添加稀土元素的TC4钛合金激光焊接头纵向超塑性能研究

针对钛合金激光焊接接头超塑性能低的难题,提出在焊缝中以Yb_(2)O_(3)的方式添加稀土Yb元素,分析Yb_(2)O_(3)含量对TC4钛合金激光焊接头高温拉伸峰值流变应力、断后伸长率及组织的影响.结果表明,Yb_(2)O_(3)能够促进变形过程的组织等轴化进程,减小焊缝β晶粒尺寸和接头超塑性变形流变应力,并提高断后伸长率.随着Yb_(2)O_(3)含量增加,接头应力应变曲线下移,峰值流变应力呈先降低后升高的趋势,而断后伸长率则为先增大后减小.在超塑性变形过程中,Yb_(2)O_(3)含量6%时峰值流变应力最低为11.9 MPa,断后伸长率为572.3%;焊缝中心β晶粒尺寸最小为127μm,相较于未添加Yb_(2)O_(3)时β晶粒尺寸的337μm细化了62.3%.此时,马氏体组织发生相变,形态转变成片层,焊缝区域组织等轴化程度最高,焊缝的超塑性能最好.

CFRP/TC4激光连接工艺及接头组织和性能

针对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)和TC4钛合金的激光焊接开展研究,分析了工艺参数对接头力学性能的影响,并进行接头断面分析;观察了接头微观结构及界面键合特征,分析了接头连接机理。结果表明:CFRP和TC4在激光的作用下能够获得良好的接头,在试验工艺范围内,当激光功率为650 W、焊接速度为10 mm/s时,接头剪切力最大值为926 N。接头通过TC4以及树脂的相互渗透能形成机械互锁效应,接头断裂模式主要为粘结断裂和内聚断裂,通过分析接头微观结构发现CFRP受热分解形成气泡,同时接头界面发生了元素扩散并在界面发生反应生成TiO_(2)、CTi_(0.42)V_(1.58)组织,同时出现-OH键,从而构成稳定的接头组织。

添加高熵合金粉末AZ31B镁合金/304不锈钢电阻点焊接头组织和力学性能

以FeCoNiCrMn高熵合金为中间层,获得高质量的AZ31B/不锈钢电阻点焊接头。分析过渡区与两侧母材的反应扩散行为,检测接头性能并优化焊接工艺。结果表明:包含FeCoNiCrMn颗粒的过渡区成功连接镁、钢两母材。镁合金侧界面主要是颗粒周围反应生成的Fe4Al13金属间化合物;而不锈钢侧边界主要由(Fe,Ni)固溶体和Fe4Al13金属间化合物两部分组成。拉剪载荷F随焊接电流I和焊接压力P的增加,焊接时间t的延长,呈现出先升高后降低的趋势,在18.2~22.5 kA,15~35周波,2.0~10.6 kN的实验工艺范围内,添加高熵合金镁/钢点焊接头拉剪载荷在3.2 kN以上,最大拉剪载荷为5.605 kN,相比未添加高熵合金镁/钢点焊接头拉剪载荷提高了397%。高熵合金过渡层形成了大量(Fe,Ni)固溶体,减少Fe4Al13脆性金属间化合物的生成,有效提高了接头的力学性能。

Cu箔缓冲层对SiO_(2)/TC4接头组织性能的影响

针对SiO_(2)石英玻璃/TC4钛合金钎焊接头易脆裂难题,以Cu箔为缓冲层,采用AgCuTi活性钎料对石英玻璃/TC4钛合金进行真空钎焊。通过金相显微镜、扫描电镜、能谱仪以及X射线衍射仪、力学试验机分析Cu缓冲层及不同钎焊工艺对SiO_(2)/TC4接头组织结构及力学性能的影响。研究结果表明,在合适的钎焊温度下,Cu箔缓冲层的加入一方面在SiO_(2)/AgCuTi界面处形成了合适厚度的TiSi_(2)+Ti_(4)O_(7)/Cu_(2)Ti_(4)O双层结构,另一方面在焊缝中形成大量韧性较好的Cu固溶体,这些固溶体在钎焊冷却过程中通过钎缝自身的蠕变和屈服吸收接头中的残余应力,减少接头残余应力,提高了钎焊接头的力学性能。当钎焊温度为900℃、保温时间10 min时,SiO_(2)/TC4钎焊接头抗剪强度最高,达到38 MPa。Cu箔缓冲层的加入显著改善了SiO_(2)石英玻璃/TC4钎焊接头的力学性能。

神经激肽1受体拮抗剂替代地塞米松二联方案预防中度致吐风险化疗所致恶心呕吐的随机对照试验

目的比较神经激肽1(NK-1)受体拮抗剂(RA)联合托烷司琼与地塞米松联合托烷司琼预防中度致吐风险化疗所致恶心呕吐(MEC-CINV)的效果。方法采用非劣效性试验设计,将中国人民解放军南部战区总医院肿瘤科2021年4月至2022年1月满足条件的拟接受中度致吐风险化疗的肿瘤患者按照随机数字表法分为NK-1 RA组和地塞米松组。NK-1 RA组患者采用NK-1 RA(阿瑞匹坦或福沙匹坦)+托烷司琼二联止吐方案,地塞米松组采用托烷司琼+地塞米松标准二联止吐方案。主要评价指标为总观察期(0~120 h)、延迟期(24~120 h)、急性期(24 h内)的呕吐完全缓解(CR)率,次要评价指标为各期恶心完全控制(CC)率及恶心呕吐总缓解(TR)率,安全性指标为止吐药物的不良反应(包括乏力、便秘、呃逆、失眠等症状指标,以及白细胞计数减少、中性粒细胞计数减少、血红蛋白下降、血小板计数减少、丙氨酸转氨酶和/或天冬氨酸转氨酶升高、血肌酐升高等实验室指标异常)。采用差异性检验(检验水准为0.05)和非劣效性检验(非劣效性界值为15%,检验水准为0.025)比较两组的干预效果。结果最终共有101例患者全程参与本研究,其中NK-1 RA组51例,地塞米松组50例。NK-1 RA组和地塞米松组总观察期呕吐CR率分别为58.8%(30/51)和56.0%(28/50),非劣效性检验无统计学意义[P_(非劣效)=0.035,率差(RD)=2.80%,95%CI-16.5%~22.1%];急性期呕吐CR率分别为80.4%(41/51)和78.0%(39/50),非劣效性检验有统计学意义(P_(非劣效)=0.016,RD=2.40%,95%CI-13.4%~18.2%);延迟期呕吐CR率分别为62.7%(32/51)和58.0%(29/50),非劣效性检验有统计学意义(P_(非劣效)=0.021,RD=4.70%,95%CI-14.4%~23.8%)。NK-1 RA组各期恶心CC率略高于地塞米松组,非劣效性检验有统计学意义(均P_(非劣效)<0.025)。两组间各安全性指标差异无统计学意义(均P>0.05)。结论在MEC-CINV患者中,NK-1 RA联合托烷司琼的二联止吐方案对恶心呕吐的控制效果非劣效于地塞米松联合托烷司琼标准二联止吐方案,且安全性良好。

冷喷涂对7050铝合金FSW接头耐应力腐蚀性能的影响

采用冷喷涂技术在7050铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头表面进行纯Al涂层的制备,研究冷喷涂对FSW接头耐应力腐蚀性能的改善作用,并对其改善因素进行探索。结果表明,冷喷涂后的FSW接头的耐应力腐蚀性能有明显的提高,应力腐蚀断裂时间从24 h内延长至480 h以上,断裂位置也从前进侧热影响区变为焊核区。纯Al涂层沉积厚度约500μm,孔隙率较低,仅0.74%,均匀分布于接头上表面,无氧化和粉末粒子堆积现象,可在海水腐蚀环境中为接头提供较好的物理防护作用,有效改善接头的应力腐蚀敏感性及腐蚀环境对应力腐蚀的促进作用。冷喷涂层对接头产生压应力,可显著降低接头的残余拉应力,减少内外拉应力的交互作用,延缓应力腐蚀开裂速度。

5A90铝锂合金电阻点焊接头力学性能与组织分析

采用三相次级整流电阻焊机对5A90铝锂合金进行电阻点焊试验,通过力学拉伸和金相观察研究了点焊参数对接头力学性能和接头显微组织形貌的影响.结果表明,接头拉剪力随着焊接电流、焊接时间以及电极压力的增大呈先增大后减小的趋势,当焊接电流为45.5 k A,焊接时间为4周,电极压力为8.55 k N时,拉剪力达到最大值为7.7 k N.接头组织分为等轴晶区、柱状晶区、细晶区以及热影响区.Li,Mg元素的存在降低了熔池异质形核的难度,促进晶粒的细化.电极水冷和电磁搅拌的作用可以促进晶粒的细化和等轴晶的形成,减少合金元素向晶界偏析倾向.

扫描速度对GH4169激光修复1Cr17Ni2不锈钢组织及显微硬度的影响

采用GH4169合金对1Cr17Ni2不锈钢进行激光修复试验,研究不同扫描速度对修复试样显微组织和显微硬度的影响。研究表明,熔覆层的显微组织和力学性能与扫描速度的变化密切相关。随着扫描速度的上升,熔覆层的质量与显微硬度得到了明显的改善,但扫描速度过高会对熔覆层的组织及显微硬度造成损害。当扫描速度Vs=0.012m/s时,熔覆层晶粒组织细密,熔覆层平均硬度较不锈钢基体提升了9.78%,熔覆区枝晶干中Nb元素平均质量分数回升至5.58%,Laves相平均体积分数下降至2.3%,性能与基体协调匹配,力学性能良好。修复后熔覆层组织主要由γ相、强化相γ′和γ″以及δ相组成,熔覆层晶粒组织由平行分布的柱状晶组织所组成,无明显的焊接缺陷,熔覆层与基体形成了紧密的冶金结合。

灌装温度与保存时间对中药汤剂包装材料中增塑剂迁移量的影响

目的:考察在不同灌装温度和存储时间下,中药汤剂包装材料中邻苯二甲酸二-(2-乙基)己酯(DEHP)迁移量的变化。方法:采用HPLC法测定DEHP的含量,色谱柱为Cosmosil-C18色谱柱(150mm×4.6mm,5μm),流动相为甲醇-乙腈-水(10∶90∶0.5),流速1.0ml/min,柱温30℃,检测波长224nm。测定DEHP的重复性、精密度和加样回收率,在40、60、80、100℃灌装的中药汤剂,保存1、3、7、14d后测定其中DEHP的含量。结果:DEHP在0.266～8.5mg/L浓度范围内与峰面积呈良好线性关系(r=0.999 5),加样回收率为(99.86±0.84)%(n=6)。在不同灌装温度下,保存1、3、7、14d后检测DEHP的迁移量:40℃灌装时分别为(18.00±0.09)、(21.00±0.06)、(50.00±0.24)、(127.00±0.13)μg/kg;60℃灌装时迁移量分别为(36.00±0.20)、(34.00±0.19)、(57.00±0.13)、(102.00±0.37)μg/kg;80℃灌装时迁移量分别为(43.00±0.25)、(44.00±0.12)、(45.00±0.14)、(43.00±0.23)μg/kg;100℃灌装时迁移量分别为(45.00±0.11)、(44.00±0.14)、(31.00±0.20)、(31.00±0.07)μg/kg。40～100℃灌装的中药汤剂保存1～14d,按每包汤剂200ml,每天服用2包计算,DEHP摄入量为7.2～50.8μg/d。结论:中药汤剂的最优灌装温度为80℃。

铝/铜异种材料交变磁场辅助电弧熔钎焊接头组织和性能

添加纵向交变间歇磁场,采用ER5356铝镁焊丝作为填充金属,对T2紫铜板和2A16铝合金板进行熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)对接试验,通过研究不同励磁电流IE和励磁频率f等磁场参数下的接头成形、界面组织结构和接头力学性能,得到接头的最佳工艺范围。结果表明:引入磁场实现了铝铜异种材料MIG熔钎焊接头的有效连接。铜侧钎缝连接界面层由金属间化合物(IMC)层和过渡层组成,其中IMC层为AlCu+Al_(2)Cu化合物,过渡层组织为α-Al+S(Al_(2)CuMg)/Al_(2)Cu相。IMC层与过渡层犬牙交错,起到“机械咬合”的效果,提高接头强度。随着励磁电流的增加,IMC层平均厚度先减小后增大,抗拉强度先增大后减小;随着励磁频率的增加,抗拉强度逐渐减小。最佳工艺范围为:IE=0.5~0.7 A、f=15~25 Hz、IMC层平均厚度d=14.3~15.8μm,此时接头成形表现良好,抗拉强度较高。当IE=0.6 A,f=15 Hz,接头的抗拉强度最高达到135.47 MPa。此时界面层显微硬度为252.8HV,明显高于焊缝和母材,这可能是IMC层处呈脆硬性的AlCu和Al_(2)Cu金属间化合物所致。

镁合金/钢异种材料激光熔钎焊接头组织及成形调控

采用激光熔钎焊技术对AZ31B镁合金与Q235钢进行异种金属搭接实验。添加Ni中间层协调镁合金与钢的冶金连接,通过外加纵向交变磁场调控接头成形及组织,以期提高接头的力学性能。结果表明:添加Ni中间层后接头类熔焊区IMC层为树枝状或连续纳米级层状AlNi相,实现冶金连接。外加交变磁场后Fe-Ni固溶体厚度减小且延伸进镁侧焊缝中,沟壑状的Fe-Ni固溶体增加了界面的结合面积。通过测量发现接头实际界面连接长度与拉剪线载荷有很大的联系。外加交变磁场后激光熔钎接头实际界面连接长度与拉剪线载荷随着磁场强度的增加呈现先增大后减小的趋势。当激光功率P=1250 W,焊接速度v=20 mm·s^(-1),磁场强度B=10 mT,磁场频率f=35 Hz时,添加Ni中间层协调镁合金与钢的冶金连接,外加纵向交变磁场优化接头焊缝成形,接头拉剪线载荷最高,达到163 N/mm。

直流磁场辅助铜-钢TIG焊接头组织和性能

采用直流磁场辅助TIG焊进行铜-钢异种材料对接试验,分析了直流磁场对TIG焊接头微观组织及力学性能的影响。结果表明:当磁场强度B=10 mT时,接头外观形貌良好且焊缝无气孔等缺陷。随着磁场强度的增大,接头的抗拉强度呈先上升后下降的趋势。当B=10 mT时,接头抗拉强度最高,达到194.6 MPa,相比无磁场时增加了25.79%,接头熔合区的显微维氏硬度提升了8.8%。接头由钢母材、钢侧热影响区、钢侧熔合区、焊缝区、铜侧热影响区和铜母材组成。其中熔合区组织由球状大颗粒(Ⅰ层)与带状小颗粒(Ⅱ层)的铜-钢固溶体组成。当B=10 mT时,Ⅰ层球状富铁相出现明显团聚现象且其中包含的铜颗粒增多,旋涡状的(α+ε)双相组织变多且旋度增加,铁基体由网状变为小条状;Ⅱ层富铁相消失且(α+ε)双相组织的厚度变薄。熔合区(α+ε)双相组织旋度增加与富铁相的团聚起到机械咬合和增强第二相强化的效果,这是接头强度与硬度提升的原因。

基于多指标综合评分方差分析的镍铬合金储能缝焊工艺研究

以接头的拉剪力、重叠量和焊透率的加权综合评分值为检测质量指标,对0.5 mm厚的Cr20Ni80镍铬合金进行了储能缝焊(CDSEW)试验,采用多指标综合评分方差分析法(ANOVA)研究了焊接速度、放电频率和储能量对缝焊接头质量的影响,并对试样进行了金相观察。结果表明:焊接速度对镍铬合金储能缝焊接头质量影响显著,储能量对其影响比较显著,但影响程度低于焊接速度,而放电频率对接头质量无显著影响,焊接速度越大,失效能量越小,接头的塑性变形能力越差。最优工艺组合下三指标检测量的综合评分值为0.978,对应的拉剪力为4.971 kN,重叠量为45.8%,焊透率为63.7%。镍铬合金在缝焊过程中未发生相变,整个接头全为单相奥氏体固溶组织,焊缝熔核区组织均匀,晶粒以树枝状分布。

钛合金针状焊缝组织的超塑性变形机理

钛合金激光焊缝是非理想的针状组织,对其超塑性变形机理的研究可进一步推进钛合金LBW/SPF技术的实际应用,也对材料成形机理的发展具有一定意义.研究结果表明,TC4钛合金激光焊接试样具有良好的超塑性变形能力,在变形过程中,焊缝发生两次重要的组织转变,即针状组织片层化和片层组织等轴化的组织转变.片层组织在应力作用下,通过断裂、解体和等轴化的过程而转变成等轴晶粒.片层断裂的主要机制是动态再结晶和应力挤压作用;片层解体的主要机制是晶界滑动和转动作用,接头组织的塑性流动机理为晶粒滚动和晶界滑动机理.

焊丝成分对铝/铜激光熔钎焊接头组织和性能的影响

通过添加Zn-Al焊丝成功实现了2A16铝合金/T2铜异种材料的激光熔钎焊连接,并采用扫描电子显微镜和能谱仪对接头的微观组织进行表征,同时,研究了Zn-2%Al,Zn-5%Al和Zn-10%Al 3种焊丝对接头成形、微观组织以及力学性能的影响.结果表明,铝/铜激光熔钎焊接头主要由CuZn相,Al_(2)Cu相,Al_(4)Cu_(9)相,CuZn_(5)相,α-Al固溶体、β-Zn固溶体以及α-Al+β-Zn共晶组织组成;随着焊丝中Zn含量的降低,熔融焊缝的润湿性能逐渐提高.当Zn-10%Al焊丝作为填充金属时,界面元素扩散反应较为充分,界面层厚度逐渐增加至7.02μm,界面层与焊缝组织形成“机械咬合”连接,提高了接头的力学性能,接头的抗拉强度最高可达204 MPa.铝/铜接头显微硬度从铜侧至铝合金侧呈现出先上升后下降的趋势,最高显微硬度出现在界面层处,可达330.1 HV.

Fe颗粒对时效过程中SnBi/Cu接头组织及性能影响

针对SnBi/Cu接头在服役过程中组织和性能变差的问题,通过用扫描电镜(SEM)观察时效前后Sn35Bi-1Fe/Cu接头组织,结合EDS和XRD分析,分析接头组织变化;利用万能试验机,测试接头力学性能,研究Fe颗粒对时效过程中SnBi/Cu接头组织及性能影响.结果表明,焊后Sn35Bi-xFe/Cu(x=0%,0.3%,0.7%,1.0%和1.5%)接头的抗剪强度随Fe颗粒含量先增加后降低.当Fe颗粒含量为1%(质量分数,%)时,取得最大值50.23 MPa,且Sn35Bi-1.5Fe/Cu接头的力学性能依旧比Sn35Bi/Cu接头好;在恒温时效阶段,Sn35Bi-1Fe/Cu接头中Fe颗粒通过对Bi相的钉扎作用,以及与Sn反应生成FeSn2化合物,消耗晶界能量,降低Bi相的迁移速率,抑制Bi相粗化,还能有效降低界面IMC层的生长速率,抑制界面Cu3Sn的生成,改善接头在服役阶段的力学性能.

Co颗粒含量对SnBi/Cu接头微观组织与性能的影响

采用扫描电镜(SEM)观察Sn35Bi-x Co(x=0%,0.3%,0.7%,1.0%,1.2%,1.5%,质量分数,下同)复合钎料/Cu接头的微观组织,结合能谱(EDS)和XRD分析,研究接头组织差异。利用万能试验机测试接头力学性能,研究Co颗粒含量对SnBi/Cu接头组织及性能的影响机制。结果表明:随Co颗粒含量增加,Sn35Bi-Co复合钎料的润湿性呈现先增大后降低的趋势,当Co颗粒含量为0.7%时,润湿性最佳;在凝固阶段,向Sn35Bi/Cu接头中加入适量的Co颗粒后,能有效细化焊缝组织,界面IMC层更为平坦,焊缝中Co原子置换界面Cu_(6)Sn_(5)层中Cu原子,生成(Cu,Co)_(6)Sn_(5)固溶体,对界面IMC层具有固溶强化作用;Sn35Bi-Co/Cu接头的抗剪强度随Co颗粒含量增加先增大后降低,当Co颗粒含量为0.7%时,获得最大值54.09 MPa。

双丝电弧增材梯度材料的工艺性能

双丝电弧增材技术是一种利用电弧热熔化两种不同种类焊丝的增材制造技术。使用MG70S-6和QD266两种焊丝,通过调节双丝的送丝速度制备沿高度方向呈现不同性能的梯度功能材料,同时研究增材的微观组织,分析梯度材料的力学性能。试验结果表明,通过调节送丝速度可改善增材成形效果;优化后的梯度材料主要由胞状晶和树枝晶组成,且生长方向沿高度方向发生变化,微观组织主要为铁素体和少量珠光体构成,在顶层出现少量的贝氏体组织;随着每层耐磨焊丝熔敷比例增加,淬硬组织增多,硬度值也逐层递增,顶层硬度值达到451.9 HV。

纵向直流磁场对铝铜熔钎焊接头组织和性能的影响

采用TIG焊进行铝铜异种材料熔钎焊对接试验,通过添加Zn-2%Al药芯焊丝调控焊缝成分,并施加纵向直流磁场调控界面组织,接头力学性能显著提高.结果表明,相比于无磁场,在纵向直流磁场的作用下,Cu侧IMC层的形状、厚度和化合物种类均发生变化:平均厚度明显变薄,由32.8μm降至14.6μm;形状由平直变为弯曲,起到"机械咬合"作用;Cu侧IMC层Al4.2Cu3.2Zn0.7三元化合物的出现抑制了硬脆的AlCu与Al2Cu化合物的生长,接头性能升高.添加直流磁场后,接头抗拉强度均比无磁场时高,且接头抗拉强度随着磁场强度的增加呈现先增大后减小的趋势.当焊接电流I=95 A,焊接电压U=16 V,焊接速度v=140 mm/min,磁场强度B=10 mT时,接头抗拉强度最高,达到110.8 MPa,比无磁场升高了约24%.

焊接速度对6082Al/T2Cu异种材料搅拌摩擦焊接头成形及性能的影响

为研究焊接速度对3 mm厚6082Al/T2Cu异种材料搅拌摩擦焊接头成形及性能的影响。对焊接试样进行了不同焊接速度工艺参数的搅拌摩擦焊接实验,并对焊接接头采用光学金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计和力学实验机进行了微观组织分析和力学性能测试。结果表明,采用主轴转速1500 r/min、焊接速度100 mm/min、下压量0.1 mm的焊接参数时,焊缝成形质量良好,在焊核区有铝和铜金属交替的结构特征,且焊核区的显微硬度明显高于两侧母材区显微硬度。最佳焊接工艺参数下接头的抗拉强度和断后延伸率分别为237 MPa和6.2%。断口位于热机影响区,拉伸断口属于脆性断裂。