填充材料成分对YG30/焊缝界面区组织及硬度的影响

选用不同成分Co—Fe—C合金作为填充材料，对YG30硬质合金与45钢进行了TIG焊试验。通过扫描电镜、X射线衍射、显微硬度分析了YG30／焊缝界面区的相组成、组织和硬度分布。结果表明，填充材料在Fe—C合金的基础上，适当增加Co含量可以减少或抑制η相形成。当填充材料中Co含量为73％（质量分数）时，YG30／焊缝界面区没有η相形成。随着填充材料中Co含量的增加，YG30／焊缝界面区硬度过渡平缓。     

熔敷金属膨胀系数对YG20硬质合金与45#钢激光焊的影响

选取ENi102焊条,Z408焊条和Fe55NiC焊丝,以电弧焊的方式在45^#钢表面堆焊过渡层,再与YG20进行激光焊接,对激光焊接头进行了扫描电镜(SEM)观察、硬度测试,弯曲力学性能试验,并对母材和过渡层材料进行了膨胀系数测试,研究了过渡层材料熔敷金属膨胀系数对硬质合金与钢激光焊的影响。研究结果表明：YG20硬质合金与45^#钢无过渡层直接激光焊时,在焊缝与硬质合金界面位置生成了有害脆性η相和鱼骨状共晶碳化物,且硬质合金侧形成宽15μm左右的WC疏松区,导致接头性能较弱;45^#钢表面堆焊铁镍合金和纯镍都可以抑制界面脆性η相的生成,碳化物呈点状弥散分布,界面碳化物的量与焊缝Ni元素浓度有关,Ni元素浓度越高,形成的点状碳化物越少;过渡层金属的膨胀系数是影响接头力学性能的主要因素,改变过渡层中的Ni含量可以调整膨胀系数的大小,当过渡层的膨胀系数介于45^#钢与硬质金之间,并且接近硬质合金时,缓解应力作用最强,对接头力学性能提高最有利。     

WC-TiC-Ni/304不锈钢MIG焊缝界面碳化钨溶解特征研究

以Φ1.2 mm纯Ni焊丝为填充金属,母材硬质合金侧开坡口或不开坡口,利用熔化极惰性气体保护焊(MIG)弧焊机器人实现了低粘结相WC-TiC-Ni系硬质合金与304不锈钢的异质连接。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)以及电子探针(EPMA)研究了焊缝组织、形貌及界面元素扩散。讨论了接头硬质合金侧界面碳化钨溶解特征、异常晶粒长大(AGG)特征及影响因素。结果表明:采用该焊接方法在最佳焊接参数条件下:焊接速度v=45 cm·min-1,送丝速度v'=2.0 m·min-1,电压设定值18 V,保护气体流量15.8 L·min-1,单边开30°坡口,可以获得具有良好冶金结合的焊接接头,而且单边开坡口不留间隙较不开坡口留间隙的焊接效果好;在硬质合金侧界面区,与无填充焊接相比,焊缝中碳化钨溶解量很少;发现碳化钨稀疏层和η相层,通过硬质合金→致密(WC,TiC)/Ni→稀疏(WC,TiC)/Ni(母材中Ni和焊缝中Ni)→η相层实现硬质合金与钢的冶金结合。     

采用Fe-30%Ni中间层电子束焊接硬质合金与钢

对YGH-60硬质合金与45钢添加Fe-30%Ni中间层进行真空电子束焊接试验,对接头显微组织相组成、显微硬度和断裂形式进行分析。结果表明,YGH-60硬质合金与45钢的电子束焊接性很差,添加含Ni中间层后能够阻碍Fe与C的相互扩散,抑制脆性相的产生。且Ni塑性好,有利于松弛焊接过程中的内应力,从而缓和硬质合金和钢的线膨胀系数和导热系数不同引起的较大热应力,提高接头抗裂性。使用中间层中含Fe 53%,过多Fe元素则会削弱Ni的优化作用,在电子束焊接的高温环境下与周围WC颗粒反应生成Fe_2W_4C脆性相,大量存在于WC表面,在硬质合金/中间层界面处有带状的固溶体混合物,这些带状固溶体相和脆性相会降低接头的力学性能。接头拉伸强度不高,平均拉伸强度为66 MPa,断裂发生于硬质合金与中间层界面处,接头断裂形式为准解理断裂。硬质合金熔化量较少,难以与中间层充分熔合,形成具有较好力学性能的接头。     

WC-Co-Ni硬质合金与45号钢焊条电弧焊研究

为研究硬质合金与碳钢焊条电弧焊连接的可行性,选取低碳钢焊条J422、铸铁焊条Z308和Z408对WC-10Co-20Ni硬质合金与45号钢进行焊条电弧焊连接,通过微观组织分析、X射线衍射(XRD)物相分析、硬度分布测试及弯曲强度测试等手段,对比分析了3种焊条所焊接头的组织与性能,研究结果表明:采用J422焊条焊接后,焊缝组织以马氏体和共晶碳化物为主,并含有η碳化物层,接头结合强度弱,不适于焊接硬质合金;Z308和Z408焊条可以抑制界面η碳化物层的生成,但在焊缝中有大量夹渣,影响接头性能;Z408焊条焊缝有少量的共晶碳化物产生,但因熔敷金属的膨胀系数介于硬质合金与钢之间,能有效缓解焊接应力,较适合用于硬质合金的焊接。使用Z408焊条焊接时,采取适当提高电流,增加摆动频率等工艺措施,可以减少夹渣的数量和分布状态,促进成分和组织均匀化,有利于提高接头性能,弯曲强度可以达到WC-10Co-20Ni硬质合金母材强度的90%以上。     

YG20硬质合金/45~#钢激光焊缝的显微组织与腐蚀行为研究

利用5kW光纤激光作为热源,实现4mm厚的YG20硬质合金与45#钢的激光焊接。通过分析焊缝组织分布特征,观察焊缝在HNO_3、H_2O_2、村上试剂中浸蚀后的表面形貌,讨论了激光扫描速度对热胀系数差异较大的异种金属焊接后焊缝成形的影响规律。结果表明:当被焊材料厚度为4mm时,在激光功率为3.84kW、激光扫描速度为0.96m/min及离焦量为-8mm的条件下,可获得冶金结合良好的YG20硬质合金/45#钢焊接接头。     

Al-12.7Si-0.7Mg合金焊接热裂纹倾向性研究

在不填丝的情况下,采用自动TIG焊对Al-12.7Si-0.7Mg合金热挤压型材进行鱼骨状裂纹试验.通过目测、金相观察、EDS分析、显微硬度测定等方法研究了该合金的焊接热裂纹倾向性及焊接接头显微组织与硬度分布.结果表明:焊缝表面与内部均未发现裂纹,合金焊接热裂纹倾向性低.焊缝区是母材在焊接热作用下熔化后激冷形成的铸态组织,主要由α-Al、Al-Si共晶相以及少量Mg2Si、含Fe相等金属间化合物构成。经T6处理后,焊缝区中呈密集纤维状的共晶硅粒状化.显微硬度测试结果显示焊态接头焊缝区硬度最高,熔合区急剧下降,在热影响区达到最低,经T6处理后,接头各区显微硬度整体提升,且波动较小.     

Fe-VC复合材料与45~#钢的钨极氩弧焊焊接

采用钨极氩弧焊(TIG)和奥氏体不锈钢焊丝ER309L作为填充金属,对Fe-VC复合材料与45#钢的可焊性进行了研究.借助X衍射仪、扫描电镜分析焊缝金属的物相结构和组织形貌;应用电子探针测试了合金元素在焊缝中的成分分布;按照国家标准,测试了焊接接头的拉伸强度.结果表明:复合材料与45#钢实现了良好的冶金结合,合金元素在焊缝中呈梯度分布,拉伸试样的断裂位置均在复合材料处,表明所采用的焊接方法可靠,能够满足异种金属的焊接要求.     

焊接电流对镁/镀锌钢 TIG熔--钎焊接头显微组织与力学性能的影响

采用TIG熔-钎焊焊接方法,以镁合金焊丝为填充材料,对镁合金与镀锌钢进行连接实验,并分析热输入量对接头显微组织和力学性能的影响.热输入量过小会阻碍镁/钢界面反应层的形成而使得焊缝难以焊合,热输入量过大又会促进焊缝内部脆性第二相的长大,降低接头力学性能.接头强度随着焊接电流和焊接速度的增大都呈现先上升后下降的趋势,电流为70 A时强度达到最大,该值接近AZ31B母材的88.7%.此时断裂发生于焊缝熔焊区,断面出现大量韧窝和撕裂棱,呈现出塑性断裂特征.      

Ti6Al4V厚板低匹配TIG窄间隙焊接头力学性能

本文针对800MPa级TI6AL4合金,选取低于母材强度级别的2B焊丝,并采用TIG窄间隙焊接,同时对接头的力学性能和显微组织分别进行了测试和观察。结果表明:采用TIG窄间隙焊的焊接接头抗拉强度为900MPa,接头延伸率为8%,通过SEM试验发现,窄间隙接头母材的合金元素向焊缝中心扩散,合金元素强化了焊接接头。     

真空液相烧结法制备三元硼化物硬质合金覆层材料

采用液相烧结法在钢基体表面制备三元硼化物硬质合金覆层,将三元硼化物硬质合金的优异性能赋予钢基体表面,获得了耐磨抗蚀、界面结合强度高的新型硬质覆层材料。同时确定了硬质合金覆层的化学配比(B、Fe、Mo元素成分的配比)和C、Cr、Ni合金元素的添加量。对硬质合金覆层的洛氏硬度的测量结果表明,覆层的硬度明显高于钢基体的硬度,其中5Cr2Ni0.8C材料试样的硬度最大;对硬质合金覆层以及覆层与钢基体的界面结合处的扫描电镜观察和能谱分析表明,铬加入后部分进入陶瓷硬质相,加强了其硬度,而镍元素只在铁基粘结相中存在,并且覆层与钢基体之间形成了致密的冶金结合。     

船用钛合金研究进展(四)

焊接性能是船用结构材料的关键性能指标,为了考查新型船用Ti-75合金的焊接性能,进行了系统的工艺与性能研究.焊接在自制NZA3—300型钨极脉冲TIG焊机上进行,样板采用14mm的Ti—75合金工业厚板.焊前准备、坡口加工、焊接环境、焊缝保护、焊接过程清理以及焊缝层间温度控制均按标准要求进行.为了保证焊接接头具有良好的塑性,采用专门为该合金设计加工的配套焊丝和5个9的高纯氩气     

马弗式光亮退火炉镍基合金焊接组织分析

采用宝钢生产的BSTMUF601钢对运行3年的马弗式光亮退火炉进行焊接修复,试验结果表明,焊接接头具有与炉体等同的高温力学性能,950℃条件下的接头抗拉性能可以达到97 MPa。结合扫描电镜、透射电镜的观察和分析,采用进口材料Inconel601合金制造的炉体在高温条件下晶粒显著粗化,焊接热影响粗晶区存在强化基体的Ni3(Al,Ti)析出相;焊缝金属中具有一次析出碳化物TiN、凝固共晶碳化物M23C6、球状析出相Al2O3等,一定尺寸的弥散分布碳化物将有助于改善焊接接头高温性能。     

TIG重熔对6005A-T6铝合金焊接接头组织及性能的影响

针对铝合金焊接接头缺陷TIG重熔修复,采用6005A-T6铝合金作为母材,先采用MIG焊对母材进行焊接,焊后采用无脉冲TIG焊对焊趾处进行重熔,有无脉冲TIG焊对焊缝处进行重熔,对重熔前后的焊接试验件进行金相显微组织形貌及性能对比分析.结果表明,重熔后热影响区宽度明显大于重熔前,组织晶粒更加粗大,弥散相分布更加均匀;硬...     

00Cr25Ni7Mo3WCuN双相不锈钢的焊接性及焊接材料的研究

本文就00Cr25Ni7Mo3WCuN双相不锈钢的焊接性、焊接特点和焊接材料进行了研究。试验结果表明:钢的两相比例各为50％时其焊接性优良;奥氏体相占优势的含氮高镍双相钢焊缝具有良好的综合件能;多层焊和工艺焊缝是提高焊接接头性能的有效途径。     

稀土对真空熔结镍基自熔性合金涂层组织结构的影响

采用真空熔结的方法在45^#钢母材上获得了稀土。NiCrBSi自熔性合金涂层，借助X射线衍射、SEM及EDX研究了涂层截面的微观组织、相结构及涂层与母材界面附近的组织特征，讨论了稀土的加入对涂层组织结构的影响。结果表明：真空熔结NiCrBSi合金涂层为M基固溶体和分布在固溶体上块状、球状和针状的CrB，NiaB，Cr3C3和Cr23C6等第二相组成，涂层与母材为良好的冶金结合。添加稀土元素的NiCrB-SiRE合金涂层消除了针状组织，析出了新的硼化物NiB和硅化物Or65Ni25Si，第二相得到了进一步的球化；RE还阻碍了M，Cr，Si等原子向母材的扩散和Fe原子向涂层的扩散，减轻了Fe原子对涂层的“稀释”作用，保证了涂层的化学组成。     

焊剂在ZA合金TIG焊接过程中作用机理初探

因锌合金不易焊接,采用加入焊剂的方法对新型模用锌基合金(ZA合金)进行了TIG焊接。通过金相显微镜、X射线衍射等分析方法对焊接接头组织及焊后残渣采样进行分析,并对焊剂的作用机理进行了初步研究。结果表明:焊接过程中,焊缝表面形成大量氧化物;加入焊剂的主要作用是通过冶金反应清除焊接材料表面的氧化膜,同时向焊缝中过渡Zn。     

烧结熔覆钢表面镍基合金涂层的组织和性能

采用Ni25、Ni45、Ni60合金粉末通过烧结熔覆法在45钢表面制备出不同成分的镍基合金涂层。通过金相显微镜观察和X射线衍射分析等手段对合金涂层的组织形貌、相组成和界面结构进行研究,并对涂层显微硬度进行了测试。结果表明：通过烧结熔覆可以在45钢表面获得较为致密的镍基合金涂层。Ni25合金涂层组织主要为比较粗大的γ-(Ni, Fe)奥氏体以及少量的Cr₂₃C₆碳化物相;Ni45和Ni60合金涂层中除了γ-(Ni, Fe)奥氏体和Cr₂₃C₆碳化物之外,还出现了CrB硼化物。不同成分镍基合金涂层与45钢基体在界面处均形成了良好的冶金结合。当烧结温度1100℃、保温时间15 min时,涂层微观组织致密,硬质相颗粒尺寸较小,分布均匀。Ni60合金涂层的硬度最高,约为HV 735;Ni45合金涂层次之,约为HV 534;Ni25合金涂层硬度最低,只有HV 236。     

细晶Q345低合金高强钢焊接接头组织性能研究

采用埋弧自动焊法对30 mm细晶Q345C低合金高强钢进行焊接,用金相显微镜观察焊接接头微观组织,并检验接头拉伸、弯曲及冲击性能。结果表明,细晶Q345母材由晶粒细小的铁素体和珠光体构成,焊接接头焊缝金属与母材强度相似。焊缝外观平整、组织均匀,焊缝和热影响区均具有良好的冲击韧性,焊接接头可以满足使用要求。     

低合金高强钢激光—电弧复合焊焊缝组织及性能研究

激光—电弧复合焊兼具表面成形较好、熔深较大的特点,在中厚板焊接中获得广泛应用,但激光复合焊时,焊缝冷却速率较快,焊缝淬硬倾向较强,在中厚板低合金高强钢焊接时应用受限.针对宝钢生产的BG890QL低合金高强钢进行激光—电弧复合焊接,研究焊缝组织的淬硬倾向,结果表明:激光—电弧复合焊接接头柱状晶组织特定生长方向明显,但焊缝中心和顶部存在等轴晶.室温和-40℃时,焊缝处的冲击功分别为58 J和40 J,热影响区的分别为147 J和66.5 J,冲击性能均能满足要求.激光—电弧复合焊低合金高强钢可以获得强韧性较好的焊缝及热影响区组织,满足工程应用需求.