀层铜为中间层,在温度为600,650,700,750和800℃,保温时间45 min,焊接压力15 MPa下对Cu-0.15Zr/GH3030进行真空扩散焊,并对接头组织性能分析.结果表明,温度升高使扩散区变宽,孔隙减少.700℃时,组织以α固溶体、Ni/Al的富铬碳化物相为主,且分布均匀.750℃时,析出强化相增多,但出现孔洞,Cu-0.15Zr软化严重,接头变形量大.温度过低或过高,拉伸试样均在Cu-0.15Zr侧断裂.断口韧窝为非等轴状,Cu-0.15Zr侧现蛇形滑移线,两侧韧窝底部均有第二相,断裂类型为沿晶韧性断裂.综合焊合率、变形量、力学性能得保温时间45 min,焊接压力15 MPa,焊接温度700℃为最佳参数.