液相分离对T2紫铜/316L不锈钢接头组织及性能的影响

采用钨极氩弧焊填充纯铜焊丝进行T2紫铜/316L不锈钢异种金属焊接工艺试验,分析了接头微观组织的形成机制. 结果表明,使用纯铜焊丝时,铁-铜液相分离对铜/钢焊缝组织的形成起主导作用. 以铜为基体的焊缝中分布着大量由铁-铜初次液相分离形成的富铁球,在其内部还分布有标志着铁-铜二次液相分离的富铜相. 富铁球内的析出相在表面能梯度和密度差的作用下,向富铁球中心呈球状聚集. 由于成分和所处区域的冷却速率不同,富铁球呈现不同的形貌. 基于熔池边界凝固理论,分析了接头铜/钢界面未混溶区宏观偏析机制. 填丝焊时,熔池边缘形成非等温边界. 纯铜焊丝制备接头铜/钢界面处液态钢母材的温度高于熔池主体,导致岛状和半未混溶区的形成. 接头的铜侧存在由粗大晶粒和正常尺寸晶粒组成的软化区,拉伸试样均断裂于此,抗拉强度达到铜母材的81.7%.     

合金元素对铜/钢接头连接机理及性能的影响

采用HS201实心焊丝、Cu-Si药芯焊丝、Cu-Ni药芯焊丝3种不同的焊接材料对T2铜和304不锈钢异种金属进行了熔化极气体保护焊接试验.主要研究了合金元素(Si,Ni)对T2铜/304不锈钢连接机理及焊接接头微观组织、力学性能的影响.结果表明,采用3组焊丝得到的焊缝成形良好,且焊接接头的横截面均未出现明显的宏观缺陷...     

三元复合驱采油用X65管线钢的焊接与腐蚀行为研究

以三种不同的异种金属焊丝和同质焊丝为填充材料,采油手工钨极氩弧焊(TIG)的方法对X65管线钢进行了焊接处理,对比分析了不同填充材料下焊接接头的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能。结果表明,三种异种焊丝的焊接接头的焊缝组织都是以马氏体为主,并含有少量残余奥氏体,而同质焊丝焊接接头的焊缝组织为针状铁素体和贝氏体;异种焊丝焊接接头的屈服强度和抗拉强度都高于同质焊丝焊接接头,且随着焊丝中Cr/Ni比例的增加,异种焊丝焊接接头的的屈服强度和抗拉强度逐渐增加;三种异种焊丝焊接接头的耐腐蚀性能优于同质焊丝焊接接头,且随着异种焊丝中Cr/Ni比例的增加,焊接接头的耐腐蚀性能变好。     

焊丝匹配对304/Q345异种钢激光-MAG复合焊接头组织和力学性能的影响

采用激光-MAG复合焊方法,选择Cr,Ni含量不同的ER308L,ER309L不锈钢焊丝作为填充材料,填充形式分别为ER308L+ER309L(其中ER309L作为过渡层)和单独ER308L,对304奥氏体不锈钢和Q345低合金钢进行焊接,对所获得的焊接接头进行显微组织、基本力学性能进行分析研究。结果表明:不同的焊丝填充形式下,异种接头焊缝处均出现了下贝氏体、δ-铁素体和奥氏体。焊缝硬度值最高,ER308L填充焊缝达到HV489,ER309L+ER308L焊缝硬度略低,为HV451;热影响区硬度值为HV200~HV250;采用ER308L+ER309L焊丝作为填充金属所得接头的抗拉强度略低于采用ER308L焊丝填充的接头,但其冲击韧性更好。     

钛合金/不锈钢冷金属过渡焊接头组织及性能

采用铜基填充金属对TC4钛合金、304不锈钢进行冷金属过渡焊接,分析了钛合金/不锈钢接头的界面组织、力学性能及腐蚀性能.结果表明,采用冷金属过渡连接方法实现了TC4钛合金和304不锈钢的焊接.钛合金/不锈钢接头主要由焊缝金属、不锈钢-铜焊缝界面和钛合金-铜焊缝界面组成.钛合金/不锈钢接头的拉剪强度为306 MPa.由于...     

铜/钢异种金属CMT熔钎焊填充材料影响分析

采用S201和S211两种焊丝对铜/钢异种金属CMT熔钎焊特性进行比较研究,发现在相同(或相近)的CMT焊接工艺条件下,S211焊丝在母材上的铺展性明显优于S201焊丝;虽然采用S211焊丝的焊缝抗拉强度有所提高,但是在某些条件下容易产生焊接热裂纹,而使用S201焊丝的焊缝具有较高的抗热裂性;综合考虑,S201焊丝更加适合铜/钢异种金属CMT熔钎焊。     

填丝对马氏体不锈钢接头组织与性能的影响

试验采用ER308焊丝填充材料,调整AISI420马氏体不锈钢TIG焊缝微观组织,改善其接头力学性能。结果表明,随着ER308焊丝填充量的增加,420马氏体不锈钢TIG焊缝金相组织由典型的板条状组织转变为板条与枝晶混合组织,最终转变为全枝晶组织。通过直读光谱法测量焊缝位置元素含量变化,发现填充ER308焊丝后,焊缝中C含量减少,Cr,Ni含量增加。这一变化使得焊缝金属马氏体转变起始温度降低,导致室温焊缝中马氏体相比例减小。维氏硬度测试与拉伸试验表明,ER308焊丝填充材料可显著提升AISI420马氏体不锈钢TIG焊接头的塑韧性。     

钛合金/铜-镍/不锈钢焊接接头的组织与性能

采用铜-镍复合填充金属进行了钛合金和不锈钢的冷金属过渡焊接,借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪研究铜-镍复合填充金属对钛合金/不锈钢焊接接头微观组织和力学性能的影响.结果表明,添加铜-镍复合填充金属后得到了无焊接缺陷的钛合金/不锈钢焊接接头.接头中形成了硬度相对Ti-Fe,Ti-Cu金属间化合物较低的TiNi金属间化合物,改善了钛合金/不锈钢焊接接头的拉伸性能.当焊接电流为182 A时,钛合金/不锈钢接头的拉剪强度最大为348 MPa.钛合金/不锈钢接头由不锈钢-焊缝金属界面、不锈钢-纯镍-钛合金界面、钛合金-焊缝金属界面和焊缝金属组成,接头中形成了Ti-Cu,Ti-Ni,Al-Cu-Ti和Al-Ni-Ti-Fe-Cu金属间化合物.随着焊接电流的增大,钛合金侧界面反应层的显微硬度逐渐增大,且反应层的宽度也逐渐变宽.     

基于CuSi3焊丝的激光熔钎焊钢/铝异种金属工艺分析

采用直径1.6 mm的CuSi3焊丝对钢/铝异种金属进行激光填丝熔钎焊.使用光学显微镜观察了焊缝宏观成形,利用SEM,EDS,XRD分析了接头微观组织,通过原位纳米压痕仪和拉伸试验机测试了接头力学性能.结果表明,采用CuSi3焊丝实现了6061铝合金和镀锌板的激光搭接熔钎焊,优化了工艺参数,获得了成形良好的焊缝.焊缝呈现三个特征区:钢侧界面区、焊缝中心区和铜焊丝/铝过渡区.进一步研究表明,铜焊丝/铝过渡区组织包含Cu₉Al₄和CuAl₂金属间化合物,呈现带状、粗大骨架状、细小骨架状夹杂层片状和树枝状四种形貌.铜焊丝/铝过渡区硬度远高于相邻区域,粗大骨架状区域硬度最高达到9.97 GPa,拉伸断裂于粗大骨架状区域,断口呈现脆性断裂.     

铝/钢CMT熔-钎焊接头微观组织及力学性能研究

使用CMT熔-钎焊技术以ER4043(A1Si5)焊丝作为填充金属对6061铝合金及表面预涂特种钎剂的304不锈钢异种材料进行了焊接。使用SEM、EDS、XRD及显微硬度试验对焊接接头的显微组织及力学性能进行了研究。结果表明:铝和不锈钢的CMT熔-钎焊缝成形良好,且熔化的焊丝向不锈钢侧铺展比较理想。焊接接头由热影响区、熔合区及钎焊界面层组成。热影响区及熔合区的组织为α-Al固溶体和Al-Si共晶相;在钎焊界面层形成一定厚度的化合物层,主要为FeAl_2相及Al_(0.5)Fe_3Si_(0.5)三元相。拉伸断裂于焊缝/钎焊界面层,断口为脆性断裂,接头强度为84.1MPa。     

Dissimilar metal joining of aluminum alloy to galvanized steel with Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu and Zn-Al filler wires

Aluminum alloy sheets were lap joined to galvanized steel sheets by gas tungsten arc welding (GTAW) with Al-5% Si, Al-12% Si, Al-6% Cu, Al-10% Si-4% Cu and Zn-15% Al filler wires. Different amounts of Si, Cu and Zn were introduced into the weld through different filler wires. The effects of alloying elements on the microstructure in the weld and tensile strength of the resultant joint were investigated. It was found that the thickness of the intermetallic compound (IMC) layer decreased and the tensile strength of the joint increased with the increase of Si content in the weld. The thickness of the IMC layer could be controlled as thin as about 2 μm and the tensile strength of the dissimilar metal joint reached 136 MPa with Al-12% Si filler wire. Al-Si-Cu filler wire could result in thinner interfacial layer than Al-Cu filler wire, and fracture during tensile testing occurred in the weld for the former filler wire but through the intermetallic compound layer for the latter one. A Zn-rich phase formed in the weld made with Zn-15% Al filler wire. Moreover, the Zn-Al filler wire also generated thick interfacial layer containing a great amount of intermetallic compounds and coarse dendrites in the weld, which led to a weak joint.     

采用不同结构Cu/V填充层的钛合金/不锈钢电子束焊接试验

对采用不同结构Cu/V填充层的钛合金与不锈钢电子束焊接头横截面形貌、微观组织及力学性能进行了分析.结果表明,采用片层结构的Cu/V填充层进行焊接时,焊缝组织由钒基固溶体、铜基固溶体及铁基固溶体组成,但由于焊缝底部有钢层未熔,形成未熔合缺陷,接头强度为288 MPa.采用楔形结构的Cu/V填充层,在保持接头固溶体过渡组织结构特征的同时,消除了未熔合缺陷,接头抗拉强度达到385 MPa.未熔钒层为接头力学性能薄弱区域,不同结构填充层的焊接接头断裂均发生于未熔钒层处.     

镍对铜/不锈钢GTAW接头导电性及腐蚀性能的影响

针对新型铜/不锈钢单缝直焊型电解铜永久阴极板焊接接头的特殊要求，采用S201，S231和CuNi-7三种不同Ni含量的焊丝对T2紫铜与316L不锈钢进行GTAW焊，并对接头微观组织、成分、电导率和耐腐蚀性进行了分析.结果表明，三种不同Ni含量的焊丝所得焊缝界面清晰、无明显的宏观焊缝缺陷，但Ni含量的增加会对焊缝表面成形有一定影响；Ni含量低时会使钢侧焊缝中产生少量微裂纹，而随着Ni含量的增加焊缝中条状和块状Ni-Cr-Fe相随之增加；随着焊缝中Ni含量的增加，铜/不锈钢接头的电导率有所下降，这与焊缝中存在的Ni-Cr-Fe相数量成反比；铜/钢接头中Ni含量的增加可较为明显地提高铜/钢接头在酸性条件下的耐腐蚀性能.     

30CrMnSi/Cu/V/TC4电子束焊接试验研究

使用Cu/V中间层实现了30CrMnSi合金钢与TC4钛合金的电子束焊接,探究了接头组织和性能特征.结果表明,通过添加Cu/V过渡层金属可以避免Ti-Fe元素的直接混合反应生成脆硬的金属间化合物.焊缝不同区域分布着不同组分及性能的特征相,靠近钢侧焊缝为偏聚形成的富Fe相与富Cu相,靠近钛侧焊缝在形成Ti-V固溶体的同时...     

电子枪零件钽钼激光焊接显微结构和性能分析

采用脉冲固体激光器电子枪零件钼和钽进行激光焊接工艺试验,利用金相显微镜、扫描电镜、万能材料试验机、电子显微硬度分析仪、X 射线衍射仪、振动台、电子枪真空除气系统等研究了电子枪金属零件焊缝焊接表面成形、接头区域的组织形貌、界面元素分布、断口形貌、显微硬度与接头力学性能、焊接接头物相、电子枪随机振动及工作状态下电性能和热性能。 结果表明,优化焊接参数后焊接的电子枪经受了在微波管中连续高温工作的考验。 振动试验和电子枪性能试验检验了电子枪组件的焊接牢固程度和焊接质量,验证了激光焊接工艺在小批量微波管研制、生产和应用过程中的可靠性。     

Towards attaining dissimilar lap joint of CuCrZr alloy and 316L stainless steel using friction stir welding

CuCrZr alloy (Cu-0.8wt-%Cr-0.1wt-%Zr) and 316L stainless steel (Fe-0.03wt-%C-16wt-%Cr-10wt-%Ni) plates were successfully friction stir lap welded resulting in significant mechanical mixing of the two matrix elements, Cu and Fe, in the stir zone. The severe mixing not only led to improved load bearing response but also leads to form Cu-rich and Fe-rich regions in the weld nugget. The formation of these phases governs the failure mechanism of the joint. Tensile properties of the weld showed promising response when compared with joints made for the similar alloy pair by other welding techniques. This suggests strong feasibility of applying FSW for joining Cu and steel for nuclear applications.     

化学镀锡钎料钎焊黄铜的接头组织和力学性能

采用化学镀方法在BAg45CuZn钎料表面镀覆微米锡层,并用镀锡银钎料以火焰钎焊工艺连接H62黄铜。借助金相显微镜、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别分析锡化学镀层、H62黄铜钎焊接头的显微组织和物相,并利用万能拉伸机和SEM表征钎焊接头的抗拉强度和断口形貌。结果表明,锡化学镀层结晶晶粒呈现明显的(110)、(210)择优取向,化学镀锡银钎料连接的接头中母材与钎缝结合紧密,接头组织中富Cu相减少,出现Cu_5Zn_8化合物相。随着基体钎料表面镀锡含量升高,钎焊接头的抗拉强度呈现先升高后降低趋势。在化学镀锡含量为6.0%(质量分数)时,钎焊接头的抗拉强度为353MPa。镀锡前后钎焊接头的拉伸断口均呈现韧性断裂。     

Effect of welding speed on microstructure and corrosion resistance of Al–Li alloy weld joint

The corrosion resistance of a weld has a great impact on the service life of the joint. Changes in welding parameters can cause changes to the heat input, which affect the formation of the weld bead and the precipitation of the second phase, which determines the corrosion resistance of the weld. In this paper, the effect of a change in the welding speed on 2195 aluminium–lithium (Al–Li) alloy joints welded by laser and metal inert gas (laser-MIG) hybrid welding using Al–Si welding wire was studied. The macrostructure and microstructure of the weld were characterized by optical microscopy, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy. The results show that the predominant precipitates in the laser-MIG hybrid welded Al–Li alloy were the θ (Al₂Cu) and T (Al–Li–Si) phases. As the welding speed increased from 11.5 mm/s to 16.5 mm/s, the heat input decreased, and the amount of the precipitated phase increased. Intergranular corrosion and electrochemical experiments were carried out on the weld seam, and the corrosion resistance was tested. With increasing welding speed, the corrosion resistance of the weld decreased. The high potential of the precipitated phase decreased the corrosion resistance of the weld joint.