热处理对摩擦焊接头组织与性能的影响

研究了热处理对摩擦焊接头力学性能和显微组织的影响。研究结果表明,焊前热处理对摩擦焊接头的组织与性能有显著影响。正火态与调质态母材相比,后者可得到强韧性较高的接头。文中对产生不同摩擦焊接热影响区显微组织的机理进行了探讨。采用适当的焊后接头局部回火热处理可改善焊缝韧性。     

碳钢惯性摩擦焊接头的组织和强度

对Ｑ２３５钢惯性摩擦焊接头进行了超声检测,观察了典型接头包括含缺陷和无缺陷接头的微观组织,并做了拉伸试验和冲击试验。试验证明,碳钢惯性摩擦焊接头的接合面晶粒细小,静强度很高,接合面的缺陷对静强度影响不大,但使接头的冲击韧性大大下降;超声检测用于碳钢惯性摩擦焊接头,能有效地检出缺陷。     

Ti600/TC17钛合金惯性摩擦焊接头组织与力学性能研究

采用惯性摩擦焊方法对TC17和Ti600钛合金进行了连接,着重分析接头焊态和热处理条件下的组织特征与力学性能。接头焊态TC17一侧：在热力影响区原始β晶粒发生破碎,晶界以及晶内α相扭曲变形;在再结晶区β晶粒发生动态再结晶形成细小的等轴晶粒,晶内为亚稳态的β相;接头Ti600一侧：在热力影响区片层组织随着金属流动发生变形;在再结晶区,α片层团簇发生再结晶形成大量细小的α片层团簇片层。经过热处理后,TC17钛合金一侧亚稳态β相析出细小的层片状α相,Ti600钛合金一侧层状α相长大,但是不明显。热处理使接头的显微硬度升高,TC17钛合金焊缝一侧显微硬度增加明显。接头抗拉强度与Ti600母材相当,断裂发生在Ti600钛合金一侧,断口为典型的杯锥状断口。     

焊后热处理对Cu-Cr-Zr合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能的影响

对5 mm厚Cu-Cr-Zr合金板进行搅拌摩擦对接焊,在不同时效温度(400,450,500℃)下对接头进行热处理,研究了热处理对接头组织和力学性能的影响.结果表明:焊后热处理后,焊核区晶粒尺寸未发生明显变化,热机影响区弯曲变形的晶粒基本消失;焊后热处理后,在焊接过程中固溶至基体中的强化相重新析出,但500℃焊后热处理...     

Ti2AlNb合金板材的成形性能研究

本文通过板材不同温度下的本构关系,板材在不同温度下的成形极限,板材在设定温度的不同应变速率条件下的成形性能参数的试验研究,评价Ti_2AlNb合金板材的成形性能,为该材料不同钣金成形方式提供基础数据参考。     

Ti2AlNb基合金等离子表面渗铬层组织结构对耐磨性能的影响

低硬度和较差的耐磨性制约了钛铝基合金在航空领域的应用。为了提高Ti2AlNb合金的表面硬度和耐磨性,采用双层辉光等离子表面合金化技术对Ti2AlNb合金表面进行渗Cr处理,并对其微观组织、扩散特性及显微硬度和耐磨性进行了分析测试。结果表明：经等离子渗铬处理后,可获得约25μm的合金层;渗层中Cr含量随渗层深度有显著变化且在高温条件下因各原子扩散能力的差异,以基体中Al和Nb量的变化为主,在渗层的不同区域形成不同的相,表层以含Cr2Nb的Laves相和Al8Cr5相为主,而在渗层和基体的交界处形成新的无序O相（Ti25.36Al18.44Nb）;渗层硬度值由外层的HV1125逐渐过渡到基体的HV432,渗层与基体的界面处由于无序O相的析出而硬度最低。渗Cr处理将合金的摩擦因数由原来的0.24降低到0.15,磨损率降低了60%以上。     

焊前和焊后热处理对2195铝锂合金双面搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

采用双面搅拌摩擦焊方法对6 mm厚2195铝锂合金板进行焊接,对比研究了焊前与焊后热处理(410℃×1 h退火+510℃×1 h固溶+155℃×1 h人工时效)对接头显微组织及力学性能的影响.结果表明:焊前热处理的接头焊核区晶粒呈细小等轴状,平均晶粒尺寸约为9.2μm,而焊后热处理的焊核区晶粒发生了异常长大现象,平均晶...     

摩擦焊接及共工艺发展

摩擦焊是一种先进的制造工艺，在各行各业中有着广泛的应用，文章介绍了摩擦焊接的特点、分类、常见缺陷及最新工艺的发展。     

6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的组织和性能

对4mm厚6061-T6铝合金进行了搅拌摩擦焊焊接,采用组织观察,拉伸试验和静态腐蚀失重试验对搅拌摩擦焊接头的显微组织和力学性能及腐蚀性能进行了研究。结果表明:接头焊核区发生了动态再结晶,形成了细小的等轴晶,热机影响区晶粒发生了较大程度的变形,热影响区晶粒发生了粗化;焊接速度为160mm·min-1时,接头的抗拉强度达到215MPa,为母材的76%,接头的断裂形式为韧性断裂;接头显微硬度分布曲线呈W形,沿焊缝中心线基本对称,前进边热影响区硬度低于母材的,是接头的薄弱环节;焊接速度为160mm·min-1时,焊缝的耐蚀性比母材的好。     

纳米SiC颗粒对镁合金搅拌摩擦焊接头性能影响研究

为提高AZ31镁合金焊接接头的综合性能,文章分别研究了无纳米SiC-1道次、添加纳米SiC-1道次和SiC-4道次的搅拌摩擦焊焊接接头,通过光学显微镜、显微硬度仪和拉伸试验机分析了焊接接头的微观组织与力学性能;利用电化学工作站研究了接头的腐蚀行为,采用扫描电镜、EDS和XRD分析了接头的腐蚀形貌、元素成分和物相组成。结果表明,搅拌摩擦焊焊接接头成形良好、无缺陷;接头焊核区组织为均匀的等轴状晶粒,焊接道次的增加可有效改善SiC颗粒的分布情况,异质形核位点的存在起到了晶粒细化的作用,提高了接头的力学性能;在3.5%NaCl溶液腐蚀试验中,含SiC颗粒的接头耐腐蚀性能提升,其中SiC-4道次的接头耐腐蚀性能最佳。     

轴向拉力对铝合金拉拔式摩擦塞焊接头组织及力学性能的影响

拉拔式摩擦塞补焊是一种固相连接技术,具有接头强度高,焊后残余应力和变形小等优点,在航天领域具有潜在的应用前景.研究轴向拉力对2A70铝合金拉拔式摩擦塞焊焊接成形及接头性能的影响,并分析焊接缺陷、微观组织及断口形貌特征.结果表明,轴向拉力在20～30 kN范围内能够得到良好的焊缝成形;轴向拉力为20 kN时,结合界面存在...     

焊后热处理对高氮奥氏体不锈钢搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响

对高氮奥氏体不锈钢进行搅拌摩擦焊接。焊接过程中没有出现氮元素的损失及其他相的生成。对焊接接头进行焊后热处理,以得到具有不同组织差异性的搅拌摩擦焊接头。微观组织分析表明：在焊态的接头中,焊核区晶粒细化且含有大量的小角度晶界,母材区与焊核之间存在明显的组织差异;热处理态接头中,焊核区的晶粒尺寸略小于母材,各种特征晶界的比例分数都与母材基本相当,接头内组织差异性减小。力学性能分析表明：大的组织差异使焊接接头呈现出典型的高匹配特征,屈服强度、抗拉强度明显升高,伸长率有所降低。较小组织差异的接头匹配模式发生变化,进而导致力学性能发生明显改变,屈服强度、抗拉强度降低,伸长率恢复到母材水平。     

44mm的6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头性能研究

对板厚为44mm的6082-T6铝合金进行搅拌摩擦焊工艺试验.结果表明,接头的微观组织形态和力学性能均良好,其中抗拉强度随主轴转速的增加呈现先增大后减小的变化趋势,可达到母材强度的70％以上,且焊缝硬度呈W型分布.     

异种钢水下摩擦柱/锥塞焊接头组织及性能*

应用X65、Q235C、Q345C和316L塞棒与X65母材塞孔配合对异种钢水下摩擦柱/锥塞焊过程进行试验研究,探讨塞焊缝区微观组织、显微硬度及力学性能变化规律。试验表明：在转速7 000 r/min、塞棒消耗量14 mm、焊接压力分别为30~50 kN和20~40 kN范围内,用X65和Q345C塞棒可获得无缺陷异种钢水下摩擦柱/锥塞焊接头。异种钢塞焊缝组织均与原始组织有明显差异,塞焊缝区域主要为贝氏体或马氏体或其混合组织特征;X65和Q345C塞棒均形成有效扩散冶金连接,结合界面处具有带状细小铁素体组织特征;316L塞棒与X65塞孔很难形成无缺陷摩擦柱/锥塞焊接头。异种钢塞焊缝区硬度普遍高于其母材,这种高匹配摩擦柱/锥塞焊缝接头有利于抗拉强度的提高,但塞焊缝附近的高硬化倾向将降低异种钢塞焊接头的塑性。研究结果为开发基于等静压摩擦柱/锥塞焊接技术的海底管线修复技术提供重要试验依据。     

工具尺寸对铝-钢异种金属搅拌摩擦搭焊接头组织与性能的影响

铝合金与钢的异种连接是汽车轻量化制造的关键,然而采用传统的熔化焊工艺很难得到高质量焊缝。本文选用不同尺寸的焊接工具对1.2mm厚的5182铝合金和DP1180高强钢进行搅拌摩擦搭焊。微观组织分析表明,在转速为800r/min,焊接速度为50mm/min的参数条件下,采用两种尺寸的工具均可得到无缺陷的接头,且小尺寸工具条件下接头生成明显的"Hook"缺陷,采用大尺寸工具时"Hook"缺陷显著弱化,此时铝和钢的反应充分,堆垛层状结构更为明显。由于堆垛层状结构中金属间化合物的存在,界面附近硬度波动较大,最高硬度可达641HV,明显高于钢母材。采用小尺寸工具时,由于搭接面积较小,接头拉伸剪切性能较差,全部沿界面开裂;而采用大尺寸工具时,当铝合金位于前进侧的条件下接头性能优异,断裂于铝合金侧,最大剪切力高达3.42k N,表明对铝-钢异种金属进行搅拌摩擦搭接可获得高质量的焊接效果。     

7A09H112铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能分析

使用搅拌摩擦焊方案焊接12 mm厚7A09H112铝合金,获得成形良好、无缺陷的焊接接头.对焊接接头进行微观组织及力学性能测试分析.结果表明:热机影响区晶粒出现扭曲畸变,靠近母材区域的晶粒较粗大,而靠近焊缝区域的晶粒较为细小;焊接接头的平均抗拉强度为221 MPa,达到母材的88％,平均屈服强度为149 MPa,达到母...     

工艺参数对6mm厚5052铝合金板搅拌摩擦焊接头的影响

对6mm厚5052铝合金中厚板进行搅拌摩擦焊,分析了搅拌头转速和焊接速度对接头宏观形貌、拉伸性能和硬度的影响,并观察了拉伸断口形貌。结果表明:当搅拌头转速为800~1 600r·min-1及焊接速度为80~560mm·min-1时均可以获得无缺陷和力学性能良好的接头;搅拌头转速过低时,易出现"隧道"型缺陷;随搅拌头转速增大或焊接速度降低,焊核区面积逐渐减小,"洋葱环"间距逐渐增大;焊核区由细小的等轴晶粒组成,平均晶粒尺寸约为5μm,约为母材的1/10;焊接工艺参数对接头力学性能的影响不显著,在工艺范围内其接头强度均可达到母材的90%以上,显微硬度则达88%以上;断口源于接头背面的原始焊接界面,沿原始界面断裂,终于接头返回侧,呈典型的切断断口形貌。     

铝合金搅拌摩擦焊接头组织热稳定性

在焊后热处理过程中,搅拌摩擦焊接头焊核区细小的再结晶晶粒在高温下极不稳定,很容易发生晶粒异常长大降低接头性能。研究2024铝合金和7075-2024异质铝合金搅拌摩擦焊接头组织热稳定性,结果发现：增大搅拌头转速、降低焊速有利于提高接头组织热稳定性,接头焊核区晶粒尺寸差异越小,第二相粒子尺寸越小,密度越大,接头组织热稳定性越好;降低固溶温度或缩短固溶时间可以降低晶粒异常长大程度,但接头力学性能将发生下降。对于3 mm厚2024铝合金搅拌摩擦焊接头,在ω=2 500 r/min, v=20 mm/min的焊接参数下,495℃-30 min固溶处理后接头无明显晶粒异常长大现象。对于1.5 mm厚7075-2024异质铝合金搅拌摩擦焊接头,在ω=2 500 r/min, v=50 mm/min的焊接参数下,450℃-20 min固溶处理后接头晶粒异常长大基本得到控制,接头强度达到母材的90%。研究结果表明优化焊接工艺参数和焊后热处理工艺参数能获得较好的晶粒异常长大抑制效果,为铝合金搅拌摩擦焊接头组织性能调控提供参考。     

紫铜搅拌摩擦焊接工艺研究及接头组织分析

试验研究了板厚为 2 m m和 12 mm的紫铜板的搅拌摩擦焊工艺 ,分析了焊接接头组织及性能。结果表明 ,板厚为 2 mm的紫铜 ,在一较宽的规范范围内 ,可得到组织致密、无孔洞、无裂纹的焊接接头 ,接头强度可达到母材的90 %。板厚为 12 m m时 ,采用双面焊 ,仅中部有未融合的缺陷 ,但缺陷在板厚方向的尺寸小于 1%的板厚 ,大大小于钨极氩弧焊时所容许的缺陷率。焊缝的显微组织为典型的再结晶组织 ,晶粒细小 ,焊缝两侧热影响区的组织不对称。