恒温超塑焊接接头断口分析

通过对４０Ｃｒ，Ｔ１０钢的同材或异材恒温超塑焊接接头的断口分析，提出超塑焊接接头是由冶金结合的焊合区及机械结合区、显微空隙等焊接缺陷构成的接头构成模型，可供超塑焊接工艺及质量检测参考。     

钢恒温超塑焊接后的热处理及其冲击性能

进行了４０Ｃｒ与４０Ｃｒ，４０Ｃｒ与Ｔ１０钢的同种材料及异种材料恒温超塑焊接后的热处理及冲击试验，分析了热处理对焊接接头性能的影响，试验表明，恒温超塑焊接接头有相当好的抗冲击性能，钢在恒温超塑焊接后根据不同要求可采取整体或局部热处理。     

异种钢恒温超塑焊接头特征区域分析

通过对40Cr/T10A钢试样及试样待焊面表层分别实施盐浴加热循环淬火、高频淬火及激光淬火的组织超细化预处理,借助于金相及电子显微分析技术,系统研究了异种钢恒温超塑焊接头区显微组织形貌、超塑性微观结构特征及其形成特点,提出了恒温超塑焊接头组织特征区域的构成模型.结果表明,恒温超塑焊接合面处存在着明显扩散行为,其接头的特征区域可分为界面超细晶区、过渡区、母材区;经超细化预处理的接头区在恒温超塑焊过程中呈现出典型的超塑性微观结构特征.     

焊接区表面高频淬火后钢的超塑焊接

探讨了结构钢与工具钢待焊接区表面高频淬火后超塑焊接的可行性及影响因素。试验表明,焊接区局部高频淬火后的结构钢与工具钢在其超塑变形温度及应变速率范围内,经短时超塑压接即可实现接头抗拉强度达到母材强度的固相焊接。     

Crl2MoV钢焊接区表面高频淬火后的超塑性焊接

对Crl2MoV钢进行表面高频淬火后超塑性焊接,选用的工艺参数为：加热温度为800℃,焊接时间t=5min,预压应力σ0=56．6MPa,初始应变速率ε0=2．5×10^-4s^-1。对接头组织进行了观察和分析。试验结果表明,焊接区局部高频淬火后的Crl2MoV钢在其超塑变形温度及应变速率范围内,经短时间超塑焊接,其接头抗拉伸强度可以达到母材值。     

TC4钛合金激光焊接接头超塑性变形力学行为研究

采用高温拉伸试验研究TC4钛合金激光焊接接头超塑性变形力学行为,引进变形不均匀系数K表征激光焊板超塑性变形过程中焊接接头与母材的变形不均匀性。结果表明:TC4钛合金激光焊接接头可承受高温超塑变形而不破坏,当初始应变速率低于10-2s-1时流变应力小于60MPa;接头的变形率及试样的变形不均匀系数随变形温度及应变速率的升高均先升高再降低。在900℃、10-2s-1时,接头超塑性变形率和试样的变形不均匀系数K值同时达到最高值46%和0.18,说明焊接接头具有较高的超塑变形能力,应变速率敏感性指数m值大于0.5。     

置氢TC4钛合金激光焊接接头超塑变形性能研究

摘 要: 置氢处理可以调节TC4钛合金激光焊接接头超塑性变形组织状态,提高焊接接头超塑变形组织均匀性;本项目采用置氢处理研究了TC4钛合金激光焊纵向焊缝接头超塑性变形行为,是置氢提高钛合金激光焊接接头超塑变形均匀性的基础性研究。主要研究了置氢量对TC4激光焊接接头峰值流变应力、焊板延伸率、组织均匀性的影响。研究表明：激光焊板超塑性变形中的峰值流变应力随含氢量的增大而增大,随变形温度的升高而降低,随变形速率的增大而增大;试样延伸率随含氢量的增大而减小,随变形温度的升高而增大,随变形速率的增大而减小。在含氢量0.291%,变形温度920℃,变形速率10-4S-1时,峰值流变应力最小达到20.7MPA,焊板延伸率达到最大312%。置氢TC4钛合金激光焊接接头可以承受超塑性变形而不破坏,在初始应变速率为10-3S-1和10-4S-1时,试样峰值流变应力低于80MPA。     

预置中间层的1.6C-UHCS/40Cr超塑性焊接工艺试验

基于对预置中间层的1.6C-UHCS/40Cr超塑性焊接工艺方案的优化设计,在非真空及无保护气氛下,进行了超塑性焊接工艺试验.试验结果表明:选用轧制态工业纯铁中间层,能有效改善1.6C-UHCS/40Cr超塑焊界面区的塑性变形能力,提高焊接性.在预压应力56.6 MPa、焊接温度750℃、初始应变速率1.5×10-4/s的条件下,经10 min压接,接头抗拉强度为702 MPa,比不加中间层的接头强度提高35％,达相同热力循环下40Cr母材的抗拉强度.     

组织超细化预处理工艺对超塑焊接头变形的影响

以结构钢（40Cr)与工具钢（T10A）为研究对象,探讨了压前2种不同组织超细化预处理工艺（整体循环淬火和高频淬火）对恒温超塑焊接接头变形的影响。试验结果表明：压前组织越细,其接头变形越大;与40C r侧相比,T10A侧接头变形均较大。     

980钢超窄间隙熔化极气体保护焊研究

以厚板980钢为对象,进行了超窄间隙熔化极混合气体保护自动对接焊试验,并依据《JB4708—2000钢制压力容器焊接工艺评定》国家标准,对980钢超窄间隙MAG焊接头进行了拉伸、弯曲和冲击试验,分析了显微组织、显微硬度和宏观形貌。结果表明,接头所有技术指标均满足国家标准要求,且焊接热影响区很窄,该区塑韧性损伤极小。     

具有中间夹层的1.6%C-UHGS/40Cr超塑性焊接接头组织和性能

采用工业纯铁中间层,在非真空、无保护气氛条件下,进行1.6%C-UHCS/40Cr的超塑性焊接试验。试验结果表明,采用工业纯铁中间层能提高1.6%C-UHCS/40Cr超塑性焊接接头界面塑性变形能力,促进扩散,改善接头区组织性能。在预压应力56.6MPa、焊接温度780℃、初始应变速率1.5×10-4/s的条件下,经15 min压接,接头强度可达560 MPa,比不加中间层的超塑性焊接接头强度提高了46%。     

不同组织超细化预处理下的异种钢超塑焊接

通过对40Cr/T10A钢试样及试样待焊面表层分别实施盐浴加热循环淬火、高频淬火及激光淬火的组织超细化预处理,探讨了钢待焊表面组织对40Cr/T10A异材恒温超塑焊(ISSW) 工艺及接头质量的影响.试验结果表明,钢待焊表面组织对ISSW接头的形成有重要影响.待焊面组织越细,ISSW所需焊接温度向低温区移动,初始应变速率向高应变速率区域移动,ISSW所需时间越短;即使待焊双方一方实施组织超细化,也可实现接头抗拉强度达到40Cr母材的强度,但ISSW所需压接时间稍长.ISSW属小变形焊接,接头变形主要集中在原界面附近的淬火区,且T10A侧的变形均大于40Cr侧.     

钢与铜合金超塑焊接接头形成过程物理模型

基于40Cr待焊面表层实施激光淬火组织超细化处理后,与QCr0.5异材实施恒温超塑性固态焊接可行性分析与接头形成过程分析,探讨了恒温超塑性固态焊接接头形成的物理模型.试验结果表明:焊接接头形成过程大致为:接合面紧密接触→界面处QCr0.5首先发生常规塑性变形、超塑性变形等→氧化膜破碎→新界面贴紧→QCr0.5磨痕凸起处与40cr发生连接→连接面积逐渐增大→界面两侧原子发生互扩散→形成界面冶金结合区、原界面消失.     

电场作用下1.6%C-UHCS/40Cr钢的超塑性焊接

基于对40Cr钢淬火后与经热机械处理超高碳钢1.6% C-UHCS电场作用下超塑性焊接可行性的分析,在非真空、无保护气氛下,进行了电场作用下1.6% C-UHCS/40Cr的超塑性焊接工艺试验.结果表明,当施加试样接正极、环状电极接负极的电场时,可明显提高40Cr钢淬火后与经热机械处理超高碳钢1.6% C-UHCS的超塑性焊接效果.与不加电场相比,当两者在外加电场＋3 kV/cm、预压应力56.6 MPa、焊接温度780℃、初始应变速率1.5×10-4/s的条件下,经20 min超塑性焊接,接头强度提高26.8%.     

结构钢与工具钢的恒温超塑性固相焊接

探讨了利用钢的恒温超塑性实现结构钢与工具钢固相焊接的可行性及最佳工艺参数，分析了影响超塑焊接的主要因素及焊接缺陷。     

Superplastic solid state welding steel and copper alloy based on laser quenching of steel surface

Based on the feasibility of isothermal superplastic solid state welding of steel and copper alloy, the welded surface of steel surface was ultra-fined through laser quenching, and then the welding process tests between different base metals of 40Cr and QCr0.5 were made under the condition of non vacuum and non shield gas. The experimental results show that, with the sample surface of steel after laser quenching and that of copper alloy carefully cleaned, and under the pre-pressed stress of 56.6 -84.9 MPa, at the welding temperature of 750 -800 ℃ and at initial strain rate of (2.5 - 7.5) × 10-4 s-1 , the solid state welding can be finished in 120 - 180 s so that the strength of the joint is up to that of QCr0.5 base metal and the expansion rate of the joint does not exceed 6%. The plastic deformation of the joint was further analysed. The superplastic deformation of the copper alloy occurs in welding process and the deformation of steel are little.     

Ultrasonic C-scanning imaging inspection of superplastic solid-state welded joint quality

Based on a large amount of dissection at welded interface and quantitative microscopic examination of welded rate, the suitable limit grey scale value was determined, and the welded rate of superplastic solid-state welding interface of heterogeneous steel was systematically studied by means of self-made ultrasonic C-scanning imaging inspection system. The experimental results show: the welded state of superplastic solid-state welding interface of heterogeneous steel can be conducted to be more accurately, reliably and quickly inspected by means of this system, and the ultrasonic testing results are good consistent with actual examination results of the interface defective distribution. Within the extent of the suitble welded rate ,thewelded rate in 40Cr/T10A superplastic welding process tested by this system is linear with its tensile strength of joint.     

待焊表面组织对异种钢超塑性焊接的影响

对40Cr／T10A钢试样及试样待焊表面分别用盐浴加热循环淬火、高频淬火及激光淬火的组织超细化预处理，探讨了钢待焊表面组织对40Cr／T10A异材恒温超塑焊（ISSW）工艺、接头组织及性能的影响。试验结果表明，钢待焊表面组织越细，ISSW所需焊接温度向低温区移动、初始应变速率向高应变速率区域移动、ISSW所需时间越短；即使待焊双方一方实施组织超细化，也可实现接头拉伸强度达40Cr母材强度的ISSW，但所需压接时间稍长。ISSW接头中存在着明显的“界面超细晶区”、“过渡区”等组织特征区域。