焊接速度对TC4钛合金光纤激光焊接接头组织性能的影响

采用光纤激光器对4 mm厚的TC4钛合金板进行了激光焊接,通过调整焊接速度获得了不同热输入下的焊接接头,利用金相设备、显微硬度计和拉伸试验机对焊接接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明:焊接速度从150 mm/s降低到120 mm/s时,焊缝密集型气孔消失;当焊接速度为30 mm/s时,在焊缝中没有观察到气孔;随着焊接速度的降低,焊缝上熔宽从0.7 mm增加到2.5 mm,下熔宽从0.8 mm增加到2.8 mm。从母材到焊缝,针状马氏体α'的数量明显增加,焊缝中心产生大量马氏体α'。焊接接头的显微硬度从焊缝中心的367 HV下降到母材的344 HV;低焊接速度下,有利于气孔逃逸出熔池,断裂发生在母材。高焊接速度下,断口中有气孔产生,严重影响焊接接头强度和延伸率,使得断裂发生在焊缝。

镍基合金扩散焊研究进展

随着对镍基合金研究的不断加深,镍基合金材料的超塑性被相继发现,超塑成形与扩散连接的组合工艺得到了极大的发展和推广应用,所以镍基合金扩散焊的重要性及应用范围得到了极大提升。文中简要阐述了镍基高温合金扩散焊方式,并重点阐述了镍基高温合金扩散焊研究现状。目前镍基合金扩散焊的主要研究包括:扩散焊的工艺流程与参数研究、镍基合金扩散焊的焊材研究及镍基合金扩散焊中间层研究三个方面,扩散焊焊接接头易发生过早的脆性断裂,这主要与焊接过程中接头处成分不均匀有关;预处理、焊接温度、保温时间及焊接压力等工艺参数对接头性能有重要影响;有关镍基合金扩散焊中间层的研究处于不断深入的阶段。关于如何提高镍基合金扩散焊接头的各项性能,仍需进一步深入研究。

表面织构参数对渗氮304钢在纳米微粒添加剂润滑油作用下摩擦特性的影响

采用激光打标机在304钢基体表面刻蚀出孔径与间距数值相等的均布微坑;将激光织构的试样放入渗氮炉中进行表面渗氮处理;采用表面修饰剂对质量比为1∶1的SiO_2和TiO_2混合纳米微粒进行表面修饰后,将其(3%,质量分数)加入到基础油中,使用摩擦磨损试验机对其进行摩擦磨损实验。系统地对试样复合改性表面硬度、表面化学成分、表面形貌及摩擦磨损形貌进行研究。实验结果表明:表面织构参数影响304钢的摩擦学性能,其摩擦因数随孔径及间距的增大而减小,在摩擦过程中,织构微坑能够起到收集磨屑、存储润滑剂、降低磨损的作用;表面经盐浴渗氮处理后,其显微硬度由222.53HV0.1提高到573.63HV0.1,硬度显著提升;纳米微粒作为润滑油添加剂不仅能够产生微轴承作用将部分滑动摩擦转变为滚动摩擦,同时还能生成一层润滑保护膜。复合润滑结构与含有纳米添加剂的润滑油配合能够显著地降低磨损,使材料具有优异的摩擦学性能。

气孔和显微组织对6063铝合金双脉冲耦合CMT焊接接头强度的协同影响

研究不同焊接速度下6063铝合金“CMT MIX+Synchropulse”焊接接头的焊缝气孔率、气孔尺寸以及焊缝和热影响区的软化。结果表明,随着焊接速度从55 cm/min提高到65 cm/min,焊缝气孔率从0.1%增加至3.9%,且出现大尺寸气孔(341.1μm)。65 cm/min时焊缝气孔尺寸主要集中分布在87.8μm,而55 cm/min时的气孔尺寸主要集中分布在20.6μm。基材中β′′相溶解与转变导致焊缝和热影响区均出现明显的软化,热影响区的软化更为严重。不同焊接速度焊接接头平均抗拉强度相当,约155 MPa(达到母材的67.4%)。

新能源汽车用铝合金激光-电弧复合焊接研究进展(特邀)

发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,是应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。近年来,作为新能源汽车制造的重要结构材料,车用铝合金性能的不断提升给后续的焊接加工带来了全新的挑战。与传统弧焊热源相比,激光-电弧复合热源具有诸多优势,为抑制铝合金焊接缺陷并提升焊接接头系数提供了新途径。较为全面地总结了近年来国内外学者在铝合金焊接缺陷(如软化、气孔)等形成及调控方面的研究进展,分析了现有研究工作中存在的问题并给出了激光-电弧复合焊接铝合金未来的研究方向,旨在为后续研究及应用提供参考。

800 MPa级热轧高强钢激光焊接接头的组织和力学性能

采用光纤激光器对2.8mm厚800MPa级热轧高强钢板进行了激光焊接,通过调整激光功率获得了全熔透焊接接头,观察了不同热输入下焊接接头的显微组织,并测试了焊接接头的显微硬度、拉伸性能和冲击韧性,研究了焊接接头显微组织与力学性能之间的关系。结果表明:焊接接头内不存在软化区,焊接接头的抗拉强度可达到母材水平,冲击功可达到母材的85.6%。

马氏体含量对双相钢激光焊接接头组织和性能的影响

利用连续光纤激光器进行了800MPa级和1000MPa级双相钢的激光拼焊试验,研究了马氏体含量对双相钢焊接接头组织和性能的影响。结果表明,不同马氏体含量双相钢的焊接接头均由全马氏体区和不完全相变区组成。两种焊接接头不完全相变区的宽度和显微硬度的降幅较小,其拉伸断裂位置均位于母材。1000 MPa级双相钢焊接接头在杯突试验中沿不完全相变区直接开裂并扩展,杯突值达到母材的85.0%;800 MPa级双相钢焊接接头则垂直于全马氏体区方向开裂,杯突值达到母材的91.7%,成形性能好。

热输入对CP800复相钢激光焊接接头组织性能的影响

采用IPG YLS-6000光纤激光器对2.8mm厚的CP800复相钢进行激光拼焊,通过改变焊接速度获得不同热输入(30.0、42.0和52.5J/mm)的焊接接头,研究了不同热输入对复相钢激光焊接接头组织转变及性能的规律。结果表明,随着热输入的增加,焊缝的熔深和熔宽逐渐增加,当热输入达到42.0J/mm及以上时可获得全熔透焊缝;不同热输入下的焊接接头各个微区的显微组织类型具有一致性,其中熔合区为具有明显方向性的板条马氏体,粗晶区为无明显取向的板条马氏体,细晶区为晶粒较为细小的马氏体,混晶区为贝氏体、细晶铁素体和铁素体;不同热输入下焊接接头整体硬度高于母材,且由于激光焊接冷速极快、高温停留时间极短,导致贝氏体内细小析出相无时间析出,位错密度无明显改变,因而不存在软化区;不同热输入下的焊接试样拉伸断口均为韧性断裂;由于焊接接头硬化区中的马氏体较母材中的贝氏体和铁素体具有更高的屈服强度,导致焊接接头的延伸率低于母材,相较而言,在研究的热输入范围内,热输入为52.5J/mm焊接接头的延伸率较好,达到母材的76.8%。