6061铝合金不同焊接方法交叉焊接技术研究

本文针对3mm厚6061铝合金材料,采用了熔化极惰性气体保护焊和搅拌摩擦焊两种不同的方式进行了交叉焊接试验。结果表明:采用搅拌摩擦焊的焊缝强度和延伸率最高,而且焊缝晶粒细小,其焊缝强度值约为230MPa;其次为先进行熔化极惰性气体保护焊再进行搅拌摩擦焊的焊缝,原先熔化极惰性气体保护焊产生的气孔缺陷经过搅拌摩擦焊后,气孔的数量和大小均减少;再次为熔化极惰性气体保护焊的焊缝,焊缝强度度约为190MPa;最差的为先进行搅拌摩擦焊而进行熔化极惰性气体保护焊,焊缝的强度最低,其强度值约为160MPa,而且晶粒粗化严重。

TC4钛合金不同焊接工艺下组织性能对比

采用单激光焊、激光-填丝焊、激光-MIG焊对TC4钛合金进行焊接,对比各焊接工艺下组织性能差异。结果表明:3种焊接方法的焊缝组织都主要为α′+β网篮状组织,热影响区为α′+β相分布于α相间,激光-MIG焊相对于单激光、激光填丝焊焊缝网篮状组织尺寸较大,分布规则、连续,热影响区α′+β相比例较高。对3种接头进行力学性能测试,所得到的焊缝的强度均要高于母材,激光-MIG焊缝的硬度、抗拉强度最低,不同焊接方法抗弯强度无明显变化。

激光选区熔化成形技术制备高温合金GH4169复杂构件

本文采用激光选区熔化成形(Selective Laser Melting,SLM)技术制备了高温合金GH4169复杂结构件。研究了不同成形方法和不同成形工艺条件对构件的影响,并对构件力学性能、成形尺寸、成形周期、表面粗糙度进行表征。结果表明:选择倾斜45°角生长时,构件在生长过程中的应力较小,未出现应力开裂的现象且表面缺陷减少;光斑补偿值0.06 mm效果最佳,样件表面较光滑,基本无凹凸缺陷;在光斑补偿值0.06mm、零件倾斜45°生长的GH4169合金复杂构件,其样件的力学强度、延展性能明显优于铸件,并且尺寸精度高、成形周期短、粉末利用率高,表面粗糙度较低(Ra≤1.6μm)。

6061铝合金MIG/TIG焊接接头性能对比研究

针对6061铝合金分别开展了3 mm厚板MIG焊和TIG焊的焊接试验,并对焊接接头进行了强度测试和金相组织观察。结果表明,在所选取合适的焊丝和焊接工艺参数下,均获得了性能优良的焊接接头,其中TIG焊接头由于热输入量较大生成了粗大的铸态组织,从而导致MIG焊接头强度要略高于TIG焊接头的强度。

厚板Cu-Cr-Zr合金搅拌摩擦焊接接头沿厚度方向组织和力学性能的变化

本试验采用搅拌摩擦焊对板厚为15 mm的Cu-Cr-Zr合金进行了焊接,得到了外部成形良好、内部无缺陷的良好接头,并分析了其微观组织与力学性能沿焊缝厚度方向的变化规律。结果表明:焊核区微观组织均为细小等轴晶,在厚度方向上晶粒尺寸差异较小;而热机影响区晶粒在剪切力的作用下被明显拉长,且在厚度方向上晶粒尺寸差异较大,自顶部到底部逐渐减小。焊缝顶部和中部的硬度呈“W”形分布,底部呈“U”形分布;沿厚度方向,在焊核中心区硬度分布差异不大,但在前进侧热机影响区差异最大,差值达到45HV,焊缝硬度自顶部到底部逐渐增大;焊缝抗拉强度自顶部到底部逐渐增强,延伸率变化趋势相反,底部抗拉强度最大达303 MPa,为母材的80%。

焊接速度对搅拌摩擦焊缝组织及性能的影响

在不同焊接速度下对11 mm厚的2A70-T6铝合金进行搅拌摩擦焊,并对焊缝进行显微组织观察和力学特性测试。结果表明:采用旋转速度为300 r/min、焊接速度为220 mm/min进行焊接时,可获得优质的焊缝接头,其焊缝抗拉强度为357.6 MPa;前进侧的熔合过渡区焊缝金属变化剧烈;焊核区呈现细小的等轴状晶粒;返回侧熔合过渡区塑性金属变形的梯度较前进侧缓和。随着焊接速度的增大,焊核区和晶粒尺寸逐渐变小,焊缝的抗拉强度也逐渐增大,但增大幅度逐渐变小。

焊接道次对厚板铝合金搅拌摩擦焊缝组织性能的影响

对16 mm厚2A70-T6铝合金进行了不同道次的搅拌摩擦焊接,并对焊缝显微组织进行了观察和力学性能测试。结果表明:经过一道次焊接后,接头强度最高,抗拉强度达355.5 MPa;随着焊接道次的增加,焊缝内出现孔洞型缺陷,焊核区晶粒逐渐长大,晶界附近的析出相也随之增多,最终导致接头强度显著下降。

TC4薄板钛合金搅拌摩擦焊接工艺研究

本文采用钨一铼合金材质的搅拌头对1．5mm厚TC4钛合金在不同的焊接参数下进行了搅拌摩擦焊接试验，并对焊缝进行X射线检测、金相组织观察及力学性能测试。结果表明：旋转速度为100rpm、焊接速度为20mm/min进行焊接时，可获得优质的焊缝接头，其抗拉强度为1174.5MPa，延伸率为5.16％，焊核区由粗大的α相和β相经过相转变在立方晶格α钛合金中形成的过饱和马氏体组成。随着旋转速度和焊接速度的提高，焊缝根部出现了未焊透或未完全熔合缺陷，焊缝的强度和延伸率均降低，拉伸断裂型式从沿着拉伸方向约呈45°角断裂转变为垂直于拉伸方向断裂。

高强度结构钢HG785D焊接工艺研究

本文针对高强度结构钢HG785D分别开展了SMAW焊和MIG焊,焊后通过对焊接接头进行机械性能测试和金相组织显微观察,掌握了HG785D钢的基本焊接性。试验结果表明,选用合适的焊接方法、焊接材料及合理焊接规范,均可获得性能优良的焊接接头,并在实际应用中取得了良好效果。

焊后热处理对Cu-Cr-Zr合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能的影响

对5 mm厚Cu-Cr-Zr合金板进行搅拌摩擦对接焊,在不同时效温度(400,450,500℃)下对接头进行热处理,研究了热处理对接头组织和力学性能的影响。结果表明:焊后热处理后,焊核区晶粒尺寸未发生明显变化,热机影响区弯曲变形的晶粒基本消失;焊后热处理后,在焊接过程中固溶至基体中的强化相重新析出,但500℃焊后热处理后,接头出现过时效现象;焊后热处理后接头的硬度和抗拉强度均明显提高,硬度呈"W"形分布,最低值出现在热机影响区。450℃焊后热处理后接头的硬度和抗拉强度均最大,焊核区的硬度达到母材的83%,接头的抗拉强度为270 MPa,比焊后热处理前的增加了50 MPa。

补焊对5A06铝合金变极性等离子焊接接头的影响

本文通过拉伸、金相检测等试验,对变极性等离子弧焊接接头及采用手工钨极氩弧焊分别进行了一次补焊、两次补焊的5A06铝合金变极性等离子焊缝焊接接头性能和组织进行了研究。结果表明：5A06铝合金变极性等离子弧焊缝出现缺陷时,可采用手工钨极氩弧焊进行补焊,补焊后焊缝抗拉强度有明显下降,但仍能达到母材抗拉强度下限值的90%。对比正常变极性等离子弧焊焊缝,补焊后焊缝区形成明显的枝晶网络,强化相β相及杂质相沿枝晶晶界析出,在晶内形成大量的空白区域,两次补焊后合金相沿晶界析出更为粗大,网状特征更为明显。

高温合金边条翼加工成型技术研究

某高温合金边条翼为长板薄壁高精度要求零件,产品机械加工易变形。本文通过优化工艺流程,设计专用工装,选择合适刀具,改进工艺方法等方式使产品满足设计指标。为类似高温合金材料高精度要求零件提供了一种机械加工方法。

中厚度TC4激光-TIG复合焊工艺研究

对5 mm厚TC4钛合金进行激光-TIG复合焊接工艺研究,分析不同焊接参数下焊缝组织与力学性能的差别。结果表明,由于存在TIG电弧辅助加热焊丝,接头的表面成形更为美观,气孔很少,在合理的光丝间距和送丝速度下,焊丝可以连续过渡到熔池,有利于焊缝成形;随着激光功率的增大,焊缝的熔宽和热影响区尺寸显著增加;焊缝的组织为α+β网篮状组织;焊缝的抗拉强度、抗弯强度均高于母材,随着热输入的减小,抗拉强度变大,抗弯强度变化不大,焊缝与热影响区的硬度均高于母材。

搅拌摩擦加工对原位TiB_2/A356复合材料组织及性能的影响

为了改善原位自生TiB_2增强铝基复合材料的微观组织、提高铸态复合材料的塑性,对TiB_2/A356复合材料进行不同道次的搅拌摩擦加工。通过扫描电镜、透射电镜等手段观察晶粒、TiB_2颗粒及位错密度的变化,通过定量的理论强化机理解释力学性能。研究表明,搅拌摩擦加工的高温及严重塑性变形引起动态再结晶,晶粒明显细化;TiB_2弥散分布,团聚减少;位错由于动态再结晶而被消耗;定量分析表明,细晶强化、奥罗万强化是搅拌摩擦加工态的主要强化机制。此外,二道次搅拌摩擦加工的组织及性能的改善效果比一道次更加显著。

搅拌摩擦焊常见表面缺陷及其控制措施

搅拌摩擦焊(FSW)是一种新型的固相连接技术,它虽能避免铝合金熔焊过程中产生的缺陷,但若工艺参数不匹配、所选搅拌头不合适以及零件表面状态差等因素会导致缺陷的产生。通过对FSW常见表面缺陷分类、缺陷表征以及原因分析,提出了相应的控制措施,对改善其接头性能和提高生产效率具有重要的理论意义和实际的参考价值。

5A06铝合金无匙孔搅拌摩擦焊回抽速度的影响分析研究

采用伸缩式搅拌头对8 mm厚的5A06铝合金进行了搅拌摩擦焊接(FSW)试验,对不同回抽速度下的焊缝接头进行了力学性能测试、显微组织观察。结果表明:回抽速度变化时,焊缝的抗拉强度和屈服强度均有所变化,当回抽速度为5 mm/min时,焊缝的屈服强度和抗拉强度均较高。回抽速度变化时,焊缝热机影响区组织流变形貌不同,焊核区晶粒均为细小的等轴晶组织。

稀土镁合金搅拌摩擦焊工艺研究

采用带螺纹搅拌头对8 mm厚Mg-Gd-Zn稀土镁合金板进行搅拌摩擦焊接试验。结果表明,当焊接速度增大时,焊接接头的抗拉强度和伸长率增加,屈服强度减小;拉伸试样的焊核区均为细小的等轴晶组织,强化相MgGd_3、GdZn沿晶界弥散分布;热机影响区为塑性流变组织,其织构形态与母材的有较大差异;焊接速度增大时,焊缝晶粒尺寸减小。

钛合金非熔透性脉冲激光深熔焊气孔行为初探

钛合金非熔透性脉冲激光深熔焊过程中,随着离焦量的增加焊缝中气孔数量明显降低,当离焦量达到±5mm以上时,焊缝中气孔缺陷几乎可以消除。增加离焦量降低了激光束作用域的能量密度,熔池底部材料气化的剧烈程度与形成金属蒸汽的压力均随之降低,加快小孔底部液态金属的回填;同时会使小孔的开口变大,减缓小孔顶部的闭合,有助于金属蒸汽的溢出,焊缝中气孔缺陷可大幅降低。

搅拌头外形对T形接头搅拌摩擦焊焊缝成形的影响

采用6种规格的搅拌头进行了2A70-T6铝合金T形接头搅拌摩擦焊试验,对焊缝横截面进行了观察,并对焊缝抗拉强度进行了测试。结果表明:T形接头界面处的压接线分别沿着前进侧和返回侧的焊核边缘向焊缝中延伸,且前进侧的压接线向焊缝中延伸的高度比返回侧大;随着搅拌针长度的增大,压接线向焊缝中延伸的高度增大,试样的抗拉强度也随之降低;搅拌针直径的增大能有效增大焊核宽度,且直径较大的搅拌针能更有效地抑制压接线向焊缝中延伸。

GH4169/1Cr18Ni9Ti异种材料激光焊接工艺研究

为了解决液体火箭发动机异种材料零件间的连接成型问题,采用光纤激光对5 mm厚的GH4169高温合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢在不同的焊接工艺参数下进行激光焊接正交试验,并对焊缝进行X射线检测,显微金相组织观察及拉伸性能测试,检测结果表明:激光功率为4.0kW,焊接速度为1.6m/min,离焦量为-3mm时,可获得内部气孔数量最少的焊缝;激光功率取4.0~4.4kW,焊接速度取1.6~2.0m/min,离焦量取-3^-1mm范围内的焊接参数组合时,均可获得常温拉伸性能优于1Cr18Ni9Ti母材,600℃拉伸性能与1Cr18Ni9Ti母材相近的焊缝。