Numerical simulation of stress distribution in Al_2O_3-TiC/Q235 diffusion bonded joints

The distributions of the axial stress and shear stress in Al2O3-TiC/Q235 diffusion bonded joints were studied using finite element method （FEM）. The effect of interlayer thickness on the axial stress and shear stress was also investigated. The results indicate that the gradients of the axial stress and shear stress are great near the joint edge. The maximal shear stress produces at the interface of the Al2O3-TIC and Ti interlayer. With the increase of Cu interlayer thickness, the magnitudes of the axial stress and shear stress first decrease and then increase. The distribution of the axial stress changes greatly with a little change in the shear stress. The shear fracture initiates at the interface of the Al2O3-TiC/ Ti interlayer with high shear stress and then propagates to the Al2O3-TIC side, which is consistent with the stress FEM calculating results.     

Al2O3-TiC/1Cr18Ni9Ti扩散焊接头应力分布

用有限元方法计算了Al2O3-TiC/1Cr18Ni9Ti扩散焊接头的应力分布,研究了加热温度、压力和中间层对应力分布的影响.结果表明,残余轴向应力和剪切应力在试样边缘处梯度都较大,靠近中心轴,应力分布比较均匀,最大剪切应力出现在A12O3-TiC/中间层界面处.在扩散焊冷却过程中,Al2O3-TiC/1Cr18Ni9Ti扩散焊接头最大轴向拉应力先是出现在边缘陶瓷侧,随着温度的降低,逐渐向试样中心靠近,应力值也逐渐增大.加热温度越低,轴向压应力越大.压力越大,最大轴向拉应力越小,压应力越大,但压力对剪切应力的影响较小.使用Ti-Cu-Ti复合中间层比使用Ti中间层可降低最大轴向压应力和最大剪切应力.     

Super-Ni叠层复合材料与钛合金过渡液相扩散焊界面组织特征

以铜箔为中间层,对Super-Ni叠层复合材料与Ti-6Al-4V钛合金进行过渡液相扩散焊.通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、显微硬度测试对接头的界面组织及性能进行分析.结果表明,铜箔中间层阻止了钛与镍的扩散接触,防止了Ti-Ni脆性金属间化合物的生成.扩散焊接头由Super-Ni侧扩散层、中间反应层、钛侧扩散层三个特征界面层组成.界面处Ni,Al原子扩散缓慢,Cu,Ti原子充分扩散反应,在中间反应层与钛侧扩散层之间形成由TiCu相组成的锯齿状界面,在钛侧扩散层生成细小的Ti_2Cu相,接头过渡区显微硬度最高达600 HV0.5.     

HQ130钢焊接熔合区的裂纹形态

通过抗裂性试验对ＨＱ１３０高强钢焊接熔合区附近裂纹的产生及扩展行为进行了研究,结合超声波探测、金相和扫描电镜（ＳＥＭ）观察对裂纹形态进行了分析。试验结果表明,ＨＱ１３０ 钢焊接裂纹大多起源于距熔化边界线２０～６０ μｍ 的半熔化区,一般平行于熔合区扩展或越过熔合区拐向焊缝。采用“低强匹配”焊材可提高焊缝金属的韧性储备,缓解熔合区附近的应力集中,有利于防止焊接冷裂纹的产生。     

Fe3Al／Q235异种材料真空扩散焊界面物理力学性能研究

利用激光云纹干涉法对Fe3Al/Q235异种材料真空扩散焊界面物理力学性能进行了研究,介绍了其实测试件的工作原理、实验技术,测得了U场V场原始条纹图,U场V场包络位相图,U场V场三维位移网络图.分析了实验结果,并对扩散焊界面的几何变形情况作力学分析,得到了其物理力学信息.对Fe3Al/Q235异种材料的应用具有重要的理论和实际意义.     

Q890高强钢焊接接头裂纹及显微组织分析

本文对Q890低碳调质高强钢进行铁研试验,分析焊接热输入和焊接材料对Q890高强钢焊接接头裂纹及显微组织的影Ⅱ向;采用金相显微镜对接头显微组织、裂纹形态进行研究。试验结果表明：采用MK·GHS80和MK·GHS90焊丝,焊接热输入控制在12—19kJ／cm时,焊接接头根部裂纹率均〈20％,且采用MK·GHS90焊丝,接头平均根部裂纹率远小于采用MK·GHS80焊丝：接头裂纹起源于焊道根部熔合区处,沿熔合区扩展,当主裂纹所承受的应力较小而扩展所需的塑形变形功较大时,扩展阻力增大,裂纹停止扩展,接头裂纹具有明显的穿晶断裂特征。     

Super-Ni/NiCr叠层材料Ni-Cr-Si-B高温钎焊接头的组织特征及抗剪强度

采用Ni-Cr-Si-B高温钎料对Super-Ni/NiCr叠层复合材料和Cr18-Ni8不锈钢进行真空钎焊,并分析钎焊接头的显微组织及物相组成、显微硬度、抗剪强度及断口形貌.结果表明,钎缝主要由γ-Ni固溶体、Ni₃B、CrB和Ni₃Si组成;钎缝的显微硬度波动较大,γ-Ni基体显微硬度为450 MPa,Ni₃B的显微硬度最高650 MPa.钎焊温度升高至1120℃时,接头的抗剪强度最高可达158 MPa,NiCr基层钎缝区呈脆性断裂,出现撕裂韧窝.钎缝区与Super-Ni复层之间形成Ni₃B界面,Super-Ni复层钎缝区断裂于Ni₃B界面.     

Mo-Cu合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢真空钎焊接头的组织性能

采用Ag-Cu-Ti钎料,控制钎焊温度为910℃,保温时间为20 min,可以实现Mo-Cu合金与1Cr1 8Ni9Ti不锈钢的真空钎焊,接头抗剪强度为75 MPa.采用扫描电镜、能谱分析仪和显微硬度计对Mo-Cu/1 Cr18 Ni9Ti接头组织特征及性能进行分析.结果表明,钎焊接头靠近1Cr18Ni9Ti钢一侧,主要形成Ag-Cu共晶组织和少量的TiC相;靠近Mo-Cu合金一侧,Ag,Cu元素在合金与钎缝间相向扩散,共晶组织消失,以富铜相为主.钎缝的显微硬度明显低于Mo-Cu合金和1Cr18Ni9Ti不锈钢母材,无脆性化合物生成,剪切断口呈现剪切韧窝的形貌特征.     

铝和Q235镀锌钢搭接GMAW熔-钎焊接头组织分析

本文以AI-5Si焊丝为填充材料,研究了采用GMAW焊实现Q235钢和5A02铝合金熔一钎焊连接的可行性,分析了接头区显微组织和缺陷。结果表明,采用GMAW焊可以实现Q235钢和5A02铝合金的良好连接,并在钢与钎料连接界面处产生了5um左右的金属间化合物层,钢与钎料连接界面处显微硬度可达192．6MPa。当选择工艺参数不当时,在熔一钎焊接头内发现了气孔、未钎透及热裂纹等缺陷,未钎透和热裂纹主要分布在焊接接头根部,焊接接头根部成为钢铝熔－钎焊连接的一个薄弱区。     

RuTi/1060Al脉冲熔化极氩弧熔-钎焊接头组织特征

对RuTi钛合金与1060Al进行脉冲熔化极氩弧熔-钎焊(P-GMAW),采用扫描电镜(SEM)、显微硬度仪等对RuTi/1060Al接头显微组织进行分析;对焊缝中的析出相及钛合金侧过渡区进行能谱(EDS)元素分布分析.结果表明,RuTi/1060Al接头焊缝由α-Al树枝晶及分布于树枝晶边界的α-Al+Si共晶组织组成.焊缝中出现了由Ti(Al,Si)₃金属间化合物组成的条状、块状析出相.RuTi钛合金与焊缝之间形成了一层厚度小于10 μm、主要由Ti(Al,Si)₃金属间化合物组成的锯齿状过渡区.随着焊接热输入的增加,Ti/Al过渡区由锯齿状向条状变化.钛合金热影响区主要由针状α″马氏体与条状α'马氏体组成,显微硬度为2.16~2.65 GPa.