Ti2AlNb基合金板材电子束焊接焊缝组织研究

选用了不同的焊接参数对厚度分别为3、5、7和9mm的Ti2AlNb基合金板进行电子束堆焊,并进行不同制度的焊后热处理.利用OM、SEM、EDS和显微硬度测试等方法对焊缝区域的显微组织特征进行了分析.

焊接规范对Ti_2AlNb基合金电子束焊接接头性能的影响

采用两种焊接规范对Ti2AlNb基合金热轧板材进行电子束焊接,并对经热处理后的接头进行室温和650℃高温拉伸试验。分析了焊缝显微组织、接头拉伸性能和断口形貌,得出了以焊接线能量较高的焊接规范焊接,接头拉伸性能较好。

Ti-22Al-25Nb合金电子束焊接及焊后热处理工艺

使用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射谱仪(XRD),研究了不同温度热处理后Ti-22Al-25Nb合金电子束焊接接头显微组织,对接头拉伸性能及断口分析后认为,经过850℃保温2h空冷的热处理可以有效地改善接头的室温和高温拉伸性能。

D406A钢电子束焊接头组织及性能分析

采用两种焊接规范对D406A钢进行电子束焊接,并对焊接接头进行930℃油淬+300℃空冷回火的焊后调质处理,借助金相显微镜和扫描电镜对焊接接头显微组织、拉伸断口及相组成进行分析,并对接头进行室温拉伸性能测试和显微硬度测试。结果表明,该合金采用电子束焊,接头正背面成形良好,接头性能与氩弧焊接头性能相当。

焊接参数对Ti_2AlNb合金电子束焊接接头焊缝形状和残余应力的影响（英文）

采用有限元数值模拟方法预测Ti_2AlNb合金电子束焊接接头的残余应力,并通过实验加以验证。对比模拟与实验结果,本文的数值计算方法具有良好的精度。结果表明,焊缝中心区域呈现三向拉应力状态;其他焊接参数相同条件下,聚焦电流对焊缝形状及尺寸具有显著影响,从而影响焊接残余应力水平;对于Ti_2AlNb合金厚板电子束熔透焊接头,焊缝中心具有1000MPa左右的厚度方向应力;增大熔宽可降低厚度方向应力,进而降低接头裂纹倾向。

摩擦塞补焊技术研究现状及展望

搅拌摩擦焊接技术在航空航天等领域得到了广泛的应用,但焊接后一般会留有"匙孔",影响产品整体结构性能,需要相应补焊手段解决。传统的熔焊修补会降低接头力学性能。介绍了三种等强固相摩擦塞补焊技术,阐述焊接原理,分析技术特点,介绍目前国内外研究和应用进展,指出摩擦塞补焊技术是搅拌摩擦焊接技术体系的重要组成部分,具有广阔的应用前景。

2219铝合金搅拌摩擦焊焊缝相控阵超声波无损检测

分析了2219铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷特征,研究了2219铝合金搅拌摩擦焊焊缝缺陷相控阵超声波检测技术的原理和特点,采用相控阵超声波检测方法对典型的搅拌摩擦焊焊缝缺陷进行了检测,并通过金相剖切结果对检测结果进行了验证和对比分析。结果表明,针对搅拌摩擦焊焊缝缺陷的特点,相控阵超声波无损检测技术对缺陷的检出能力强,对搅拌摩擦焊焊缝的根部弱结合等面积型缺陷和孔洞等体积型缺陷都有较好的检测能力,是一种行之有效的搅拌摩擦焊焊缝缺陷检测方法。

Ti2AlNb合金电子束焊接头再热裂纹的形成机理（英文）

为了阐明Ti2AlNb合金焊缝中再热裂纹的特点及形成机理,对Ti2AlNb电子束环焊接头进行一系列的焊后热处理,并采用OM、SEM、XRD和TEM对接头的宏观组织和显微组织进行分析。结果表明,当Ti2AlNb电子束环焊接头加热到700℃左右时,再热裂纹主要沿焊缝原始晶界产生。热处理过程中,当温度升高经过O相单相区时焊缝组织由焊态的B2相几乎完全转变为O相;当温度继续升高进入B2+O双相区后,沿着原始晶界优先发生O→B2+O相转变。在焊接残余应力和相变应力综合形成的高拉应力作用下,B2+O双相和O相基体的界面上开始产生再热裂纹。

LD10铝合金熔焊接头缺陷的拉锻式摩擦塞补焊

采用拉锻式摩擦塞补焊方法对4 mm厚的LD10铝合金熔焊接头缺陷进行了补焊,焊后对塞补焊接头的微观组织和力学性能进行了分析。研究结果表明,摩擦塞补焊接头分为焊缝区、热影响区和母材区三部分,焊缝由细小的等轴再结晶组织构成。选择合适的焊接参数和接头结构,塞补焊接头的抗拉强度可以达到310 MPa,达到或超过熔焊接头的强度。塞补焊接头断裂位置分析表明,塞补焊后接头多断裂于塞补焊焊缝外侧的熔焊区域。

补焊技术的新突破——摩擦塞补焊

摩擦塞补焊(FPW)是一种新型的固相修补焊接技术,具有接头质量高、缺陷少、变形小等优点。详细阐述了摩擦塞补焊焊接原理和技术特点,介绍了国内外研究现状,分析了塞孔/塞棒结构尺寸和摩擦压力、摩擦时间、进给速度等工艺参数对接头的影响,总结了摩擦塞补焊典型的缺陷形式和产生原因。

Ti_2AlNb合金电子束焊接接头的残余应力与再热裂纹

利用数值分析和试验测量方法研究了不同板厚和不同形状Ti_2AlNb合金电子束焊接接头的焊接应力,分析了再热裂纹的产生特点和焊后热处理过程中的组织演变,讨论了再热裂纹产生的原因。结果表明,电子束焊缝中心部位承受3向拉应力,纵向残余拉伸应力最大,超过1100MPa;横向拉伸应力较小;板较薄时厚度方向残余拉伸应力也较小,但当焊接厚板时焊缝中心厚度方向的残余拉伸应力也很大,深窄焊缝中可达1000MPa。同样板厚条件下,环形焊缝与直线焊缝相比,周向拉伸应力略小于纵向应力,但径向拉伸应力远大于横向应力,尤其是环的直径较小时。再热裂纹的产生与再热过程中晶界析出物及较高的拉伸应力有关,在加热速度低于一定值,加热到700℃左右时,裂纹沿晶界析出层与基体之间的界面产生与扩展。

航天产品异种金属电子束焊接研究与应用

针对航天产品异种金属电子束焊接的研究现状进行综述和评论,重点介绍了以不锈钢、高温合金、钛合金和铜合金为代表的应用实例,以期对实际生产提供借鉴意义,并提出后续开展的异种金属连接的重点内容。

铜侧束偏量对CuZr0.15/1Cr18Ni9Ti电子束焊接接头组织及力学性能的影响

采用不同的Cu侧束偏量(电子束束斑向铜侧偏移量)参数对锆无氧铜CuZr0.15和1Cr18Ni9Ti不锈钢对接接头进行了电子束焊接,分析了铜侧束偏量对电子束焊缝成型、接头的组织结构和力学性能的影响。结果表明:锆铜侧束偏量的改变对焊缝成型及接头组织结构的影响显著,锆铜侧束偏量控制在0.25～0.45mm范围内,可获得成分均匀的接头组织,进一步接头拉伸试验结果表明,采用合理的束偏量形成的电子束焊接接头,断裂发生在锆铜母材一侧,属于韧性断裂,接头强度高于锆铜母材强度。

束偏量及接头结构对QAl10/0Cr18Ni9电子束焊接头质量的影响

针对铝青铜和不锈钢异种金属电子束焊接,试验验证和分析了束偏量和不同的接头结构形式对接头质量的影响。二者宜采用以铝青铜作锁底、无束偏量的对中焊接方法,焊缝内、外部质量满足Ⅰ级焊缝标准,接头强度与铝青铜母材等强。以不锈钢作锁底的接头,在不锈钢热影响区一侧出现渗透裂纹。

导杆类产品GH4169与1Cr18Ni9Ti电子束焊接裂纹分析

针对航天发动机上导杆类产品GH4169与1Cr18Ni9Ti电子束焊接时出现的接头裂纹现象,对裂纹形成原因、机理等进行了试验分析,从采取合理的接头结构、控制GH4169母材晶粒度、制订优化的焊接工艺等方面解决了导杆类产品的接头裂纹问题。

镍基合金大间隙搭接电子束填丝焊接头组织性能分析

对GH4169合金与电铸镍板材搭接接头真空电子束焊接工艺进行了研究,并详细分析了配合间隙对接头组织和性能的影响。结果表明:双层板搭接间隙越大,间隙层填充金属越多,上板焊缝堆高越低,间隙层填充金属为异种合金混合凝固而成,填充金属存在剧烈对流作用,焊缝下板熔深形状和尺寸基本无变化。焊接接头硬度从上部、中部和下部依次减小。当焊接接头的配合间隙≤0.8 mm时,配合间隙越大,接头抗拉剪性能越低,当焊接接头的配合间隙> 0.8 mm时,配合间隙越大,接头抗拉剪性能越高。

电子束焊接技术在大口径薄壁件上的应用

针对补偿器采用传统焊接工艺存在的质量问题,开展内配式接头大口径补偿器真空电子束焊接技术研究。主要从焊前配车、工装设计、精密装配、焊接轨迹规划、电子束焊接、焊接变形控制等方面进行工艺攻关。产品焊接质量符合要求,在大口径薄壁件的焊接应用方面具有示范作用。

铝合金/合金钢异种金属摩擦焊接头组织与性能

针对油气资源勘探开发用钻杆轻量化的需求,以小尺寸试棒7075-T6铝合金和37CrMnMo合金钢利用连续驱动摩擦焊技术实现连接,探索开发铝合金/合金钢轻量化复合钻杆焊接制造的可能性和可行性,研究了焊接工艺参数对接头成形、微观组织及力学性能的影响.结果表明,接头界面铝侧的晶粒受到力和热的作用发生完全动态再结晶,而在热力影响区发生了不完全动态再结晶.界面沿径向热力分布的不均匀导致了在中心区域没有化合物产生,但在1/2半径区域有亚微米级的化合物层生成,接头抗拉强度最大可达240 MPa.中心区域较为平整的断裂面说明该区域是接头的薄弱环节.因此仍需进一步调控铝合金/合金钢摩擦焊接过程,促进中心区域冶金结合,以提升接头整体强度.

铝/钢异种金属旋转摩擦焊接研究现状

根据铝/钢异种金属焊接冶金特点及旋转摩擦焊接工艺特点,分析认为旋转摩擦焊最适合铝/钢异种金属轴对称件焊接的工艺。分别介绍了连续驱动摩擦焊和惯性摩擦焊接工艺对铝/钢异种金属焊接接头的组织和性能的影响。总结了铝/钢异种金属摩擦焊接技术研发中亟待解决的主要科学问题,铝/钢旋转摩擦焊过程中摩擦界面及其附近剧烈的塑性流变对IMCs生成的影响规律和机制需要进一步的研究;需要开发相应的工艺措施促进铝/钢接头界面上形成以Fe-Al IMCs为标志的冶金结合,并使IMCs层厚度均匀化。最终指明,研究揭示铝/钢摩擦界面IMCs生成机理、相的组成、形态、分布等冶金行为,对铝/钢旋转摩擦焊接头的组织性能调控具有重要意义,也是铝/钢异种金属焊接结构性能保证的理论基础。

A new weld repair technique for friction stir welded aluminium structure:inertia friction pull plug welding

The paper gives an analysis on technical characteristics of repair techniques for friction stir welding defects. To overcome the defects,a new repair technique, inertia friction pull plug welding( IFPPW), was researched and its equipment was developed as well. Elementary datum was achieved by investigating the influences of technological parameters on mechanical properties and by analyzing the structural characteristics of repair joint with IFPPW. The study shows that the stability and reliability of welding process of IFPPW can be guaranteed through the constant energy from the flywheel.Integrated with the advantages of friction pull plug welding,the IFPPW,free from back anvil,is considered as a promising technique in repair of termination keyhole of bobbin tool friction stir welding and point-like defects in aluminum alloy welding.