5A06铝合金活性TIG焊接头组织与性能研究

采用防锈铝合金专用活性剂,进行5A06铝合金TIG焊接试验,研究5A06铝合金活性TIG焊接头的组织与性能。使用光学显微镜、扫描电子显微镜观察焊接接头的组织形貌,用电子探针分析焊缝区域的化学成分变化,并通过拉伸、断口观察等试验分析活性剂对焊接接头力学性能的影响。结果表明:与常规TIG焊相比,活性TIG焊的焊缝组织细密,基本不存在气孔、裂纹等焊接缺陷;活性TIG焊接头的拉伸强度、综合断裂伸长率和显微硬度均得到提高,焊接接头的性能良好。     

焊接方法对奥氏体不锈钢焊接接头应变强化性能的影响

采用气体保护焊(MAG)和等离子弧焊(PAW)/钨极氩弧焊(TIG)复合焊进行06Cr19Ni10奥氏体不锈钢焊接,对这两种焊接接头进行应变量为8%的应变强化处理。研究显微组织、冲击断口形貌、力学性能的变化规律,确定不同焊接方法、应变强化工艺与接头性能的关系。结果表明:应变强化使母材形成少量马氏体组织,改变了接头组织形态、含量与分布;应变强化使接头屈服强度增大,且各力学性能均高于标准极小值;PAW/TIG复合焊可获得较优焊接接头,而应变强化使MAG焊焊接接头冲击韧性显著提高且更优;该技术使PAW/TIG复合焊焊接接头显微硬度增幅明显。     

基于1Cr18Ni9Ti的液压导管焊接工艺研究

用1Cr18Ni9Ti制备承压液压导管，研究钨极氩弧焊参数对接头显微组织、力学性能的影响，模拟导管对接形式，用1.5 mm平板对接未开坡口，改变焊接电流与保护气流量，焊后对接头进行目视、拉伸、金相试验。结果表明：焊接电流为45～65 A时可获得熔透的对接接头，焊缝成型美观、背面保护良好、目视合格。焊接电流由45 A增至55 A，再增至65 A时，焊缝宽度由0.60 cm减至0.46 cm，再减至0.32 cm。保护气流量由12 L/min增至15 L/min时，焊缝宽度由0.46 cm减至0.35 cm。母材组织由条带状铁素体与奥氏体组成。热影响区由条带状铁素体与粗大的奥氏体组成。熔合区组织由块条状的铁素体、粗大的板条魏氏铁素体、粒状贝氏体及少量的针状铁素体组成，该区的塑性差、韧性低，是焊接接头性能薄弱处。焊缝区主要为先共析铁素体、针片状魏氏铁素体、块状魏氏铁素体及细小的针状铁素体构成。板厚为1.5 mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢板，用焊接电流为55 A、保护气流量为15 L/min得到的对接接头抗拉强度最好，为376 MPa。     

高氮奥氏体不锈钢与603马氏体高强钢焊接接头组织及性能

高氮奥氏体不锈钢与603马氏体高强钢因优越的力学性能在装甲防护领域具有广阔的应用前景。根据“低强匹配”原则,采用ER307Mo奥氏体不锈钢焊丝对30 mm厚的高氮奥氏体不锈钢和603马氏体高强钢脉冲熔化极惰性气体保护焊对接焊接,并分析焊接接头微观组织及力学性能。研究结果表明：试验得到了表面成形良好、内部无裂纹、未熔合等缺陷的焊接接头;焊缝组织主要为奥氏体以及被奥氏体基体包围的铁素体树枝晶,高氮奥氏体不锈钢熔合线附近组织主要为奥氏体,603钢熔合线附近组织主要为条片状马氏体、贝氏体以及回火马氏体;接头的断裂形式以韧性断裂为主,存在少量的解理断裂特征,能谱仪点扫描结果表明,韧窝中心的第2相粒子为富Fe的碳化物;焊接接头的平均抗拉强度达722 MPa,平均断后延伸率达20.2%;焊缝金属的动态屈服强度为913 MPa,最大工程应力为2 045 MPa,抗冲击性能优于603钢母材。     

中厚度高氮钢双丝MIG焊接头组织和性能研究

采用双丝熔化极惰性气体保护焊接(双丝MIG)方法,对厚20、40 mm的高氮奥氏体不锈钢板进行了焊接。研究了焊接接头的组织、硬度、力学特性及断口形貌。结果表明:高氮奥氏体不锈钢双丝MIG焊接热影响区和焊缝的组织为奥氏体+少量δ-铁素体,显微硬度明显低于母材;20 mm厚板双丝MIG焊接接头抗拉强度和韧性优于40 mm厚板;拉伸和冲击断口形貌为明显的韧窝。     

马氏体不锈钢焊接接头动态断裂韧性的研究

进行了G242焊条的修复焊接接头与母材动态断裂韧性及疲劳寿命的试验,通过分析无任何附加工艺条件的焊缝状态（简称焊态）;焊后对焊缝表面锤击;焊接时对每道焊缝进行锤击;焊后氩弧重熔焊趾;焊接时对每道焊缝进行锤击,且焊后分别进行600℃、650℃、700℃的热处理等工艺条件下焊接接头的性能变化规律,通过扫描电镜、光学金相探明不同工艺条件下焊接接头微观断裂机制及组织性能变化,通过接头硬度测试,测定不同工艺条件下接头硬度分布,以间接反映其组织及强度变化趋势。最终确定了采用马氏体不锈钢焊条施焊时合理的焊接工艺措施及焊后热处理制度。     

一种火工品电容储能焊接头力学性能匹配研究

为提高火工品的密封性能,对4J29可伐合金、4J29可伐合金(掺杂金)和1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢进行了储能凸焊实验,通过改变焊接电压、焊接材料,分析研究焊接接头的力学性能。结果表明:焊接电压、焊接材料和金添加元素的确会影响焊接接头的力学性能。当焊接材料一定时,接头的拉伸性能随着电压的升高而升高;当焊接电压一定时,4J29可伐合金/4J29可伐合金形成的焊接接头的拉伸性能优于4J29可伐合金/1Cr18Ni9Ti不锈钢形成的接头;此外,添加金元素提高了焊接接头的拉伸性能。     

薄壁钛合金T形接头摆动激光填丝焊组织与性能

在摆动激光填丝焊接中,热输入是影响焊接接头组织与性能的关键因素,因此开展热输入与组织和力学性能的相关性研究,为进一步提高薄壁钛合金接头的力学性能提供数据支撑及相关理论依据。采用摆动激光填丝焊对2 mm厚的TC4钛合金T形接头进行焊接试验,对比分析不同位置的微区组织与力学性能。研究结果表明：焊缝表面成形良好,无未熔合、气孔、夹渣等焊接缺陷;焊缝组织主要由α′马氏体和初生β相组成,并有少量的孪晶和位错产生;热影响区主要由母材中未发生相变的α相和α′马氏体组成;焊接接头硬度值在286～413 HV之间浮动,其中焊缝区硬度值最高,与母材相比硬度值约提升38%,随着焊接热输入增大,相变生成α′马氏体越多,显微硬度增大;焊接接头平均抗拉强度为1 076 MPa,略高于母材,拉伸试件断裂位置为母材,断口呈现出韧性断裂特征;焊接接头平均剪切强度为679 MPa,剪切试件断口起裂位置为焊缝内部,焊缝区断口呈沿晶断裂特征,热影响区断口呈解理和准解理穿晶断裂特征。     

高强度耐候钢Q355对接接头多次焊修力学行为研究

通过焊接工艺评定试验以及疲劳试验,分析高强度耐候钢Q355GNHD正常对接接头和3次焊修接头的显微组织、常规力学性能以及疲劳结果差异。结果表明:3次焊修接头熔合良好,显微组织未见马氏体;3次焊修焊接接头和正常焊接接头的拉伸、弯曲及硬度等常规力学性能未见明显差异;3次焊修接头过热区组织粗大,冲击功有所降低,但均满足标准规定的焊接接头技术条件;两种焊接接头的疲劳性能相近,符合设计要求。     

MB8镁合金及其焊接接头显微组织及力学性能的研究

通过TIG电焊机对MB8镁合金板材进行焊接,研究MB8镁合金母材及其焊接接头的显微组织和力学性能,分析焊接接头的硬度分布和应力集中系数。试验结果表明:接头焊缝区、热影响区、母材区的组织分别为粗大铸造柱状晶、大小不一的等轴晶和细小均匀的晶粒;焊缝区硬度值最低,母材区硬度值变化幅度较小,最高达48.2HV;TIG焊接接头的力学性能远低于母材,接头焊缝及近缝区晶粒粗大,焊趾处存在应力集中,同时伴有焊接残余拉应力,这些因素是导致焊接接头力学性能降低的主要原因;母材及焊接接头的拉伸断口均呈现撕裂棱形貌,表现为脆性解理断口。     

6A01铝合金激光-MIG复合焊和MIG焊接头性能研究

分别采用激光-MIG复合焊和MIG焊对3 mm厚的6A01-T5铝合金型材进行焊接,使用体式显微镜、金相显微镜、维氏硬度计、电子万能试验机等研究两种焊接接头的宏观金相、显微组织、硬度分布、拉伸性能和弯曲性能,并用高频疲劳试验机对比分析两种焊接接头平滑件的疲劳性能。结果表明:激光-MIG复合焊和MIG焊接头成形良好;激光-MIG复合焊抗拉强度高于MIG焊,激光-MIG复合焊接头中的焊缝区硬度最低,MIG焊的在离熔合线5 mm的母材"过时效"软化区;激光-MIG复合焊疲劳强度高于MIG焊,焊缝第二相尺寸较小且弥散;激光-MIG复合焊接头综合性能优于MIG焊。     

搅拌摩擦焊工艺参数对7050铝合金接头性能影响的研究

采用搅拌摩擦焊方法对7050铝合金进行焊接试验。结果表明:当旋转速度为800 r/min、焊接速度为200 mm/min,焊接接头性能最佳,其抗拉强度为455.87 MPa,达到母材强度的88.86%,伸长率为7.34%;接头中心部位是一区域宽约7 mm的高硬度区,其显微硬度为155HV左右,两侧是宽约为4 mm的低硬度区。焊缝截面形貌整体呈现倒圆锥形,包括4个清晰的区域。焊核区形成了粒度细小、形状饱满、晶界明显的等轴再结晶组织,晶粒平均直径在5μm左右:拉伸断口发生在焊缝后退侧的热影响区,为单一韧窝状,韧窝尺寸在5~10μm。     

搅拌摩擦焊工艺参数对7050铝合金接头性能影响的研究

采用搅拌摩擦焊方法对7050铝合金进行焊接试验。结果表明：当旋转速度为800 r/min、焊接速度为200 mm/min,焊接接头性能最佳,其抗拉强度为455.87 MPa,达到母材强度的88.86%,伸长率为7.34%;接头中心部位是一区域宽约7 mm的高硬度区,其显微硬度为155HV左右,两侧是宽约为4 mm的低硬度区。焊缝截面形貌整体呈现倒圆锥形,包括4个清晰的区域。焊核区形成了粒度细小、形状饱满、晶界明显的等轴再结晶组织,晶粒平均直径在5μm左右：拉伸断口发生在焊缝后退侧的热影响区,为单一韧窝状,韧窝尺寸在5~10μm。     

H65铜合金搅拌摩擦焊接工艺研究

对H65黄铜搅拌摩擦焊接工艺进行研究,对其焊缝成形、接头微观组织和力学性能进行分析。研究结果表明,黄铜具有良好的搅拌摩擦焊接性能。接头组织分为焊核区、热机械影响区、热影响区和母材区。焊核区金属发生动态再结晶,组织显著细化。随着旋转速度的增大,焊接速度的减小,焊接接头的硬度值降低。接头的抗拉强度比母材低,但比熔化焊得到的接头性能要高,最高强度为母材的90.1%。     

焊接保护气体对7N01铝合金接头力学性能的影响

针对A7N01铝合金MIG焊接工艺,分别采用纯Ar气体和He-N2-Ar混合气体作为保护气体,并通过拉伸、弯曲、硬度以及疲劳试验分析焊接接头的力学性能。试验结果表明:与纯Ar气体保护焊相比,采用He-N2-Ar混合气体焊接时,A7N01焊接接头在循环寿命为107条件下的疲劳强度提高约9.3%,而接头准静态拉伸性能的改善效果有限,其抗拉强度仅提高约2.5%;在He-N2-Ar混合气体保护条件下,焊接接头疲劳性能改善的主要原因是焊缝气孔数量明显减少,而焊接气孔对接头的准静态抗拉强度影响不大。     

中碳调质钢组合焊缝底层焊道中铁素体相的研究

本文研究了焊缝金属的合金系统、接头的拘束条件以及焊接热循环等工艺因素对中碳调质钢组合焊缝底层焊道中铁素体相的影响。试验结果表明:对铁素体的形态及数量,焊条的合金系统有明显的影响,接头的拘束度也有较大影响,多层热循环影响不大,散热条件影响比较复杂。 Cr29-Ni9合金系统底层焊道中有30％左右的δ铁素体,焊缝的抗裂性良好,δ铁素体σ化倾向很小。     

9Ni钢焊接接头低温性能研究

针对国产9Ni钢,对其进行焊接及热处理工艺制定。采用多层多道手工电弧焊,焊条为ENiCrMo-3,焊前不预热且严格控制层间温度;选择双相区处理工艺。通过高低温拉伸试验、低温冲击试验、硬度测试及金相组织观察检测焊接接头性能。结果表明,9Ni钢接头低温冲击韧性和抗拉强度均满足要求,对其制定的焊接和热处理工艺切实可行。     

9Ni钢焊接接头低温性能研究

针对国产9Ni钢,对其进行焊接及热处理工艺制定。采用多层多道手工电弧焊,焊条为ENiCrMo-3,焊前不预热且严格控制层间温度;选择双相区处理工艺。通过高低温拉伸试验、低温冲击试验、硬度测试及金相组织观察检测焊接接头性能。结果表明,9Ni钢接头低温冲击韧性和抗拉强度均满足要求,对其制定的焊接和热处理工艺切实可行。     

钛/镍/不锈钢脉冲加压扩散连接接头组织及力学性能研究

为抑制钛/不锈钢脉冲加压扩散连接接头界面产物的过度生长,降低界面脆性相对接头性能的不利影响,选用Ni做中间层对Ti和不锈钢进行扩散连接实验。利用扫描电镜、能谱分析、万能拉伸试验和XRD对脉冲加压扩散连接钛/镍/不锈钢接头显微组织和力学性能进行研究。结果表明:在钛/镍界面生成了Ti2Ni、Ti Ni和Ti Ni3金属间化合物层,在镍/不锈钢界面生成了Ni-Fe固溶体;当连接时间为90 s时,接头强度达到最大值,为360 MPa;在拉伸载荷下,接头沿钛/镍界面Ti2Ni和Ti Ni层发生断裂;接头断口形貌为大量的解理条纹,说明接头呈脆性。     

5083铝合金搅拌焊接头力学性能研究

用自行设计的Flared-TrifluteTM搅拌头对2mm厚的5083铝合金板材进行搭接搅拌摩擦焊实验,通过测量焊接接头的单向剪切拉伸强度和接头各区域材料的硬度。结果表明:当旋转速度为1800r/min,进给速度为30mm/min,接头的拉伸剪切强度可以达到200.12MPa;相邻的第二道焊接没有对第一道焊缝硬度分布产生影响。