焊接工艺参数对TA15/304不锈钢真空扩散焊接头组织与抗剪强度影响

针对TA15钛合金与304不锈钢的异种金属连接及其接头进行了研究.结果表明,在850~950℃的焊接温度下,接头扩散区(β-Ti区)和(α+β)-Ti双相区的宽度随温度的升高而增加,元素扩散更充分,接头孔洞逐渐减少,观察到逐渐增加的分层产物.分层产物主要为金属间化合物组成的界面层,即σ-Fe(第1层),FeTi+Fe_(2)Ti(第2层),FeTi+β-Ti(第3层)和β-Ti(第4层).当焊接温度为900℃时,焊接接头达到最大抗剪强度为108 MPa,随着焊接时间的提升,焊接接头的微观形貌,元素成分和物相组织与焊接温度参数接头类似,但焊接时间对接头的抗剪强度影响较小,当焊接时间为80 min时,抗剪强度达到最大,断口出现以韧性为主的脆-韧性混合断裂特征.

熔核尺寸与点焊工艺参数的回归模型

为了制定合理的焊接规范,保证点焊质量,采用正交试验设计法研究了点焊熔核尺寸与主要焊接参数（焊接电流、焊接时间、电极压力）之间的关系.对试验数据进行了多元线性回归,建立了熔核直径与焊接电流、焊接时间、电极压力、焊件板厚、电极直径之间的数学模型,并对熔核尺寸进行了预测.试验及预测结果表明：预测误差在1%~8%之间,具有较高的预测精度.该预测结果为电阻点焊工艺参数的选取提供了依据,对提高点焊质量有一定的意义.

大厚度TA15钛合金板潜弧焊接头的组织及拉伸性能

在添加TA1纯钛中间层填充板的条件下,对64mm厚TA15钛合金板进行潜弧焊接,分析了焊接接头的显微组织、拉伸性能以及焊缝中氢、氧、氮的含量,并与不添加中间层的普通潜弧焊接头的拉伸性能进行了对比。结果表明:添加中间层后焊接接头的焊缝区组织为较大尺寸的柱状晶,晶内分布着不同方向的针状α′相,母材区组织为初生α相和少量β相,热影响区组织中既存在α相,也存在α′相;添加中间层后焊接接头的抗拉强度比普通潜弧焊接头的有所降低,但其塑性显著提高,焊缝中氢、氧、氮的含量比母材中的有所降低。

TA15大厚度电子束焊接头组织及性能分析

通过对TA15大厚度钛合金材料的高压电子束焊工艺进行焊接试验,观察和分析了焊接接头的宏观组织形貌和微观组织特征,测试了接头的力学性能和接头硬度分布。结果表明:TA15大厚度钛合金高压电子束焊缝区、热影响区和母材区的微观组织差别明显;焊缝抗拉强度略高于母材,但塑性低于母材;接头焊缝区显微硬度值高于母材区。

镁合金薄板焊接性能研究

采用钨极交流氩弧焊焊接方法制备了0.8 mm厚的AZ31和AZ80镁合金拼焊板,分析了AZ31和AZ80镁合金拼焊板的焊接性能,确定了钨极交流氩弧焊接工艺参数。研究结果表明,AZ31镁合金焊缝处的晶粒为等轴晶,热影响区组织是树枝状晶。AZ31-AZ80拼焊板的焊缝处缺陷主要是气孔和热裂纹。焊缝性能与焊接母材的性能相当。

镁合金拼焊板焊接性能及覆盖件冲压成形

采用钨极交流氩弧焊的焊接方法成功制备0.8mm厚的AZ31和AZ80镁合金拼焊板,确定了钨极交流氩弧焊接工艺参数。经过300℃×60min退火热处理后,使镁合金拼焊板焊接接头平均晶粒度从23μm细化到16μm。对0.8mm厚的AZ31、AZ80镁合金拼焊板冲压成形,当AZ31薄板的温度范围在190℃～210℃,AZ80薄板的温度范围在310℃～350℃时的成形效果良好。在成形件底部,焊缝向塑性较差的AZ80材料侧偏移,最大移动距离为0.55mm。

镁合金拼焊板拉深成形焊缝移动规律

采用有限元数值模拟软件对镁合金拼焊板拉深成形时焊缝移动规律进行了数值分析,建立了镁合金拼焊板筒形件拉深成形有限元模型。对AZ31与AZ80镁合金拼焊板拉深成形进行了数值模拟,分析了压边力及变形温度对焊缝移动规律的影响,得到了筒形件底部及侧壁法兰处焊缝的移动规律。结果表明,筒形件底部焊缝向AZ80侧移动,法兰及侧壁处向AZ31侧移动。模拟结果与试验结果吻合较好,镁合金拼焊板拉深成形时焊缝移动可以通过非均匀压边力或非均匀温度场来控制。

基于SYSWELD的焊接模拟仿真

针对典型焊接构件,采用SYSWELD焊接模拟软件进行模拟,建立了三维模型并进行了网格划分,采用双椭球热源模型,对焊接过程进行了模拟分析,获得了温度场的分布情形,在焊接过程中,焊缝单元的温度随着焊接的进行迅速升高,温度场的形态在整个焊接过程中大体上不发生变化.在焊接变形方面,由于焊缝的纵向收缩,底板在各道焊缝位置都发生了纵向的收缩变形,同时加强筋板也发生纵向收缩变形.通过焊接模拟仿真计算,为改善焊接变形提供了借鉴依据.

大型真空高压电子束焊机的焊接适用性研究

针对大型高压电子束焊机在多种材料、多种结构上的应用展开论述。从工艺、机械性能及微观组织方面进行系统性的分析。试验结果表明:高压电子束焊接在多种材料和结构上的应用有着明显优势;改变热处理机制可以有效调节电子束焊缝的性能。

潜弧焊极限厚度接头工艺试验

通过对极限厚度TA15合金焊接接头的工艺试验,分析了潜弧焊焊接极限厚度接头过程不稳定的主要原因,找出焊机控制机理及各焊接工艺参数对焊接过程及焊接质量的影响规律,并改进极限厚度焊接接头工艺方案;观察和分析了焊接接头的组织特征,测试了接头的力学性能。结果表明:TA15合金焊缝组织较母材差别明显;焊缝强度与母材相当,但塑性降低;应用改进后的焊接工艺方案成功焊接极限厚度焊接试件,焊接过程稳定,焊缝质量优良。

TC21、TA15、TC18、TC4四种钛合金高压电子束焊接力学性能及微观组织研究

本文针对大型钛合金零件应用高压真空电子束焊接情况,从力学性能到微观组织进行系统性的分析和总结,试验对4种钛合金试样的包括抗拉、屈服、拉伸、冲击、疲劳等多方面力学性能的检测,并对试样微观组织进行分析,试验结果表明:电子束所形成的焊缝强度接近母材强度,韧性和塑性相当或略优于其他传统钛合金熔焊方式;微观组织柱状晶与外部等轴晶连接,伴随有马氏体析出。

TC4-DT钛合金电子束焊接接头性能研究

对40 mm厚TC4-DT钛合金自由锻件进行焊接。通过对焊接接头显微组织分析及拉伸、冲击等测试,研究了该合金电子束焊接接头的相关性能。经研究发现:TC4-DT锻件具有良好的焊接工艺性能,焊缝为网篮组织,该合金电子束焊接接头的拉伸强度与锻件相当,但冲击韧性与锻件相比略低。

薄壁TC4钛合金电子束焊接应用研究

针对某薄壁TC4钛合金零件的电子束焊接,设计了焊接工装夹具,保证了焊接变形要求。通过工艺试验,确定了合理的焊接方案,成功的实现了该零件的电子束焊接。同时,针对其成功应用的研究过程,从焊接工艺及加工方案上总结出经验,为薄壁类钛合金零件的电子束焊接提供了借鉴依据。

TA15钛合金框潜弧焊焊接工艺

对3条不同厚度的TA15合金接头进行焊接工艺试验,观察和分析了焊接接头的组织特征,测试了接头的力学性能和变形量。结果表明:TA15合金焊缝组织较母材差别明显;焊缝强度与母材相当,但塑性降低;焊后接头收缩量较大。优化后的焊接参数用于某型机零件生产,焊接质量优良。

TA15合金接头高压电子束焊工艺

通过对几种大厚度TA15合金材料的高压电子束焊焊接工艺试验,分析了焊接接头的组织特征,测试了接头的力学性能和变形量。结果表明:TA15合金焊缝组织较母材差别明显;焊缝强度高于母材的,但塑性降低;焊接接头收缩量少;采用确定后的焊接工艺参数进行零件生产,焊接质量优良。

TA15钛合金焊接温度场的仿真模拟分析

薄板钛合金结构在焊接生产中得到了广泛的应用。焊接过程的传热问题十分复杂,焊接过程中的温度分布对于焊接变形有着重要的作用。针对平板TA15钛合金对接接头,对焊接温度场进行了仿真模拟计算,得出了焊接热循环曲线,并进行了试验验证。经过测量比对,焊接热循环曲线变化趋势与模拟所得结果大体一致,说明了模拟计算的正确性。

TA15M钛合金电子束焊接工艺

针对66mm厚TA15M钛合金件的真空电子束焊接,从焊接工艺、材料、机械性能进行系统性分析,研究了不同焊接工艺参数对接头组织、力学性能及残余应力状态的影响,提出了合理的焊接工艺。试验结果表明:随着焊接速度加快,焊缝及热影响区宽度减小,焊接残余应力呈降低趋势;焊缝抗拉强度接近母材,焊后普通退火(800℃×2.5h,AC)热处理可使TA15M钛合金电子束焊接快速热循环造成的亚稳态组织(α'、亚稳β)充分分解,使焊缝硬度、强度和塑韧性均有很好的表现。

镁合金拼焊板制备及冲压成形研究

采用钨极氩弧焊制备了性能良好的镁合金拼焊板,并进行了镁合金拼焊板覆盖件冲压工艺的试验研究.试验结果表明,合理的成形工艺能有效地解决镁合金拼焊板冲压成形过程中产生的缺陷.通过对拉深速度、成形温度、坯料形状以及润滑条件等参数的控制,能够制得镁合金拼焊板覆盖件.