TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头显微组织和力学性能

研究TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,TC4/TA17异种钛合金激光焊接头焊缝的显微组织为片状α′马氏体,TC4侧靠近母材的热影响区和TA17侧靠近母材的热影响区只发生α相向β相转变,TC4侧靠近焊缝的显微组织为残余α相+针状α′马氏体,TA17侧靠近焊缝的显微组织为残余α相+片状α′马氏体。TC4/TA17异种钛合金激光焊接头的显微硬度呈不对称分布,焊缝的显微硬度最高,TA17母材显微硬度最低。TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头断裂在TA17母材,断口呈现韧性断裂形貌。     

7075/TC4异种金属CMT Advanced+P熔钎焊特性分析

基于CMT Advanced+P焊接方法,以ER5356铝合金焊丝对7075铝合金和TC4钛合金组成的搭接接头进行熔钎焊试验,并对接头进行微观组织及力学性能分析.结果表明,焊接接头主要由焊缝区、铝合金侧热影响区和钎焊界面区组成;焊缝区主要是等轴晶;铝合金侧热影响区的晶粒表现出轧制特性,并在晶界附近析出大量金属间化合物;...     

铝钛异种合金电子束焊接接头缺陷分析

采用电子束焊接工艺对7075铝合金和TC4钛合金异种金属进行焊接,主要研究焊接缺陷的形貌特点、形成原因及控制措施。结果表明:在铝合金与钛合金异种金属电子束焊接头中出现气孔、裂纹、缩孔等缺陷,调整焊接工艺参数、改变束斑在异种母材上的相对能量分布可以消除气孔、裂纹等缺陷。同时延长焊缝金属冷却时间,使液态熔池及时补充凝固过程中产生的孔隙,利用表面焦点减小熔池体积,对焊缝内的缩孔有一定的改善。最佳焊接参数为:工作距离272 mm,电子束流18 mA,焊接速度20 mm/s,聚焦电流415 mA。试验为提高铝合金与钛合金异种金属电子束焊接接头质量提供了参考。     

TC4/TA15异种钛合金激光焊焊缝的显微组织和高温力学性能（英文）

研究不同焊接工艺参数条件下TC4/TA15异种钛合金激光焊接接头的显微组织和高温力学性能。结果表明:TC4/TA15异种激光焊焊缝熔合区由含针状α’马氏体的粗化β柱状晶组成,热影响区主要由初始α相和β转变相组成,TA15侧热影响区的宽度窄于TC4侧热影响区的宽度。TC4/TA15异种接头的屈服强度和抗拉强度随温度的升高而降低,高温拉伸强度从高到低的顺序为TA15母材>异种接头>TC4母材,800°C时塑性变形程度最高。TC4/TA15异种接头横截面的最高显微硬度位于焊缝中心,热处理后接头的显微硬度整体降低,但硬度分布特征未发生改变。异种接头的高温拉伸断裂均发生在TC4母材侧,并在拉伸过程中发生明显颈缩,微观断口呈现韧性断裂特征。     

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.     

SUS301L 薄板不锈钢脉冲激光焊接头的组织特点与硬度分布

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Ti-Ni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.     

铝-钢异种金属电子束扫描焊接接头力学性能分析

针对2mm厚的3A21防锈铝合金和3 mm厚的304不锈钢采用对接的方式进行了不等厚板电子束扫描焊接。通过拉伸试验机、维氏硬度测试仪和扫描电镜等设备对接头的力学性能和断口形貌进行了测试和分析。结果表明:在合适的工艺下铝-钢异种金属电子束扫描焊接接头成形良好,无气孔、裂纹等缺陷;电子束流和电子束偏移距离对接头的力学性能有较大的影响,接头力学性能最大可达112.6 MPa,接近铝母材的87%。焊接接头由钢侧熔化区、铝-钢界面连接区和铝侧熔化区三部分组成,铝-钢界面连接区主要由脆硬的Fe-Al金属间化合物组成,是接头的薄弱环节。硬度的分布与接头的形貌有关,铝-钢界面连接区的硬度最大,铝侧和钢侧熔化区的硬度都分别要比铝母材和钢母材的硬度高,接头的断裂方式为韧脆混合型断裂。     

C24S/2A12异种铝合金的电子束焊接头组织和力学性能

采用真空电子束焊机对2 mm厚的C24S铝锂合金与2A12铝合金薄板进行对接焊试验,采用组织观察、拉伸试验、显微硬度测试等方法研究了C24S/2A12电子束焊接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊缝中心组织为大块等轴晶,析出物大部分呈细小颗粒状,弥散分布。靠近2A12侧的焊缝组织为粗大柱状晶和枝晶,析出物在晶内呈弥散颗粒状,在晶界呈条状分布。靠近C24S侧焊缝的上部分布着大量柱状晶,中部和底部除了柱状晶外还形成了细晶区,底部细晶区的宽度小,柱状晶尺寸较大;析出物在该区域主要沿晶界呈条状分布。异种铝合金电子束接头的抗拉强度为253.48 MPa,断后伸长率为8.54%。焊接试样均断在焊缝,这是由于焊缝中大量析出沉淀相,固溶效果降低。靠近C24S侧焊缝的硬度略高于靠近2A12侧焊缝的硬度。     

TA15钛合金与铝合金TIG焊接头组织分析

本文采用4043焊丝和纯Al焊丝（SAI-3）对TA15钛合金与2024铝合金以及TA15钛合金与5A06铝合金进行了钨极氩弧焊（TIG）。采用金相显微镜和显微硬度计对TA15／2024及TA15／5A06接头焊缝、熔合区以及热影响区进行显微组织分析和显微硬度测定。试验结果表明,采用钨极氩弧焊方法,控制焊接电压20V,焊接电流105A,焊接速度在90～95mm／mjn时,TA15钛合金与铝合金接头熔合良好。其中采用4043焊丝,TA15／5A06接头区显微组织分布均匀,与TA15／2024接头相比,接头近钛合金一侧熔合区Ti-Al金属间化合物较少;采用纯铝焊丝（SAI-3）,TA15与铝合金焊接时,接头区出现明显的显微硬度升高的脆性组织。     

不同工作模式下7075铝合金/镀锌钢冷金属过渡熔钎焊接头组织及性能研究

采用Fronius TPS5000i系列CMT焊机的CMT-ADV、CMT和CMT-P三种工作模式对7075高强铝合金/镀锌钢进行熔钎焊试验。通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析和拉伸试验研究不同工作模式对接头组织及性能的影响。试验结果表明:三种模式均可获得成形良好的焊缝,在焊接速度和送丝速度相同的条件下,CMT-ADV模式接头高度最高;CMT-P模式接头宽度最大。接头均可分为富锌区、界面区、焊缝区和热影响区,焊缝区组织为树枝晶。CMT-ADV和CMT模式接头界面区厚度分别为2μm和4μm,组织为FeAl_3;CMT-P模式接头界面区厚度达到10μm,由铝侧的FeAl_3和钢侧的Fe_2Al_5组成。CMT-P模式接头承受载荷最大,达到7668 N,断裂在焊接接头熔合区附近。     

钛/铝异种合金电弧熔钎焊接接头的组织与断裂行为

采用Al-Si共晶钎料对TC4钛合金与2A12铝合金异种合金进行钨极氩弧焊接,研究焊接电流对焊接接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:当焊接电流为110~120 A时,焊接接头的抗拉强度最高可达158 MPa,此时焊接接头上部断裂在焊缝中,下部断裂在钛合金与焊缝的界面上。焊缝组织主要由α(A1)基体和在晶界析出的A1-Si共晶相组成,而钛合金与液态钎料在接头界面上部化学反应形成3种不同形态的Ti Al3金属间化合物,而在接头界面下部只形成针状的τ1金属间化合物。当焊接电流达到并超过140 A时,接头界面化合物厚度显著增至300μm左右,导致抗拉强度急剧下降。     

脉冲宽度对超薄TiNi/不锈钢激光焊接头TiNi侧界面的影响

添加Ni做为填充材料是抑制TiNi/不锈钢异种材料激光焊接头裂纹从而实现其良好连接的方法之一,但填充金属Ni与母材TiNi合金的成分差异会形成界面区,焊接热输入对界面区的组织形貌有很大的影响,进而会影响整个接头的力学行为。本文在厚度为0.2mm的TiNi合金/321不锈钢异种材料激光微焊接时,预置Ni做为填充材料,获得了TiNi合金/Ni/321不锈钢激光焊接头,研究了激光脉冲宽度对焊接接头TiNi侧界面的影响。结果表明,不同脉冲宽度下,TiNi合金侧界面区均由宽度不等的TiNi共晶层和TiNi₃金属间化合物层组成;随着脉冲宽度的增加,TiNi共晶层平均宽度逐渐减小,TiNi₃金属间化合物层平均宽度逐渐增加;界面区显微硬度随脉冲宽度的增加逐渐升高。TiNi母材熔化量和Marangoni流动的改变是影响接头该侧界面区宽度及显微硬度的主要原因。     

40Cr中碳钢与6061铝合金管件电磁脉冲焊接研究

采用电磁脉冲焊接实现了40Cr中碳钢与6061铝合金异种金属管件的焊接。对焊接接头进行了剥皮试验,并结合光学显微镜、SEM、EDS分析了焊接接头的微观形貌和界面的元素分布。结果表明:焊接结合处无法剥离,最终在铝管侧发生断裂,焊缝强度高于铝材。焊缝为波形界面,界面处形成很薄(10 mm)的过渡层。该过渡层主要由Al-Fe金属间化合物组成。     

7075铝合金/镀锌钢板CMT熔钎焊组织及性能研究

采用Al-12Si焊丝对7075铝合金和镀锌钢板进行了CMT熔钎焊连接,并对接头的组织及性能进行了分析。结果发现,CMT熔钎焊能实现7075铝合金和镀锌钢板的良好焊接。熔钎焊接头由钢侧界面区、焊缝区、富锌区和铝侧热影响区组成。钢侧界面区组织是Al_(7.2)Fe_2Si三元化合物,厚度约为2~3μm。焊缝中心为α-Al基固溶体和Al-Si第二相组成;通过拉剪试验获得接头抗拉强度为73 MPa,接头断裂在铝侧热影响区,该区域组织发生了软化现象。     

钛合金与铬青铜电子束自熔钎焊接头组织与力学性能

采用铜侧偏束工艺实现了TA15钛合金与QCr0.8铬青铜的电子束自熔钎焊,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪对焊缝组织进行了分析,通过接头抗拉强度对接头力学性能进行了评价。结果表明,电子束偏向铜合金1mm时,钛合金母材只有上部少量熔化,实现与铜合金的连接,而接头中部和下部的连接则通过液态金属对钛合金母材的钎接而实现连接。钎缝界面由较薄的Ti-Cu化合物层组成,主要包括TiCu、Ti2Cu3、TiCu2和TiCu4。而在铜侧焊缝内,细小的Ti-Cu化合物弥散分布于铜基固溶体上,使焊缝得到强化。接头强度达到300MPa,拉伸时断裂发生在铜合金上,呈韧窝状塑性断裂模式。     

电镀阻隔层对钛/钢电子束焊接接头性能的影响

采用电子束熔化焊、电子束阻隔焊和电子束阻隔熔-钎焊方法来实现钛合金与不锈钢异种金属之间的连接。研究发现钛合金与不锈钢连接界面处产生的脆性金属间化合物是影响接头性能的关键因素。采用电子束直接熔化焊和阻隔熔化焊钛合金和不锈钢时,接头界面会产生贯穿性裂纹导致焊缝直接断裂。电子束阻隔熔-钎焊中利用熔化的不锈钢润湿未熔化的钛合金母材,并采用Ag、Cu作为中间层添加元素,在结合界面处形成了很好的阻隔屏障,减少了Ti/Fe界面的金属间化合物的产生,减缓了应力,实现了钛合金与不锈钢的冶金结合,接头抗拉强度约为100 MPa。电子束阻隔熔-钎焊得到的钛合金/不锈钢异种金属焊接接头焊缝正反面成形良好,X射线探伤未发现裂纹和气孔缺陷。     

钛合金/纯铝异种金属摩擦焊接工艺

进行了TC4钛合金与L5纯铝异种金属的摩擦焊接工艺及其焊后回火热处理工艺研究,利用光学金相分析、扫描电镜EDX线扫描、拉伸性能及硬度的测试,探讨了TC4钛合金与L5纯铝异种焊接接头焊合区的微观组织及其力学性能.研究表明,T℃4钛合金与L5纯铝间具有良好的摩擦焊接性,焊合区无金属间化合物相生成,焊接接头强度等于或高于铝基材.经焊后回火热处理,摩擦焊接头两侧主要合金元素的扩散区宽度增大,焊合区钛合金侧的硬度值因时效作用而有所提高.     

钛合金与CVDNb电子束熔钎焊研究

采用钛合金一侧偏束工艺实现了TC4钛合金和CVDNb的电子束熔钎焊,采用光学显微镜和扫描电子显微镜对三种偏束距离的焊缝组织与断口形貌进行了分析,通过接头拉伸试验对接头力学性能进行了评价。结果表明:电子束偏向TC4钛合金0.2 mm、0.5 mm和0.8 mm时,焊缝成形良好,均满足QJ972-86 I级焊缝表面要求。随着电子束偏移距离的增加,焊缝状态由TC4与CVDNb均熔化转变为焊接过程中接头上部CVDNb熔化,下部CVDNb不熔化,依靠与熔化的TC4液态金属的溶解扩散作用达到钎焊连接,钎焊界面的组织主要为含Ti和Nb的扩散层组织,接头的抗拉强度达到200MPa以上,断裂发生在CVDNb母材区,为塑性断裂模式。     

异种钛合金TA15与Ti2AlNb激光焊接显微组织及力学性能研究

介绍了异种钛合金(TA15与Ti2AlNb)激光焊接工艺,分析了焊接接头的显微组织、显微硬度分布及室温、550℃高温时的拉伸性能。研究结果表明:焊缝区获得B2相、O相和α2相组成的混合组织,TA15侧热影响区主要为针状马氏体,Ti2AlNb侧热影响区组织主要为B2相和少量的α2相;TA15热影响区显微硬度值高于TA15母材,Ti2AlNb热影响区显微硬度值低于Ti2AlNb母材,在焊缝中心显微硬度值最低;室温时的拉伸断裂发生在焊缝处,断口特征为解理断裂,550℃高温时的拉伸断裂位置在TA15母材上,断口特征为韧窝。     

嵌入纯钛薄板对TA15钛合金电子束焊焊缝成分及显微组织的影响

在TA15钛合金电子束焊对接接头中嵌入纯钛TA1金属薄片,通过改变焊缝的熔宽调控焊缝内的母材与嵌入材料的比例,以此实现对焊缝内合金成分含量的控制。通过对焊接接头及焊缝内元素分布特征的观察和分析,证明选用适当的焊接工艺参数可以实现合金元素的均匀分布,并可有效地细化焊缝组织、降低焊缝的显微硬度。