30CrNiMo高强钢可焊性研究

采用焊接热影响区最高硬度试验法、T型接头焊接热裂纹试验法、斜Y型坡口焊接冷裂纹试验法和对接接头刚性拘束焊接裂纹试验法,对30CrNiMo高强钢进行工艺焊接性和抗裂性能综合评定。结果表明:焊接热影响区最高硬度HV值在545左右,15 mm厚高强钢板各种裂纹试验焊接接头区域均未发现裂纹;30CrNiMo高强钢对焊接冷裂纹较敏感,焊接时需要考虑预热或后热处理,经优化后的15 mm厚30CrNiMo高强钢具有较高的抗焊接裂纹敏感性。     

30CrMnSi钢激光焊接工艺研究

为减小薄板30CrMnSi钢的焊接变形,提高焊接效率,采用CO2激光对其进行了激光焊接工艺研究。采用激光显微镜、扫描电镜仪对微观组织进行了表征,采用显微硬度计、材料试验机等仪器对性能进行了测试。研究发现,激光焊接后的焊接接头分为焊缝区、热影响区、母材以及焊缝与热影响交界区和热影响与母材交界区5个部分。焊缝与热影响交界区显微硬度最高,母材显微硬度最低。焊接速度越快,焊缝的显微硬度越高,焊缝越窄。焊接速度越快焊接变形越小,激光功率4 kW、焊接速度8 m/min条件下,100 mm长度范围内的变形0.1 mm.激光焊接接头的抗拉强度高于母材110~170 MPa,母材为韧性断裂,断口呈典型的韧窝形态,热影响区发生脆性断裂,断口呈准解理断裂,随着焊接功率和速度的提高,热影响区的拉伸强度有降低的趋势。     

AZ80-Ce0.9镁合金电子束焊接接头组织性能研究

为提高铸态AZ80镁合金焊接接头性能,用真空电子束焊接工艺焊接85 mm厚的AZ80-Ce0.9镁合金,用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜和万能试验机等研究焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊接接头焊缝区的晶粒细小,尺寸为5～10μm,晶内存在点状Al3Ce相,其尺寸和数量均小于母材,且焊缝区硬度高于母材,平均硬度为66.94HV;焊接接头拉伸断裂均发生在母材位置,抗拉强度、伸长率为184.6 MPa、5.2%;焊接接头拉伸断口呈解理台阶和韧窝状特征的混合断裂形式;添加Ce可提高AZ80-Ce0.9镁合金焊接接头的综合性能。     

B87MnQL盘条电阻对焊接头性能及缺陷分析

采用电阻对焊进行B87MnQL盘条对接试验,利用金相显微镜,扫描电镜,显微硬度计和万能试验机等研究焊接电流和回火次数对接头性能的影响。结果表明:随焊接电流的增加,接头抗拉强度先增后减,当焊接电流为1 665 A(75%档)时,接头经2次回火后抗拉强度达最大值,为1 161 MPa;焊接后接头的断裂形式为脆性断裂,显微组织为粗大的过热组织且有大量脆、硬的渗碳体,显微硬度高于母材;2次回火后接头的断裂形式为具有一定塑性的准解理断裂,过热组织和脆性碳化物得到有效消除,晶粒得到细化,强度和塑性得到提升而显微硬度下降。     

基于超声波焊接工艺的AZ31B接头组织及力学性能研究

AZ31B镁合金易氧化、耐蚀性差,为避免高温对其焊接接头质量的影响,用超声波焊接工艺制备镁合金焊接接头,研究不同焊接能量下接头界面温度、接头形貌及力学性能。结果表明：随焊接能量增加,焊接接头界面温度和塑性变形单调增加且出现了波浪状、漩涡状形貌,当焊接能量达3 500 J时接头处出现明显裂纹;接头显微硬度随焊接能量增加先增后降,焊接能量为500、1 500、2 500、3 500 J时,界面结合区的硬度比母材分别提高17%、25%、33%、28%;随焊接能量增加,接头剪切力在2 500 J达到峰值后降低,接头断裂形式由界面断裂转变为沿焊接区域边缘断裂。     

PCrNi3Mo钢炮口制退器射后裂纹的分析

本文简要地叙述了PC:Ni3Mo高强炮钢的焊接工艺参数。按照给定的工艺规范进行焊接,就可以有效地防止冷、热裂纹的产生。结合实际,对炮口制退器射后裂纹的性质和产生的原因进行了分析。指出炮口制退器射后裂纹属于低周热应力疲劳裂纹。产生的原因是由于在生产过程中未能很好地执行工艺。预热温度过高或层间温度过低而导致熔合区脆化。作者在总结多年经验的基础上,首先指出PCrNi3Mo钢在焊接过程中,其热影响区存在织组遗传现象。组织遗传现象明显地影响高强钢的焊接质量。 尤其是作者明确指出:PCiNi3Mo钢的合理预热温度为350～400℃,马氏体转变温度低于300℃的高强钢,焊接过程中,预热溫度应高出M_s点50～100℃。层间温度不应低于M_s点。     

Ti-28Ni钎料钎焊Ti合金接头组织与性能研究

采用Ti-28Ni钎料对Ti-6Al-3Sn-3.5Zr-0.4Mo-0.75Nb-0.35Si+5%Ti C(体积分数)Ti基复合材料(TMC)进行真空钎焊连接,结合能谱及X射线衍射结果分析接头反应机理,并对钎焊接头显微组织及力学性能进行系统研究。结果表明:在钎焊温度为1 010℃,保温时间为10、20、30 min时,接头组织形貌均匀致密,未发现孔洞、裂纹等缺陷;钎缝主要由Ti2Ni、α-Ti和Ti C颗粒相组成,钎缝内元素扩散良好;在钎焊温度为1 010℃、保温20 min时,接头室温剪切强度高达659MPa,接头剪切断口分析表明断裂方式为准解理断裂。     

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。     

热等静压温度对铍铝合金显微组织及力学性能的影响

通过室温拉伸试验和扫描电镜观察与分析,研究了粉末冶金法制备铍铝合金过程中热等静压温度参数对合金的显微组织、力学性能的影响。结果表明,铍铝合金的抗拉强度、屈服强度均随热等静压温度的升高而降低,而延伸率明显增加。合金的断裂模式受热等静压温度的影响不大,断裂是由铝相的韧窝断裂和铍相的解理断裂构成的混合型断裂。     

7B52-T6叠层铝合金焊接接头组织及疲劳损伤行为

用熔化极气体保护焊获得7B52-T6叠层铝合金焊接接头,研究接头的力学性能、显微组织、疲劳损伤行为。结果表明:接头各区由于成分和经历热循环不同,组织、性能存在差异,热影响区发生再结晶和不完全结晶,熔合区有部分细晶区,焊缝中心为等轴晶组织。接头抗拉强度为246 MPa,试样断裂于焊缝区,接头显微硬度分布不均匀,从焊缝中心到母材,显微硬度整体上升,热影响区硬度波动大。接头S-N曲线为σ=533.655-66.247lg N,中值疲劳强度为116 MPa,疲劳裂纹起源于接头表面气孔和距表面0.1 mm的内部气孔处,疲劳扩展区平坦,瞬断区的断裂方式为准解理断裂。     

Mg/Cu共晶反应钎焊微观组织及力学特性分析

采用共晶反应钎焊连接工艺对Mg/Cu异种材料进行连接,研究不同温度对接头微观组织及力学特性的影响。采用扫描电镜对焊接接头的微观组织进行研究,采用拉伸试验机研究接头的力学特性。研究表明：在焊接温度为500 ℃,焊接接头强度最高,最高抗拉强度为54 MPa,断口呈现脆性断裂特性。     

析出物对93WNiFe合金抗拉强度的影响

通过真空退火态93WNiFe合金在10-900℃的拉伸试验,并结合断口形貌分析和显微组织观察,系统研究93WNiFe合金抗拉强度随温度的变化规律。结果表明:随着温度的升高,93WNiFe合金抗拉强度逐渐下降,在300～600℃出现一平台;500、600℃的钨合金断口上有亮白色物质出现。抗拉强度受断口断裂模式的影响,断裂模式随温度的升高由钨颗粒解理型断裂逐渐向钨颗粒与粘结相脱开型断裂转变;三元系合金析出物使钨合金W-W界面、W-M界面得以改善,是抗拉强度出现平台的原因。     

激光工艺参数对AM80镁合金焊接接头性能的影响研究

用激光对AM80镁合金进行焊接试验,研究激光焊接参数对AM80镁合金焊接热裂倾向及接头抗拉强度的影响,对焊接接头的显微组织、力学性能进行分析.结果表明:AM80镁合金脉冲激光焊接热裂倾向随脉冲时间的延长而降低,当脉冲时间为7 ms时,形成无裂纹焊接接头;影响接头抗拉强度最主要的参数为峰值功率,其次为离焦量;当激光峰值功率为2500 W,脉冲时间为7 ms,离焦量为1 mm时,焊接接头的抗拉强度达142.5 MPa,焊接接头断裂在焊缝中心位置,断口呈韧性断裂,焊缝中心显微硬度最高.     

固溶工艺对挤压铸造稀土镁合金组织和性能的影响

采用挤压铸造制备Mg-Nd-Gd-Zr镁合金试样。对该合金分组T6热处理后发现,固溶温度由510℃增至540℃过程中,抗拉强度呈先升后降趋势,伸长率持续下降。530℃固溶温度下固溶时间由8 h延长至20 h,合金晶粒长大明显,但伸长率增加100%。SEM分析表明,不同温度固溶处理后合金拉伸断口有区别,510℃固溶处理后断口由残留相开裂和穿晶解理开裂面构成,530℃固溶处理后断口以准解理穿晶断裂为主。     

连续油管瞬时液相扩散焊接接头的组织与力学性能

为探究连续油管瞬时液相扩散焊管—管对焊接头可靠连接的最佳焊接工艺参数,采用双温工艺,FeNiCrSiB与BNi_2复合非晶箔作为中间层,用氩气保护对连续油管CT80进行瞬时液相扩散连接,分析不同工艺参数对接头显微组织及降熔元素B、Si、Ni扩散的影响规律,测试接头的力学性能并观察其断口形貌。结果表明,焊接压力为4.5MPa,双温工艺参数由1220℃保温30s,迅速降到焊接温度1190℃焊接90s,此时接头综合性能最佳,焊缝成分均匀,组织和母材相似,接头抗拉强度最大,为625.6MPa。     

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。     

高强度低合金钢在低温下的疲劳裂纹扩展行为

本文研究了高强度低合金钢在低温下的疲劳裂纹扩展速度和疲劳断裂韧性,结果表明,在FDBTT(-40℃),与其它温度的断口相比,其疲劳裂纹扩展区最大,疲劳条纹宽度最细,da/dN最低;准解理的出现,减少了临界裂纹尺寸,从而降低了疲劳断裂韧性。同时还研究了断裂机制随温度降低时的变化规律,讨论了疲劳韧脆转变特性。     

8090AlLi合金动态断裂韧度的研究

用Hopkinson杆应力波加载装置研究了加载速率对8090AlLi合金断裂韧度的影响。结果表明,合金的断裂韧度随应力强度因子率的增加而增加。扫描电镜分析发现,准静态下的断裂为沿晶和准解理混合断口;随着应力强度因子的增加,断裂从准解理断裂过渡到准解理和显微空穴聚集的韧窝断裂的混合断口。高应力强度因子率下断裂韧度的提高与其变形机制和晶界无沉淀区(PFZ)的变化有关。     

热处理对D36钢接头组织及腐蚀性能的影响

采用手工电弧焊对D36级结构用钢进行焊接,分析预热保温工艺对焊接接头微观组织、硬度的影响,并通过电化学测试评价不同工艺焊缝金属在模拟海水中的腐蚀行为。结果表明:D36钢焊接热影响区铁素体和无碳贝氏体针状平行分布,焊缝区为柱状铁素体和粒状珠光体;经预热保温的焊缝晶粒细化、组织均匀,整体硬度大于210HV1.0,冲击韧性提高,裂纹倾向降低;焊缝经100℃预热+150℃保温后,焊缝腐蚀电流密度最低,为2.4μA/cm2,腐蚀电位接近母材,电荷传递电阻达3683Ω,膜层稳定性最佳,是最优的热处理工艺。     

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。