铝/钛异种金属超声振动强化搅拌摩擦焊接工艺试验研究

搅拌摩擦焊在铝/钛异种金属焊接方面具有明显优势,但采用常规搅拌摩擦焊进行铝/钛异种金属焊接时,在焊缝根部仍易产生弱连接缺陷。为此,采用超声振动强化搅拌摩擦焊接新工艺进行了4mm厚的2024铝合金与TC4钛合金的焊接工艺试验,焊后进行了接头微观组织与力学性能分析。通过与常规搅拌摩擦焊接工艺进行对比,发现辅加超声振动能够改善铝/钛异种金属搅拌摩擦焊缝表面成形,降低接头根部弱连接缺陷的高度,减少接头金属间化合物的生成。在搅拌头转速为400r/min,焊接速度为45mm/min时,接头的抗拉强度可达到343.3MPa,相比于常规搅拌摩擦焊提升18.9%,达到铝合金母材强度的76.2%。研究证实了超声振动强化搅拌摩擦焊接新工艺在铝/钛异种金属焊接方面的优势,为提高铝/钛异种金属的焊接质量提供了新的技术手段。

异种金属摩擦焊接头焊后热处理工艺的确定

通过分析NiCr20TiAl与4Cr9Si2摩擦焊的焊接性,对接头焊后热处理制度进行了试验研究。试验结果表明,立即油冷和650℃/45min回火可改善接头的强韧性能,使弯曲角达到67°以上,弯曲载荷达到139kN以上。

摩擦速度对异种金属摩擦焊接头组织性能的影响

研究了摩擦速度对4Cr14Ni14W2Mo-4Cr10Si2Mo摩擦焊接头组织性能的影响。根据摩擦产热机制,分析了摩擦速度改变焊合区组织和性能梯度以及碳化物聚集程度的原因,通过选取适中的摩擦速度,使舰船柴油机双金属气阀摩擦焊接头的抗拉强度达到987MPa,弯曲角达到87。

异种钢Q235B/304L焊接过渡区疑似缺陷的无损检测

使用超声检测和着色渗透检测,确诊了目视检查中发现的泵塔区异种钢(Q235B和304L)焊接过渡区焊缝表面疑似横向缺陷的性质;通过宏观剖伤分析结合着色渗透检测,进一步验证了横向缺陷的裂纹属性和分布特征;利用PMI(材料金属成份识别-光谱分析法)数据,初步分析了裂纹出现的原因。

钢铝异种材料搅拌摩擦焊界面组织及性能

对2.5 mm厚6005A-T6铝合金与3 mm厚S420MC钢板进行搅拌摩擦焊搭接焊接,采用扫描电镜、X射线衍射（XRD）和显微硬度计研究焊缝界面形貌、微观组织结构和力学性能。结果表明：钢/铝搅拌焊的界面处形成了搅拌焊特有的飞边结构,焊核区钢/铝呈层状组织结构,有金属间化合物AlFe、AlFe3和Al13Fe4的形成;界面结合为机械＋冶金结合,平均拉剪载荷为5.024 kN;铝侧拉伸断口为韧性断裂,钢侧为韧—脆混合型断裂;界面处的显微硬度达393 HV,远高于母材金属;搅拌头的磨损率为1.18 mm/m。

航空发动机异种材料薄壁管的电子束焊工艺

针对航空发动机管前段电子束焊接需求,开展异种不锈钢电子束焊工艺性、工艺参数优化和焊缝力学性能的研究,并在此基础上进行了管前段电子束焊工艺的研究及其工程应用。实践表明:针对这类异种不锈钢薄壁管零件,电子束焊工艺性良好,力学性能达到母材水平,采用的刚性固定焊接工装、低热输入的焊接参数,能够有效控制焊接变形,符合设计图和工艺条件的要求。

2(1/4)Cr-1Mo 与0Cr19Ni9异种钢的焊接

本文针对２１４Ｃｒ－１Ｍｏ与０Ｃｒ１９Ｎｉ９异种钢的焊接问题，提出两种方案进行焊接工艺评定试验。经过一系列试验，确定出较佳的焊接材料。采用ＴＩＧ焊ＴＧ－８２焊丝封底，Ａ４１２焊条盖面，所焊试件的各项性能指标符合要求。实践证明，采用氩弧焊封底，镍基焊材盖面或采用镍基焊材堆焊过渡层，２５Ｃｒ－２０Ｎｉ盖面进行异种钢的焊接，可以保证高温管道的安全运行。

B1400HS/DP1180异种钢激光焊接头的组织与性能

采用激光自熔焊方法,以不同的焊接速度对热成型后带有Al Si镀层的B1400HS钢和DP1180钢进行了异种材料拼焊,并对接头截面显微组织、硬度、力学性能进行了观察和测试。结果显示,在本文的焊接参数条件下,可以获得成形良好的接头。焊缝组织以马氏体为主,并在焊缝表面靠近B1400HS一侧存在少量富Al的组织。B1400HS钢的热影响区(HAZ)组织为马氏体+回火马氏体,HAZ存在软化区,硬度约为母材的65%;DP1180钢的HAZ组织为马氏体+铁素体+回火马氏体组织,其HAZ也存在明显的软化,硬度约为母材的79%。焊接热输入对接头性能的影响并不明显,所有接头的拉伸和杯突测试试样均在B1400HS一侧的HAZ发生断裂。接头的抗拉强度较好,接近1200 MPa,但是伸长率和杯突值都低于母材的。

转速对异种材料搅拌摩擦焊界面微孔缺陷尺寸变化规律的影响

近年来,国内外对异种金属搅拌摩擦焊的研究现状进行了总结。重点对异种材料搅拌摩擦的特点、应用及其组织演化特征进行归纳和分析。该文建立了异种材料搅拌摩擦焊界面缺陷演化模型,通过有限元模拟搅拌针不同转速下异种材料搅拌摩擦焊界面微孔缺陷演化过程,阐述了转速对异种材料搅拌摩擦焊界面微孔缺陷尺寸变化规律,特别是以2024与7050铝合金模拟异种材料搅拌摩擦焊过程中界面微孔缺陷的演化过程以及尺寸变化规律。

铝-镁异种合金搅拌摩擦搭接焊残余应力数值模拟

采用顺序热力耦合的方法建模,通过正交试验,利用ABAQUS软件分析了铝-镁异种合金搅拌摩擦搭接焊中焊接速度、搭接量、搅拌头转速对残余应力的影响,获得最优的工艺参数,通过试验验证模拟结果的准确性,并研究焊接速度、搭接量对残余应力的影响规律。结果表明:搅拌摩擦搭接焊的最优参数为焊接速度60 mm·min^(-1)、搭接量60 mm、搅拌头转速1400 r·min^(-1);在不同焊接工艺下,热循环曲线和残余应力的模拟结果与试验结果相吻合,相对误差分别小于7.5%和8.4%,验证了数值模拟结果的准确性;最大残余应力出现在焊缝末端的搭接面处,最优焊接工艺下的最大残余应力为137.7 MPa;与搅拌头转速相比,焊接速度与搭接量对残余应力的影响较大,随着焊接速度的增大,纵向残余压应力峰值升高,压应力作用范围变窄,而随着搭接量的增加,纵向残余压应力峰值降低,压应力作用范围变宽。

NiTi合金的异种激光焊接研究进展

NiTi合金因其具有优异的形状记忆效应及超弹性,广泛应用于航空航天、医疗器械、电子行业等领域。在使用过程中,不可避免地涉及到与异种金属材料如不锈钢、Ti6Al4V、MP35N、纯铜等材料连接,而与这些材料之间连接最关键的问题是接头脆性金属间化合物、形状记忆效应及超弹性的控制,激光焊接是目前NiTi合金焊接中最受关注的技术之一。全面总结了近年来国内外在NiTi合金异种激光焊接方面的研究进展,为后续研究工作的开展提供指导和借鉴。

焊接异种金属时的问题分析及操作技巧

本文介绍异种金属焊接的相关知识、焊接时存在的主要问题及气焊工艺和操作技巧。

1060铝/AZ31B镁异种金属FSW接头的组织演化与力学性能

采用电子背散射衍射(EBSD)研究了1060铝/AZ31B镁异种金属搅拌摩擦焊(FSW)接头的晶粒组织、织构演化和力学性能。结果表明:接头组织中从热影响区(HAZ)至焊核区(NZ),低角度晶界(LAGBs)百分比和平均晶粒粒径均逐渐减少。在HAZ,晶粒组织与母材相似,热机械影响区(TMAZ)则发生了动态再结晶,形成了粗晶粒和细小等轴晶粒共存的显微组织,而NZ由均匀细小的等轴晶组成。HAZ织构与母材相似,铝侧NZ形成了{001}〈100〉再结晶立方织构,在NZ中心,镁晶粒取向从〈0001〉||ND向〈0001〉||WD偏转,而在镁侧NZ,晶粒的取向为〈0001〉||TD。接头的抗拉强度为96.1 MPa,伸长率为13.2%,分别达到1060铝合金母材抗拉强度的95%和伸长率的65%。铝侧HAZ位错密度减小导致的材料软化以及铝侧HAZ与TMAZ之间晶粒粒径的差异促使接头从铝侧HAZ/TMAZ界面附近断裂。

高亮度固体激光焊接研究进展(邀请论文)

高亮度固体激光,特别是光纤激光以其光束质量高、加工柔性好、运行成本低等综合优势,吸引了国内外研究人员的广泛关注.结合作者的研究工作,概括了高亮度固体激光焊接模式转变过程、羽辉特性、飞溅特性、深熔小孔壁形貌及孔内能量耦合等焊接物理过程方面的最新研究进展.阐述了大厚板材超窄间隙激光焊、异种金属熔钎焊、激光电弧复合焊等焊接方法的最新研究.

TiAl金属间化合物与NiCr20TiAl摩擦焊接性分析

采用SN比设计方法优化了TiAl金属间化合物与NiCr20TiAl摩擦焊接的工艺规范,分析了接头组织变化规律,研究了TiAl金属间化合物摩擦焊接成形控制特点。

W6Mo5Cr4V2与45钢摩擦焊工艺参数对接头组织及性能的影响

针对实际生产中Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２与４５钢摩擦焊接接头性能差及废品率较高的问题，通过调整摩擦焊工艺参数，利用拉伸试验、冲击试验、断口分析、金相组织观察，分析了工艺参数对焊接接头性能的影响，并讨论了焊后热处理工艺对接头性能的影响程度大小。根据试验结果分析。

钛合金与铝合金复合接头的搅拌摩擦焊

为了避免搅拌头轴肩磨损及防止根部未焊透工艺缺陷,设计一种Ti/Al复合式接头,采用组合式搅拌头偏置扎入TC4钛合金与5A06铝合金对接界面进行焊接,研究其搅拌摩擦焊(FSW)工艺及组织性能.在最佳FSW工艺条件下,完成对Ti/Al异种接头的组织结构及机械拉伸性能分析.结果表明,接头拉伸强度达到铝合金母材强度的88.3%,断裂主要发生在铝侧焊核区内.根据对接界面的形貌特征分析,重点讨论了Ti/Al对接界面的形成机制,认为采用较低的搅拌头转速和较小的搅拌针钛侧偏置量,可获得焊接质量较高的Ti/Al FSW接头.

304不锈钢与1060铝合金摩擦焊界面的组织及性能

对?22 mm的1060铝合金与?20 mm的304不锈钢进行摩擦焊接,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析了其焊接界面处的组织结构,用材料试验机和显微硬度仪测试了焊接接头的力学性能。结果表明,采用摩擦焊接可实现1060铝与304不锈钢的有效连接,焊后工件形成摩擦焊特有的飞边结构,焊缝致密无缺陷,接头拉伸强度接近甚至超过铝母材;界面的结合形式为机械结合+冶金结合,发现有Fe2Al5、FeAl3 和Fe4Al13等金属间化合物的产生;界面处的显微硬度值最大为437 HV,高于钢侧母材金属。