工艺参数对304不锈钢薄板激光焊接接头组织及力学性能的影响

研究了不同焊接参数对0.8 mm厚304不锈钢薄板激光焊接接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:焊缝区组织为树枝状的δ-铁素体析出在奥氏体基体上,焊缝边缘处的组织形貌为垂直于熔合线生长的柱状树枝晶。当焊接功率为1200 W,焊接速度为1200 mm/min,离焦量为+3 mm,送丝速度为1300 mm/min时,获得的焊接接头抗拉强度最高,为656 MPa,断后伸长率为49.8%,且拉伸断口中存在大量韧窝,属于典型的韧性断裂。同时,该工艺下焊接接头的硬度值也较高,热影响区硬度比母材提升了17.67%,焊缝区硬度比母材提升了11.16%。

补焊工艺对30CrMnSiA接头微观组织及性能的影响研究

为了降低企业成本、避免检修过程中大型结构件直接更换造成的资源浪费,针对30CrMnSiA焊接件服役过程中出现的裂纹缺陷开展了补焊试验。试验过程中的焊缝填充金属分别选用HTJ-3、HTG-1焊条,并采用金相、扫描电镜、电子背散射衍射、拉伸、冲击、弯曲等试验对补焊前后接头的组织和性能进行表征分析,建立微观组织与力学性能之间的依存关系,为结构钢钢补焊工艺的优化提供一定的理论支撑。结果表明:补焊前后焊缝底部区域的组织均以马氏体+铁素体为主。补焊过程采用HTG-1作为填充金属,使得补焊区沿垂直于熔合线方向形成了粗大的柱状晶。另外,补焊前后接头原始焊缝区均以大角度晶界为主,使得该区域金属对裂纹扩展的阻碍能力增强。补焊后,焊接接头的抗拉强度及塑性指标都有明显的下降,但冲击韧性有所提高。

7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能

在不同焊接工艺参数下对3.5 mm厚的7050-T7451铝合金进行了搅拌摩擦对接焊,并对焊缝成形质量、接头微观组织演变和拉伸性能进行了深入研究。结果表明,当搅拌头旋转速度(ω)在400~1000 r/min、焊接速度(v)在50~300 mm/min时,均可获得内部无缺陷的接头。当焊接速度不变时,随搅拌头旋转速度的增加,接头的拉伸性能先增大后减小。当搅拌头旋转速度为600 r/min、焊接速度为150 mm/min时,接头的拉伸性能最好,抗拉强度为475 MPa,强度系数达90%,伸长率为5.7%。当ω/v的值处于4~6之间时,可获得拉伸性能优良的接头。

激光焊接工艺对304不锈钢薄板搭接接头组织性能的影响

采用三因素三水平的正交试验对0.8 mm厚304不锈钢板进行了激光搭接焊,系统地研究了焊接速度、焊接功率、离焦量对焊接接头组织性能的影响。结果表明,以剪切载荷为标准时,焊接速度对薄板激光焊的影响最大,焊接功率次之,离焦量最小。焊缝中心由等轴的奥氏体基体和部分树枝状的δ铁素体组成,在焊缝边缘处存在细小的柱状树枝晶区域,减少焊接功率或者焊接速度可使柱状树枝晶区域的宽度增大。从母材到焊缝中心,显微硬度呈现出先增大后减小的趋势,采用负离焦量、低焊接功率、高焊接速度的焊接条件时,焊接接头的硬度较高。

30CrMnSiNi2A超高强度钢电子束焊接接头的疲劳性能

对7.5 mm+10.5 mm超高强度钢30CrMnSiNi2A真空电子束锁底焊接接头和母材进行了疲劳性能的研究。分析接头疲劳性能数据,拟合中值疲劳S-N曲线,对比分析接头与母材的疲劳性能,并采用扫描电镜观察进行断口分析,获取焊接件和母材的疲劳失效机理。结果表明,在低应力区,母材裂纹萌生形式以角裂纹源为主,焊接件裂纹萌生形式以气孔裂纹源为主。在高应力区,疲劳寿命在3×10^4~1×10^5,母材和焊接件疲劳性能相当。母材的疲劳极限为1102MPa,焊接件的疲劳极限为980 MPa。

补焊次数对30CrMnSiA钢接头组织和力学性能的影响

采用焊条电弧焊对30CrMnSiA钢焊接接头进行多次(3,4次)补焊试验,研究了补焊次数对接头组织和力学性能的影响。结果表明:补焊次数的增加对接头焊缝区域的显微组织类型影响不大,原始焊缝和补焊焊缝组织均为奥氏体柱状晶,但会导致原始焊缝区域的晶粒粗化和热影响区的大角度晶界分布密度下降,并减少热影响区的马氏体数量,从而对接头强度产生不利影响。补焊4次接头的抗拉强度较补焊3次接头降低了7.8%,断后伸长率降低了25.3%,但断裂机制仍为韧性断裂;补焊4次接头的抗弯性能和硬度也低于补焊3次接头。

30CrMnSiNi2A超高强度钢真空电子束焊接工艺应用研究

针对锁底对接形式的30CrMnSiNi2A超高强度钢进行了真空电子束焊接工艺分析与讨论,借助金相分析、显微硬度、扫描电镜等测试方法对焊缝形貌、组织和性能进行了研究,并分析了常见缺陷的种类和防止措施。试验结果表明,在合适的电子束焊接参数下可以获得较为理想的30CrMnSiNi2A超高强度钢焊缝形貌,且具有较好的综合力学性能,焊缝经目视检查、X射线探伤和磁粉探伤,达到I级焊缝要求,并将此焊接工艺成功地应用于飞机机体产品的焊接。

箱体低压铸造过程的数值模拟

以计算流体力学和计算传热传质学作为理论基础,利用大型模拟软件ANSYS对箱体的低压铸造过程进行了数值模拟,分析了铝合金在低压铸造充型过程中的流场以及凝固过程中的温度、固相分数的分布情况,预测铸件可能出现的缺陷,为优化铸造工艺和模具设计提供参考。

Ca对挤压Mg-10Al-1.5Zn-0.4Mn镁合金组织和性能的影响

采用传统的熔炼工艺制成Mg-10Al-1.5Zn-0.4Mn-xCa镁合金铸锭并经挤压变形,借助OM、SEM和XRD分析了合金显微组织和相组成,研究了Ca对该镁合金铸态和挤压态显微组织和力学性能的影响。

热处理对A286铁基高温合金激光焊接接头组织和性能的影响

采用激光焊接方法对A286铁基高温合金薄板进行焊接,对焊接接头分别进行982℃固溶、982℃固溶+718℃时效热处理,研究了热处理对焊接接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:未热处理时焊接接头焊缝组织主要由奥氏体、δ铁素体和γ’相组成;固溶处理后,接头焊缝中的δ铁素体含量增多,γ’相数量减少,接头强度、硬度与焊态相比变化不大,但断后伸长率由焊态的17.3%提升至22.7%;经固溶+时效处理后,接头焊缝组织中δ铁素体大部分转变为奥氏体,晶粒发生粗化,且析出大量弥散分布的γ’相,焊接接头的抗拉强度和屈服强度分别由固溶态的639,360MPa提升至1 019,662MPa,平均硬度达到了固溶态的200%,但断后伸长率降低至17.1%。

液态挤压工艺参数对ZA43合金组织和性能的影响

采用正交试验研究了液态挤压工艺参数对 ZA4 3合金力学性能的影响 ,并显示了液态挤压 ZA4 3合金的组织特征。结果表明 :液态挤压工艺参数对 ZA4 3合金力学性能影响的主次顺序为 :加压前停留时间、浇注温度、模具温度 ,其中加压前停留时间的影响最显著。在适宜的工艺参数下 ,液态挤压 ZA4 3合金力学性能可达到 σb=4 2 0 MPa,δ5=13%和硬度 131HBS。

焊接技术在大飞机机体研制中的应用及展望

在飞机机体的研制和生产中。焊接技术已经成为了不可或缺的工艺方法之一。焊接技术的进步与发展不仅能够减轻飞机机体的重量，而且还为飞机机体结构设计提供技术支持，提高了飞机先进性。

T2-Y/Q345B双金属接头微观组织与力学性能

为了优化铜/钢复合件的焊接工艺,提高焊接接头的力学性能,采用S201焊丝对T2-Y/Q345B异质材料进行不同工艺窗口下的熔化极气体保护焊(GMAW)试验,并且利用金相、扫描以及拉伸、硬度等试验研究了不同焊接工艺对铜/钢焊接接头组织及性能的影响。结果表明:对T2-Y紫铜母材进行焊前预热处理有利于提高焊缝金属的铺展性。同时,不同的保护气体对接头质量的影响也较大。铜侧热影响区(HAZ)主要由孪晶组织组成,孪晶沿着垂直于熔合线方向生长。另外,在电弧力及浓度梯度的作用下焊缝中元素得到了充分扩散,其中,Fe元素对焊缝金属具有第二相强化作用,从而导致焊缝硬度高于铜侧母材。接头抗拉强度最高达224.1 MPa,达到铜侧母材强度的90%以上。铜侧热影响区晶粒粗化,成为焊接接头的薄弱环节。

飞机起落架机器人焊接工艺研究

针对飞机起落架组件的制造,研究了全自动弧焊机器人在飞机起落架组件上的焊接工艺,主要从3个方面进行了试验研究:首先采用板料对接试验摸索出较为合理的规范参数;其次按照摸索出的焊接规范参数进行零件模拟件的焊接;再次对接头进行了拉伸和冲击韧性试验,并对接头组织进行了金相分析,最后得出试验工艺过程满足起落架组件焊接工艺的要求,并生产出合格的起落架组件。

工艺参数对304不锈钢焊接接头组织性能的影响

采用光纤激光器对0.8 mm厚的304不锈钢薄板进行对接焊接试验,研究工艺参数对焊接接头的组织及力学性能的影响。基于两因素两水平的正交试验,以焊缝宽深比、显微硬度为指标,获得最佳焊接工艺参数,即焊接速度1300 mm/min,激光功率1000 W。结果表明,焊接速度和激光功率对焊缝宽深比呈负相关性。焊缝中心为均匀、细小的等轴晶组织,熔合区为垂直于熔合线生长的柱状晶组织。所有拉伸试样的断裂位置均在焊缝处,但其抗拉强度均能达到母材最低要求值的96%以上,通过扫描电镜可以观察到明显的韧窝形貌,为典型的韧性断裂。最优工艺下焊缝的硬度为211.88 HV0.1,热影响区硬度为217.46 HV0.1。

CATIA软件在模锻设计中的应用

传统的模锻件图、锻模图和冲切模图是用二维软件绘制的,绘制周期长而且不直观。尤其是复杂形状的模锻件图的设计过程更是一个长周期、低质量和高成本的过程。为了适应现代生产,将三维实体设计软件CATIA应用到模锻件图及锻模图和冲切模图的设计中,一方面提高了产品设计工艺的技术水平,另一方面也适应了锻模和冲切模数控加工的需要。

消除应力回火对30CrMnSiNi2A真空电子束焊接头组织和力学性能的影响

针对30CrMnSiNi2A超高强度钢结构件真空电子束焊后消除应力回火工艺,开展了重复回火对锁底焊接接头最终热处理状态的组织与力学性能影响研究。试验结果表明,焊接零件分别经过一次、三次消除应力回火,其最终态拉伸性能与直接最终热处理30CrMnSiNi2A原材料相比有少量提升,同时焊缝的拉伸性能略高于母材;原材料、一次消除应力焊件、三次消除应力回火焊件终态显微组织均为板条状马氏体,除组织均匀性和马氏体形貌略微变化外,无显著的组织及成分差异;相比于母材的疲劳极限,一次消除应力回火接头疲劳极限降低了11%,三次消除应力回火接头疲劳极限降低了18%。

激光修复TC18钛合金组织及性能特征

利用拉伸试验机、扫描电子显微镜和金相显微镜等手段研究了退火工艺(650℃/2 h/AC)对TC18钛合金的激光增材修复TC18钛合金锻件的拉伸性能、冲击性能、断裂韧性的影响,并且分析了拉伸试样和冲击试样的断口形貌。结果表明:退火处理后,增材修复件的强度从锻件基体到增材修复区逐渐增强,伸长率和断面收缩率从基体到修复区逐渐降低。激光增材修复件经退火热处理后,基体、过渡区和修复区力学性能均能达到TC18锻件国军标规定值。

两相区退火对TC21钛合金线性摩擦焊接接头组织和性能的影响

对TC21钛合金进行了线性摩擦焊接及其两相区退火处理,对比研究了两相区退火前后焊接接头微观组织和硬度分布的演变规律。结果表明,焊态TC21母材组织为片层组织,热影响区α相发生了不同程度溶解,距离焊合区中心越远,溶解程度越低。焊接变形区出现剧烈塑性变形和部分动态再结晶,初始片层状α相呈流线状分布,焊合区中心发生了完全动态再结晶,组织为亚稳β晶粒。590℃热处理后母材组织变化较小,热影响区β基体析出大量次生针状α相,变形区β基体和α相中均析出大量次生α相,焊合区由β晶粒分布脱溶析出的针状α相组成焊态下焊接接头的硬度曲线分布呈现"W"型,接头硬度最高值在焊合区中心处,热影响区为弱化区域,经590℃热处理后曲线分布为"几"型,无明显的弱化区域。

钎料对TC4钛合金钎焊接头力学性能的影响

采用三种钎料B-Ti57CuZrNi、B-Ti37ZrCuNi、B-Ag72Cu分别对TC4钛合金进行钎焊,研究了钎料对不同焊接温度下的接头在常温和400℃高温的力学性能和断口形貌的影响。研究结果表明,三种钎料B-Ti57CuZrNi,B-Ti37ZrCuNi,B-Ag72Cu均可对TC4钛合金实施钎焊。B-Ag72Cu钎料相对于B-Ti57CuZrNi和B-Ti37ZrCuNi钎料,低温钎焊强度偏低,高温钎焊时其钎料与TC4钛合金基体反应比较剧烈,焊缝的抗腐蚀性偏弱。B-Ti37Zr Cu Ni钎料与B-Ti57CuZrNi钎料相比,室温力学性能较弱,钎焊的接头力学性能较差且强度值较分散。综上,在三种钎料中,B-Ti57CuZrNi钎焊TC4钛合金的综合性能较优。