TiNi形状记忆合金与不锈钢激光钎焊接头界面组织特征

通过扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射技术分析TiNi形状记忆合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢激光钎焊接头界面反应层的组织结构特征。结果表明：TiNi形状记忆合金与不锈钢激光钎焊接头钎缝主要由α-Ag固溶体、α′-Cu固溶体和Ag-Cu共晶相组成;不锈钢/银基钎料界面反应区由3层连续的反应层构成,分别为：奥氏体（A）,马氏体（M）/A和M/α-Ag＋α′-Cu＋M;TiNi形状记忆合金/银基钎料界面反应层主要由Ti（Ni,Cu）＋（Ni,Cu）Ti2化合物组成。     

TiNi形状记忆合金与不锈钢激光焊接头裂纹分析及防止措施

采用激光焊对TiNi形状记忆合金与不锈钢异种材料进行焊接,用扫描电镜和激光共聚焦显微镜研究了TiNi合金/不锈钢接头裂纹及断口特征,分析了焊缝裂纹的形成机理,并提出了防止裂纹的措施.结果表明,裂纹多以微裂纹的形式出现于焊缝中心和TiNi合金侧熔合区.焊缝中存在大量的脆性化合物是产生裂纹的内在原因,接头受到拉伸应力是产生裂纹的必要条件,焊缝裂纹是二者共同作用的结果.通过焊接区加镍和钴中间层材料、改变激光光斑位置、焊接区施加轴向力及优化激光焊接参数的方法均能在一定程度上改善焊缝金属的裂纹敏感性,其中加金属中间层效果更为明显,加镍和钴中间层后,接头抗拉强度分别达到372和347 MPa,比未加中间层的接头的抗拉强度分别提高98.9%和85.6%.     

铝合金/不锈钢异质金属激光焊接头组织及性能研究

采用316L不锈钢薄板与6063铝合金板作为焊接材料进行纳秒脉冲激光搭接焊接试验,分析了激光扫描路径和激光参数对铝/钢纳秒脉冲激光焊接头界面形貌特征及金属间化合物相组成的影响,并对接头力学性能进行试验.试验结果表明,在靠近钢侧焊缝产生了 Fe3Al及FeAl化合物,靠近铝侧为FeAl3,Fe2Al5,FeAl2化合物....     

TiNi合金/不锈钢异种材料微激光焊缝组织性能

采用纯Ni丝作为填充材料,以低功率脉冲激光作为热源实现了厚0.2 mm的超薄片状TiNi形状记忆合金/不锈钢异种材料的良好连接,通过正交试验以获得最大接头抗拉强度为目标对工艺参数进行了优化,研究脉冲功率百分比、脉冲宽度等工艺参数对焊缝成形的影响,并对接头做了拉伸试验。结果表明:当脉冲功率百分比为15%、脉冲宽度4 ms、脉冲频率6 Hz时,接头能够获得570 MPa的最大抗拉强度,达到TiNi形状记忆合金母材强度的70%,不锈钢母材的90%;脉冲功率百分比主要影响焊缝熔深,脉冲宽度主要影响焊缝熔宽;焊缝区组织、强度分布不均匀,在TiNi合金侧发生断裂。     

薄片状TiNi合金/不锈钢激光微焊接接头组织特征

采用微型脉冲激光对0.2 mm厚的薄片状TiNi形状记忆合金/不锈钢异种材料进行对接焊,研究了接头的微观组织特征。结果表明,以纯Ni丝为填充材料、以微型脉冲激光为热源可以实现TiNi合金/不锈钢异种材料的良好焊接。焊缝中心区为细小的等轴晶组织,主要元素为Ti、Ni、Fe。Ti元素的含量和不锈钢母材基本接近, Ni元素的含量略高于TiNi合金母材,远高于不锈钢母材,但TiNi合金母材一侧基本没有Fe元素。TiNi合金母材与焊缝之间存在明显的界面区,宽度为10～20 μm,界面区有从不锈钢母材扩散而来的Fe、Cr元素。不锈钢母材与焊缝之间界面区的宽度较小,表现为界面线     

激光毛化对铝/钢电弧熔钎焊接头界面与性能的影响

使用高性能铝/钢焊接件是汽车轻量化一直追求的目标. 针对铝/钢接头界面脆性金属间化合物层导致接头性能较差并限制其应用的问题,采用小功率激光毛化处理工艺改变钢表面微观形貌,开展铝上钢下的TIG熔钎焊试验. 通过扫描电镜观察分析了接头界面金属间化合物层的形态与分布,研究了激光毛化线间距对液态铝在钢表面润湿铺展行为及接头钎接界面金属间化合物形态与分布对接头力学性能的影响规律. 结果表明,钢表面经毛化处理后,液态铝在其表面的润湿铺展性能变差,但接头钢侧界面由平直状态变为凹槽锯齿状弯曲状态,使铝钢反应接触面积增大、机械咬合作用增强,同时凹槽对裂纹的扩展起到阻断作用,提高了接头的力学性能. 金属间化合物分布呈现出由沿界面均匀连续性分布变为凹槽内数量较多的非均匀分布特征. 当线间距为130 μm时,接头平均抗拉剪强度达到85.8 MPa.     

不锈钢的激光焊接

比较了高功率CO2激光和YAG激光焊接不锈钢时的特点，分析了工艺参数对焊缝形状和接头显微组织的影响。     

Ni/Si中间层对铝/钢激光焊接头组织与性能的影响

研究了以Ni箔以及预置Si粉的Ni箔为中间层的铝/钢异种金属激光焊行为. 系统考察了不同激光功率下预置Si粉的Ni箔中间层对铝/钢异种金属激光焊接头组织与性能的影响. 结果表明,加入预置Si粉的Ni箔做复合中间层时,与只添加Ni箔片做中间层时相比,焊接接头的最大剪切力明显提高,其中激光功率为2 150 W时焊接接头的最大剪切力提高至1 307.96 N;Si粉的添加增加了熔池的流动性,并使得铝/钢界面的物相组成、元素分布和微观组织形态发生了改变;焊缝区生成了Fe-Si及Al-Si二元新相,有效抑制了Fe-Al二元脆性相的生成,改善了铝/钢的焊接性. 因此,预置Si粉的Ni箔复合中间层的加入,可以有效地改善铝/钢异种金属激光焊过程中的冶金反应,进而提高焊接接头的力学性能.     

活性剂对低功率脉冲激光焊接不锈钢的影响

分别以TiO2、Cr2O3、B2O3、SiO2、CaF2为试验用活性剂.研究了它们对不锈钢1Cr18Ni9Ti低功率脉冲激光焊接的影响.结果表明,这些活性剂都能不同程度地增加焊缝熔深,其中B2O3和Cr2O3分别使熔深增加46%和31.7%,同时这两种活性剂还可以改善焊缝表面成形.在活性剂作用下,焊缝显微组织仍由柱状晶和等轴晶组成,但是这两种晶粒的区域会发生变化.活性剂增加焊缝熔深的机理不止一种,但都归结于增加了工件对激光的吸收率.     

钛合金和不锈钢的扩散焊接

对TA17钛合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接接头强度进行了实验研究.采用恒温恒压扩散焊、相变超塑性扩散焊和脉冲加压扩散焊实现了钛合金和不锈钢的焊接,测试了焊接接头的强度,并对接头进行了金相观察.结果发现:3种接头的强度都达到了264 MPa,且接头为多层次的多相组织.物相分析发现钛合金-不锈钢接头中存在Fe2Ti和σ-(FeCr)两种脆性金属间化合物.脉冲加压扩散焊能促进扩散过程,减少金属间化合物的形成,改善其分布,是一种较有前景的扩散焊方法.     

Microstructures and properties of welded joint of TiNi shape memory alloy and stainless steel

The fracture characteristics of the joint were analyzed by means of scanning electron microscope(SEM).Microstructures of the joint were examined by means of optical microscope, SEM and an image analyzer. The results show that the tensile strength of the inhomogeneous joint of TiNi shape memory alloy and stainless steel is lower than that of the homogeneous joint and a plastic field appears in the heat affected zone on the side of TiNi shape memory alloy. Because TiNi shape memory alloy and stainless steel melted, a brittle as-cast structure was formed in the weld. The tensile strength and the shape memory effect of the inhomogeneous joint are strongly influenced by the changes of composition and structure of the joint. Measures should be taken to reduce the base metal melting and prevent the weld metal from the invasion by O for improving the properties of the TiNi shape memory alloy and stainless steel inhomogeneous joint.     

Microstructures and properties of capacitor discharge welded joint of TiNi shape memory alloy and stainless steel

0IntroductionTiNi SMAis a newkind of functional material used inmany fields,such as aviation and spaceflight,atomic ener-gy,ocean development,instruments and medical purpo-ses,etc.due to its special SME and superelasticity,aswell as excellent erosion resi…     

TiNi形状记忆合金片激光微焊接接头的组织性能

采用脉冲激光实现了0.2mm厚TiNi形状记忆合金的对接焊,研究了焊接接头的抗拉强度、断裂形貌、组织和相变过程。结果表明,脉冲激光能够实现薄片状TiNi形状记忆合金的良好对接焊,焊接接头的抗拉强度可达683MPa,为冷轧态母材的97%,断口形貌与母材相似,均为延性断裂。根据晶粒尺寸和显微组织的不同,接头可分为4个区。焊缝中心区为细小的等轴晶,而焊缝边缘为柱状晶组织。对焊接接头进行焊后退火处理后其相变过程与退火态TiNi形状记忆合金的接近。     

TiNi形状记忆合金与不锈钢TLP-DB接头界面组织及力学性能

采用AgCu金属箔作中间层,对TiNi形状记忆合金与不锈钢进行了瞬间液相扩散焊.分析了接头的显微组织、元素分布、物相组成等,研究了接头的显微硬度和不同工艺参数下的抗剪强度.结果表明,接头界面区由TiNi侧过渡区、中间区和不锈钢侧过渡区组成,主要相分别为Ti(Cu,Ni,Fe),AgCu,TiFe等.过渡区的显微硬度值高达500~650 HV,但中间区的硬度值只有大约120 HV.随加热温度的升高和保温时间的延长,接头抗剪强度均呈先增大后减小的趋势,最大抗剪强度为239.4 MPa.断裂发生在TiNi母材和AgCu中间层扩散界面上,断口为混合断裂形貌.     

Microstructures and mechanical properties of laser-welded TiNi shape memory alloy and stainless steel wires

The Nd:YAG laser welding was used to join the TiNi shape memory alloy and AISI304 stainless steel wires. The microstructural features of the dissimilar material joint were analyzed. The tensile and hardness tests were carried out to examine the mechanical properties and microhardness distribution of the welded joint. The results show that the joint has the non-homogeneous microstructure and element distribution. The brittle phases such as Fe2Ti, FeTi, Cr2Ti, Ti3Ni4, Fe0.2Ni4.8Ti5 and TiN mainly segregate in rich Ti region of fusion zone. The laser-welded joint has the tensile strength of 298 MPa with the elongation of 3.72% and exhibits the brittle fracture features on the fracture surfaces. The reasons for low joint strength were discussed in this investigation.     

双相钢焊接接头微观组织表征及性能分析

针对S22053双相钢的氩弧焊多层多道焊接接头,通过力学性能试验对接头的强度、硬度及冲击性能进行了测试,并对接头各区域的组织进行了分析,依据ASTM A923 《检测锻制双重奥氏体-铁素体不锈钢中有害金属间相的标准试验方法》对接头的耐点蚀性能进行了测试,测试结果表明：S22053多层多道焊接接头具有良好的综合力学性能及耐腐蚀性能;焊缝区及热影响区组织为奥氏体和铁素体,其中铁素体含量分别为48.9%及62.43%,焊缝区及热影响区的奥氏体包含晶粒边界奥氏体、魏氏奥氏体以及晶粒内奥氏体组织,且元素分布存在一定差异;在奥氏体相中易于富集Ni,N元素,Cr,Mo元素富集于铁素体相。     

Formation of interfacial microstructure in a friction stir welded lap joint between aluminium alloy and stainless steel

The interfacial microstructure produced through tool transit of a friction stir welded lap joint between an aluminium alloy and stainless steel was studied by transmission electron microscopy in order to clarify its early stages of formation. Transmission electron microscopy studies of the bottom surface of the exit hole revealed the presence of several mixed layers of an ultrafine intermetallic compound (IMC) and stainless steel. The joining between dissimilar materials was achieved through a continuous flow of the stirred aluminium alloy into the mixed layers and the resultant growth of the ultrafine IMCs due to the heat induced by the friction between the tool and the specimen. The continuous thin reaction layer finally produced at the interface was found to be stronger than the base aluminium alloy.