钛合金裂纹激光修复工艺研究

采用CO2激光器对TC2钛合金板材进行焊接,通过显微组织、显微硬度对比,优化工艺参数,获得了焊缝外形平整、组织细密、变形小的焊接接头,实现了TC2钛合金的激光精密焊接.激光焊焊缝区的组织较均匀,为典型网篮组织,热影响区较窄,为等轴晶.晶粒度在热影响区较高,从焊缝到基材呈先升后降趋势.焊缝中心显微硬度可达HV420,高于基体约HV80,热影响区的硬度最低,约为HV300～330.     

30CrMnSi焊接热影响区的激光表面淬火

为提高30CrMnSi钢焊接热影响区的表面硬度,试验应用YAG激光器对焊接热影响区进行激光表面淬火处理,并研究了相变层的金相组织和显微硬度特征。试验结果表明,30CrMnSi钢焊接热影响区表面淬火后可以获得晶粒细小,硬度高于基体硬度的强化层,最高硬度可达727.4 HV。     

激光-TIG复合填丝焊接工艺对6061铝合金焊缝组织与硬度的影响

采用激光-TIG复合热源填丝焊接5 mm厚T651态6061铝合金,研究电弧电流对复合填丝焊接焊缝成形的影响,分析了优化工艺参数下的焊缝显微组织及显微硬度特征,并与单独TIG填丝焊接进行综合对比。结果表明：采用激光-TIG复合热源填丝焊接T651态6061铝合金,能够有效改善焊缝成形,当TIG电弧电流为140 A时焊接过程稳定,焊缝成形效果良好;复合填丝焊接焊缝中心区域的显微组织为等轴晶,熔合区组织由大量枝状晶组成;复合填丝焊接显微硬度高于单独TIG填丝焊接,焊缝区均存在软化现象,在选择的测试点范围内,复合填丝焊接焊缝中心区域的平均硬度为66.91 HV,约为母材硬度的62.0%,比单独TIG填丝焊接提高约13.1%。     

时效温度对马氏体不锈钢激光焊接接头组织和性能的影响

对Fe-Cr-Ni-Mo-Ti型(0Cr13Ni7MoTi)马氏体时效不锈钢激光焊接接头进行不同温度时效处理,时效温度选择在420～580℃范围内。激光焊接接头显微组织呈现出焊缝区、热影响区(Heat affected zone,HAZ)和基体三个不同区域。结果显示,在500℃以下时效处理,焊缝区、热影响区和基体主要由马氏体板条组成,在540℃及以上温度进行时效处理,三个区域均有逆转变奥氏体形成,使各区域硬度下降;焊接接头经过时效处理后各个区域的硬度变化规律不一致,时效后硬度低点出现于热影响区或基体;拉伸测试显示,不同时效态的断裂位置均与硬度低点区域一致,屈服强度在460℃时效时取得最大值,此温度时效处理的焊接接头具有最佳的拉伸性能;拉伸断口断裂机制发生由未时效的准解理断裂到时效态的韧性断裂转变。     

Q235D激光熔覆实验研究

在Q235D钢表面激光熔覆Fe基合金粉末,通过对熔覆层外观形貌、表面硬度、金相组织和显微硬度的对比分析得出了双层熔覆时的最优工艺参数,当两层工艺参数相同且均为:激光功率600W、扫描速度2mm/s、搭接率24.2%、送粉电压10V时,所得熔覆层的表面较为平整均匀,通过金相组织分析发现,基体与熔覆层的冶金结合性较好,无裂纹,并且基本无气孔出现,熔覆层的显微硬度显著高于基体且从熔覆层→过渡区→基体呈梯度降低。在两熔覆层交界处,显微硬度从界面处往第一熔覆层方向先减小后增加直到最高值,从界面处往第二熔覆层方向显微硬度呈阶梯状上升逐渐增加到熔覆层硬度的最高值,尽管两熔覆层交界处显微硬度有所降低,但是仍然大大高于基体的显微硬度,对熔覆层性能基本无影响,在工业生产中有着较好的发展前景。     

激光工艺参数对TC4合金激光熔覆熔池微观组织的影响

为了研究激光工艺参数对激光熔覆熔池凝固微观组织的影响,考察了不同工艺参数下试验件的微观组织,并测定其元素分布及维氏显微硬度。结果显示:激光工艺参数影响熔池晶粒的尺寸及生长方向;熔池凝固形成粗大β柱状晶,晶内组织由针状α′马氏体交叉形成的网篮组织构成;试验件熔覆层晶粒及晶界不同区域没有发生严重的溶质富集或贫化等偏析现象;基体、热影响区到熔覆层的显微硬度依次增大,随能量密度增大,熔覆层和热影响区的显微硬度均降低,反之,熔覆组织的显微硬度均增大。     

合金基体上激光熔覆Ti+Al粉末的显微组织分析

在合金表面进行了Ti Al的激光熔覆试验研究,利用SEM分析手段对Ti Al熔覆层的显微组织进行了分析,阐述了熔覆层强化相的形成机制,显微组织分析表明,Ti-6Al-4V合金表面Ti Al激光熔覆层的显微组织沿层深方向可分为熔覆区、结合区和热影响区3个区域,在3个区域呈现出不同的组织形态,对基体和熔覆层进行的硬度测试表明,由基体向熔覆层的硬度变化呈上升趋势,在结合区和最外层区域有所下降.     

热处理对AZ31B镁合金搅拌摩擦焊焊接接头显微组织和显微硬度的影响

对AZ31B镁合金进行搅拌摩擦焊接及焊后热处理,研究了热处理前后焊接接头显微组织及显微硬度的变化规律。结果表明:随着退火温度的升高,AZ31B镁合金搅拌摩擦焊接接头前进侧和后退侧的分界线逐渐消失;在热处理过程中,由于焊核区所吸收的能量主要用于晶粒的长大,而热影响区和热机影响区结合区域在再结晶时消耗了较多的能量,导致了焊核区晶粒的长大速率大于热影响区和热机影响区结合区域的;当退火温度低于200℃时,热机影响区的显微硬度高于焊核区,并且前进侧热机影响区的显微硬度略高于后退侧的;当退火温度高于250℃后,热机影响区的显微硬度显著下降;随着退火温度的升高,热影响区的显微硬度略有下降。     

高频微振条件下激光焊接组织研究

为了研究振动工艺在激光焊接方面的应用,选用工业纯铁为研究对象,进行不同激光焊接参数与振动频率下的高频微振光纤激光焊接,达到优化接头成形,提高焊接质量的目的。利用超景深显微镜观察焊接接头宏观形貌,利用扫描电镜分析接头微观组织,利用显微硬度计测量焊接接头显微硬度分布。结果表明:在高频微振激光焊接中,施加振动可增加焊接接头熔深。焊缝晶粒细化,表现为振动频率越快,晶粒越细小。振动加速度可以作为振幅的替代参量;当振动频率与材料本身固有振动频率相近时,振动加速度越大,晶粒细化作用不明显。当激光功率为3 000 W、离焦量为-10 mm、焊接速度为1.2 m/min、振动频率为118 Hz、振动加速度为36.1 m/s~2时,焊接接头的整体平均显微硬度由无振动条件下的273.3 HV降低到244.6 HV,且组织晶粒细化最明显。     

新型激光-TIG双面复合焊微观组织和显微硬度实验研究

采用实验方法对1Cr18Ni9Ti不锈钢新型激光-TIG双面复合焊接技术(即一面为激光和TIG复合热源的复合侧、一面为TIG热源的单TIG侧)进行了平板堆焊实验研究,对比研究分析了该新型焊接工艺下复合侧和单TIG侧1Cr18Ni9Ti不锈钢焊接区域的微观组织及显微硬度。研究发现:与TIG侧相比,复合侧焊缝中心晶粒有长大迹象,熔合区奥氏体组织大量增多,铁素体组织减少;复合侧显微硬度整体低于TIG侧,且硬度变化幅度没有单TIG侧明显。     

3A21铝合金激光焊与激光-氩弧焊复合焊微观组织及性能比较研究

采用激光焊接与激光-氩弧焊复合焊接2种方式对厚度为2mm的3A21铝合金板材进行对接焊,研究2种焊接方式下焊接接头微观组织、缺陷分布及硬度分布的不同。实验结果显示激光-氩弧复合焊接接头相比激光焊的接头显微组织更细密,且气孔数量明显减少。激光焊接接头的平均显微硬度与复合焊接头平均显微硬度相差不大,分别为52HV左右及51.3HV左右,均明显高于基体平均显微硬度值43HV。     

激光熔覆30CrMnSi

为提高30CrMnSi钢的显微硬度,采用激光熔覆技术对其进行表面处理,分析了熔覆层的微观组织,测试了熔覆层的显微硬度。研究结果表明,在激光功率为450W,扫描速度为6mm/s时,可以获得比基体组织晶粒更致密细小的熔覆层,熔覆层最高硬度达1030HV,约是基体硬度的4～5倍。     

钛材上火焰喷焊Ni-WC耐磨涂层的组织和性能

研究了在钛合金Ti-6Al-4V表面上采用火焰喷焊技术制备镍基碳化钨型自熔性合金涂层的可行性，利用SEM、XRD等手段分析了它的组织和性能。结果表明：采用火焰喷焊技术在钛合金表面上获得了功能梯度涂层，Ni-WC涂层为韧基体＋硬质相的耐磨组织，涂层和过渡层之间形成了韧性镍基合金层，在涂层、过渡层和基体之间形成了牢固的冶金结合，涂层的组织和显微硬度沿层深方向呈连续性和渐变性，喷焊表层中WC起到了主要的抗磨作用，涂层磨损失重仅为未喷焊钛合金的1／10。     

LY12CZ铝合金激光搭焊工艺研究

通过对LY12CZ铝合金填充LY12和A1-Y焊粉激光搭接焊缝的金相组织分析、显微硬度测试,研究如何有效控制JHM-1GX-200B型YAG脉冲式激光器搭焊LY12CZ铝合金的有关工艺参数,从而使焊缝达到较好的性能。研究结果表明,填充LY12和A1-Y两种不同的粉末对LY12材料进行搭焊处理,粉末和基体均结合牢固,但LY12粉焊缝的硬度总体高于A1-Y粉焊缝的硬度。由于焊缝靠近基体位置有退火过程,强化相析出聚集长大,强化作用下降,其显微硬度分布规律由基体向焊缝中心过渡呈现下降的趋势。同时由于焊缝内部气孔、裂纹的缺陷较多,造成焊缝各点硬度分布不均匀,且相差较大。     

模具钢激光表面强化研究

用大功率CO2激光器对CrWMn钢表面进行激光强化处理,对激光淬火层的组织进行了分析,对淬火层的硬度进行了测试。结果表明,激光淬火层组织显著细化,硬度明显高于基体硬度。通过正交试验和极差分析,系统考察了激光强化工艺参数对CrWMn钢基体显微硬度的影响,获得了最佳强化处理工艺参数,并讨论了激光表面强化机理。     

激光重熔45钢工艺研究

为提高45钢的综合力学性能,利用CO2激光器对其表面进行激光熔凝处理,分析了熔凝层的微观组织和显微硬度。结果表明,熔凝层质量优良,晶粒较基体明显细化,显微硬度较基体显著提高,平均硬度为700HV,最高达750HV,约是基体硬度的3倍。     

40Cr钢表面激光淬火的工艺研究

研究了40Cr钢表面激光淬火工艺参数与硬化层尺寸以及显微硬度的关系,分析了激光硬化层的显微组织。研究表明:选择合适的工艺参数,可使硬化层的显微硬度显著提高,该工艺为40Cr钢表面淬火提供了一条新途径。     

激光重熔扫描速度对Co基合金堆焊层组织及耐磨性的影响

采用表面堆焊方法在Q345钢基体上堆焊Co基合金层，对其进行表面激光重熔。研究两种不同激光重熔扫描速度对堆焊层组织及耐磨性的影响。结果表明，堆焊层经表面激光重熔后组织明显细化，随着激光扫描速度的提高，重熔堆焊层组织不仅更加细化、均匀致密，而且硬度更高、耐磨性更好。     

CeO_2对镍基TiC陶瓷涂层微观组织和摩擦学性能的影响

采用W150SA YAG激光焊接机45#钢基材表面熔覆含CeO2的镍基TiC陶瓷涂层,研究添加不同含量CeO2对涂层的微观组织和摩擦学性能的影响.研究结果表明:添加适量CeO2对涂层的微观组织、显微硬度、涂层与基材结合区,以及涂层的摩擦学性具有改善作用;CeO2能减弱熔池中TiC陶瓷相的生长方向性,避免相邻的TiC颗粒桥接生长,细化和球化TiC颗粒,并使之且分布均匀;CeO2能促使TiC硬质相弥散分布,涂层组织趋向均匀化,并减少杂质和气体的不良影响,提高涂层的组织性能;CeO2能促进涂层与基材之间形成合理的成分梯度,得到良好的结合区;CeO2能促进摩擦过程中涂层表面氧化膜的形成并提高氧化膜的热稳定性,减少涂层的大片层状剥落,降低涂层的黏着磨损和磨粒磨损.