5A06铝合金/镀锌钢预置涂粉对接激光熔钎焊组织与性能

通过预置金属粉末的方法实现了5A06铝合金/镀锌钢异种金属涂粉的对接熔钎焊连接,获得了具有熔焊和钎焊双重特征的对接接头。运用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)分析了接头微观结构和成分,并测试了接头力学性能。结果表明:界面处形成了厚度不均的锯齿状金属间化合物层,化合物层由Fe2Al5和FeAl3组成,厚度约2.5~7μm。在镀锌钢的上表面钎焊界面处,金属间化合物层最厚,其厚度随激光功率的增加而增大。采用预置金属粉末,在合适的焊接参数下,可以控制金属间化合物层厚度最大不超过10μm,得到具有一定抗拉强度的铝/镀锌钢对接接头。     

铝/钢异种金属焊接接头组织与性能

采用冷金属过渡(Cold Metal Transfer,CMT)熔钎焊方法对6061铝合金和Q235镀锌钢进行对接焊接,采用金相显微镜、显微硬度计对焊接接头微观组织和硬度进行观察.结果表明:CMT技术可获得成形良好的铝/钢接头.随着焊接速度的降低,焊缝宽度增大;焊缝区为等轴晶和树枝晶组织,熔合区为柱状晶组织.硬度测试表明:接头的维氏硬度(HV)比母材低,过渡区硬度最高,为180,焊缝硬度较低,约为80,钢侧热影响区硬度为152,熔化区存在一定的软化.拉伸试验表明:试样在拉伸过程中发生明显的塑性变形,接头抗拉强度为134 MPa,为铝合金母材的72%.     

低碳钢与铝合金异种金属搭接激光-滚轮焊接

为了提高低碳钢与铝合金异种金属的焊接性能,采用激光-滚轮焊接工艺对低碳钢和铝合金搭接接头的焊接性能进行了研究,通过试验确定最佳工艺参数.采用激光显微镜和拉伸试验机分别分析了焊接接头组织和拉伸剪切性能.结果表明,随着激光功率的减少或焊接速度的增加,金属间化合物层厚度和接合宽度随之减小.随着滚轮压力的增加,金属间化合物层厚度随之增加.当金属间化合物层厚度为4～6μm,热输入量范围为375～800 J/cm时,拉伸剪切试样断裂位置均位于低碳钢母材侧.     

纳米TiO_2对SnAgCu无铅钎料组织和性能的影响

为提高钎料的抗热疲劳性,制备了添加纳米TiO_2的复合SnAgCu无铅钎料,对其组织、熔点、显微硬度和钎料接头力学性能进行了研究.结果表明,纳米TiO_2颗粒的添加明显细化了钎焊组织,改善了钎焊接头的力学性能和热稳定性能.其中添加0.5%纳米TiO_2颗粒的复合钎料具有最优的综合性能,与SnAgCu无铅钎料相比,熔点降低1.7℃,接头界面的金属间化合物(IMC)层厚度约为4.9 m,相比于SAC钎料(9 m)显著减小,抗拉强度和抗剪强度分别为69.3 MPa和72.6 MPa,分别提高了26.7%和21.2%.     

22MnB5超高强钢焊接接头强化性能

以22MnB5超高强钢淬火状态焊接接头为研究对象,进行了焊接过程中的机械旋压强化处理工艺试验,测试并分析了焊接接头的力学性能、显微组织和显微硬度耐蚀性。结果表明:焊接接头经过机械旋压后,会在接头表面形成一层塑性变形层,晶粒在压头旋压的作用下会被压扁拉长,其分布会更加均匀致密;焊接接头抗拉强度会达到940MPa左右,相对未处理的焊接接头抗拉强度提高了约100MPa,其显微硬度有小幅增加,但耐蚀性能变化不大。     

镀镍层对铜铝金属间化合物的影响

采用CMT焊对已镀镍T2和Al1060进行焊接,对接头的形貌及物相进行观察和分析,研究镀镍层厚度对铜铝焊接接头组织及性能的影响规律。结果表明:镀层厚度随着镀镍时间的增加呈现先增加后减小的变化趋势;镀镍层的存在使焊接接头处有含镍相的存在,表明镍层有效地阻断了铜铝之间的相互扩散;随着镀镍层厚度的增加,焊接接头处铜铝金属间化合物厚度减小;焊接接头最大抗拉强度为70.77MPa。     

焊接速度对钢/铝异种金属激光深熔焊接头特性的影响

为了解决钢/铝异种金属焊接接头力学性能较低的难题,采用无任何填充材料的光纤激光深熔焊接方法,研究了不同焊接速度对钢/铝搭接接头焊缝成形、界面组织和力学性能的影响.研究结果表明,随着焊接速度从2.4 m/min增加到3.3 m/min,钢/铝接头焊缝成形不断改善,且在焊接速度为3.0、3.3 m/min时,获得良好的焊缝成形.钢/铝接头界面金属间化合物层由Fe_2Al_5和Fe_4Al_(13)相组成,且增加焊接速度明显减小Fe_4Al_(13)相的数量及界面Fe_2Al_5层的厚度.接头拉伸剪切试验结果表明,当焊接速度为3.0 m/min时,钢/铝搭接接头的机械抗力值最高达137.1 N/mm.     

机械振动辅助铝合金CMT接头成形与组织

基于高频微振平台,进行6082铝合金机械振动辅助冷金属过渡焊接(CMT)试验,探究高频微振CMT工艺对焊接接头组织性能的影响.结果表明：施加振动后,焊缝余高略有增加,熔宽减小,熔深增大.当振动频率为1 119 Hz时,余高和熔深分别增加4.5%和23%.振动使热影响区宽度变窄,熔合线附近晶粒尺寸从原先的20μm减小到15μm.施加振动后,气泡逸出速度加快,柱状晶的生长趋势被抑制,晶粒细化,焊接接头软化区的硬度提高,接头硬度分布更加均匀.当振动频率为1 119 Hz时,焊缝软化区维氏硬度值达到最高为77.施加振动可以有效降低接头焊缝和热影响区残余应力.当振动频率为1 119 Hz时,焊接接头和热影响区最大残余应力平均值分别减小9.6%和6.3%,焊接接头力学性能得到提升.     

Ni-ZrO_2纳米复合涂层的制备及其耐磨耐蚀性能研究

采用电火花沉积和激光熔覆技术在45号钢基体表面沉积制备Ni-ZrO2复合涂层。通过研究涂层的显微硬度分布、耐磨和防腐性能发现:在900 W功率下,电火花沉积的Ni基过渡层质量较好,过渡层厚度达到了110μm左右,且与基体冶金结合具有较高的结合力。利用激光熔覆技术在Ni基过渡层上熔覆纳米ZrO2粉体(3Y-TZP),纳米ZrO2涂层平均厚度约为20μm。Ni-ZrO2纳米复合涂层的表面平均硬度为934.19HV0.1,最高硬度可达1 145HV0.1,相对于基体,硬度提高了3.8倍。摩擦磨损和腐蚀试验发现复合涂层的耐磨性能和耐蚀性能较基体都有明显的提升。     

T2/Al 1060CMT焊接接头组织及性能研究

采用冷金属过渡焊(CMT)技术对T2和Al 1060异种金属的焊接工艺进行研究。实验选用S301焊丝采用搭接方式在不同焊接规范下得到焊接接头,对接头物相及形貌进行观察和测试,研究焊接热输入对焊缝组织、力学性能及断裂特征的影响,测试焊缝的力学性能,讨论影响焊缝金属间化合物厚度的因素。结果表明:焊接接头处生成一层致密的金属间化合物,主要成分为CuAl_2、Cu_3Al_2、CuAl和铜在铝中的固溶体;随着焊接热输入的减小,金属间化合物层厚度不断减小,但焊接热输入过小时,焊缝润湿性差;焊接接头拉伸实验断口在接头处为脆性断裂;焊缝处维氏硬度高于两侧母材。     

激光焊接650MPa相变诱发塑性钢的组织与性能

采用固体Nd:YAG激光器焊接拉伸强度级别为650MPa、厚度为1.2mm的相变诱发塑性钢(TRIP)薄板,利用光学显微镜和电子显微镜研究了其不同焊接速度下对接焊缝的形貌和组织特点。测试了接头的硬度和抗拉强度,借助杯凸试验对比研究了激光焊接接头和母材的成形能力,并分析了焊接速度对接头组织、性能的影响。研究表明:TRIP钢的相组成主要是大量铁素体、贝氏体和少量的残余奥氏体;激光焊缝金属则主要由马氏体构成。焊缝金属或焊接热影响区的近缝区具有最高的硬度。焊缝金属的屈服强度和抗拉强度在垂直于焊缝方向与母材基本相同,但在平行于焊缝方向明显高于母材。与母材相比,激光焊接TRIP钢薄板的冲压成型能力明显下降。     

Correlation between microstructural features and tensile strength for friction welded joints of AA-7005 aluminum alloy

Similar friction welded joints of AA-7005 aluminum rods were fabricated using different combinations of process parameters such as friction pressure(1.0, 1.5 and 2.0 MPa) and friction time(10, 15 and 20 s). Interfacial microstructure and formation of intermetallic compounds at the joint interface were evaluated via scanning electron microscopy(SEM) equipped with energy dispersive spectrum(EDS), and optical microscopy(OM). Microstructural observations reveal the formation of intermetallic phases during the welding process which cannot be extruded from the interface. Theses phases influence the tensile strength of the resultant joints. From the tensile characteristics viewpoint, the greatest tensile strength value of 365 MPa is obtained at 1.5 MPa and 15 s. Finally, the role of microstructural features on tensile strength of resultant joints is discussed.     

退火态5083铝合金焊接接头组织与性能分析

采用连续挤压—拉拔—刮削光亮化技术制备的ER5356铝合金焊丝对退火态5083铝合金板材进行MIG焊接,并通过金相、扫描、硬度、拉伸等观察与测试手段对其焊接接头进行试验分析。结果表明:该技术制备的焊丝焊接效果良好,焊缝无裂纹、夹杂等缺陷;焊接接头各区域组织分布均匀,焊缝中心硬度最低,为68 HV,焊接接头抗拉强度为277 MPa,强度系数为92.3%,力学性能较好,完全达到了实际焊接要求和船舶使用需求。     

薄板铝合金的CMT焊接工艺

为了解决利用传统焊接方法焊接铝合金时容易造成生产效率低、焊接变形大以及夹钨、裂纹、气孔等缺陷,对6082-T6铝合金进行了冷金属过渡焊,并确定了最佳焊接工艺参数.利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对铝合金的焊缝成型、显微组织与相组成进行了分析.利用维氏显微硬度计和万能拉伸试验机测量了焊接接头的硬度和拉伸力学性能.结果表明,在最佳焊接工艺参数下6082-T6铝合金焊缝成型良好,其焊缝组织主要由α-Al固溶体组成.焊接接头的拉伸断裂位置处于热影响区,其最高拉伸强度约为母材的61%,拉伸断口形貌为塑性断口.     

T4处理后AZ91镁合金焊接接头组织演变规律

为了明确固溶(T4)处理工艺参数对AZ91镁合金焊接接头组织演变规律的影响,需要进行T4处理优化设计,确定最佳热处理工艺.热处理后分别采用光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验机对焊接接头的显微组织和力学性能进行分析.结果表明,T4处理可以改变接头的组织形态,影响第二相β-Mg17Al12的位置,增大晶粒尺寸,特别是粗晶区;较为合理的T4参数可以提高抗拉强度,提高塑性,降低硬度;AZ91镁合金固溶处理的最佳工艺条件为420℃×15 h,抗拉强度为274.28 MPa.     

铝镁合金板材MIG焊接接头组织与性能研究

通过拉伸、弯曲、硬度试验,金相及透射电子显微分析等方法,对铝镁合金板材熔化极惰性气体保护焊(MIG)焊接接头的力学性能和显微组织进行了研究.结果表明:采用铝镁锆合金焊丝焊接铝镁合金板材时,焊接效果良好,且焊接接头具有较好的力学生能,焊接强度系数达85％;显微硬度值在84～104之间,其中焊缝中心硬度最低.通过添加微量Zr细化焊缝晶粒及其Al3Zr粒子的析出,能显著改善焊接接头的力学性能和抗热裂性.     

Mg/Al固相连接接头扩散界面区的显微组织

为了得出铝镁固相连接的最佳工艺参数,获得组织性能较好的连接接头,采用固相连接技术对Mg/Al异种材料进行焊接.利用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、能谱分析仪(EDS)和显微硬度计对扩散界面附近的显微组织、元素分布及硬度分布进行分析,并应用XRD对接头组成相进行了分析.结果表明:界面区形成了显著的新相化合物层,即生成了Mg2Al3、Mg17Al12等脆性金属间化合物,扩散反应区显微硬度范围为HV 280~HV 350,在加热温度为440℃条件下,施加压力为800 N时,组织性能较好,并且保温时间越长,获得的接头组织性能越佳.     

Ni对金属粉芯型焊丝接头性能的影响

为了制备WQ960高强钢焊接所需的药芯焊丝,自行研制了Mn-Mo-Cr系金属粉芯型药芯焊丝,并在药芯中添加Ni粉来改善焊接接头的冲击韧性.利用拉伸试验、硬度试验和冲击试验等测试方法研究了Ni元素对焊接接头力学性能的影响.结合组织观察和化学成分分析方法,从组织结构的角度对Ni元素的影响机理进行了合理解释.结果表明,随着焊缝中Ni含量的增加,焊接接头的抗拉强度增大,但伸长率减小.当温度为-60~25℃时,焊缝冲击功呈现先增大后降低的趋势.随着Ni含量的增加,焊缝及热影响区硬度增大,焊缝最高硬度值为329. 5 HV,热影响区软化现象有所缓解.焊缝金属中加入适量的Ni元素具有提高焊接接头冲击功的作用,且最佳Ni含量为1. 22%.     

NiCr-Cr3C2 陶瓷涂层在锌铝腐蚀中的失效分析

运用超音速火焰喷涂技术在304不锈钢沉浸辊上喷涂NiCr-Cr₃C₂ 陶瓷涂层。将制备后的试样置于600℃铝质量分数为55%的熔融锌铝混合液中,并分析涂层在其中的腐蚀机理和失效过程。采用SEM 观察了原始粉末的形态并对涂层被腐蚀前后的形貌进行对比观察,采用EDS检测了NiCr-Cr₃C₂ 粉末的原始构成以及涂层被腐蚀后其中的元素变化。结果表明,NiCr-Cr₃C₂ 陶瓷涂层的孔隙率为2.9%,平均结合强度为82.76MPa,显微维氏硬度的平均值为1078.67HV。NiCr-Cr₃C₂ 陶瓷涂层在被沉浸1d后,在涂层中发现了元素构成的变化且有层次区分,NiCr-Cr3C2 涂层失效原因是Ni-Cr基体被Zn溶解,导致了涂层溃散,涂层中的Cr₃C₂也同时失去保护作用,并漂移到Zn-Al熔体中。