TiAl多层膜焊接Cu-Al_2O_3异种材料接头性能研究

为探究热循环对陶瓷-铜接头性能的影响,采用Al-Ti纳米多层膜作为中间层材料焊接铜与陶瓷,并对接头进行分析。结果表明,接头力学性良好,整个焊接接头分为铜、扩散反应区、致密反应区以及陶瓷四个区域;经500次热循环试验后,连接区域面积缩小,扩散反应区出现空洞且整个接头扩散区变小,鱼骨状组织变粗大,剪切强度显著降低。

X65管线钢管闪光焊接接头组织及低温冲击韧性的研究

针对石油天然气输送常用的X65管线钢管进行闪光焊接工艺试验,测试了闪光焊接接头各区域的低温冲击韧性。采用光学金相显微镜、电子显微分析技术研究闪光焊接热循环对X65管线钢接头组织和韧性的影响。结果表明,X65管线钢管闪光焊接接头焊缝成形良好。焊态下,接头各区域的-40℃低温冲击功较低,焊缝区冲击功仅为11.6J,只有母材的27%。经过焊后热处理,接头的冲击韧性有所改善,焊缝冲击功可以达到母材的55%。接头焊缝组织为粗大块状铁素体、针状铁素体和层片状珠光体,热处理后晶粒细化。

2205双相不锈钢药芯双丝CMT焊接接头组织与性能研究

采用药芯双丝CMT焊接技术对5 mm厚的2205双相不锈钢进行焊接试验,对接头的显微组织和力学性能进行分析。结果表明:接头焊缝区可见三种不同形态的奥氏体相,且奥氏体的含量随着前丝电流的增大而增多。接头的硬度以焊缝为中心呈对称分布,其中热影响区的硬度都高于焊缝区和母材,且热影响区的硬度随着前丝电流的增大而降低。前丝电流为251 A时,接头抗拉强度为807 MPa,伸长率为27%,拉伸断裂位置在母材,拉伸断口可见均匀而细小的等轴状韧窝,为韧性断裂。

TIG-MIG复合焊接方法及工艺研究进展

综述TIG-MIG复合焊接方法的研究现状,介绍TIG-MIG复合旁路、TIG-MIG间接电弧、TIG-MIG双面双弧焊接的工艺特点,讨论目前TIG-MIG复合焊研究中遇到的问题和未来发展的潜在领域。TIG-MIG复合焊接是一种新型复合焊接方法,兼备了TIG焊高质量及MIG焊高效率的综合优势,其电弧耦合行为、熔滴过渡过程及热源特征为今后的研究热点,同时TIG-MIG复合焊接工艺可拓宽至异种金属焊接、窄间隙焊接等特殊领域。

A7N01铝合金激光-MIG复合焊接焊缝成形与组织性能研究

为了研究工艺参量对激光-MIG复合焊接的焊缝成形和组织特征及性能的影响,针对6mm的A7N01铝合金板,采用不同的激光功率、焊接速率和坡口形式,进行了激光-MIG复合焊接试验,观察焊缝成形及接头微观组织,并对其性能进行测试。采用Y型30°坡口,在激光功率3.0kW、焊接速率1.0m/min的参量下进行激光-MIG复合焊接时,焊缝表面成形良好,底部成形连续;接头平均抗拉强度为271MPa,达到母材的60%;焊缝中心硬度为85.4HV,达到母材的78%。结果表明,随着激光功率的提高,焊缝熔深呈线性增大;焊接速率越大、焊缝熔宽和熔深越小,余高略有增加;焊接接头对不同坡口形式的适应性良好;接头中热影响区晶粒粗化,硬度降低,熔合区晶粒为树枝晶,易产生工艺类氢气孔,焊缝中心晶粒为等轴晶。该研究有利于获得成形良好的A7N01铝合金激光-MIG复合焊接头。

2024铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头组织和性能研究

通过选用不同材质的搅拌头进行2024铝合金回填式搅拌摩擦点焊,并分析了不同工艺参数对接头宏观形貌以及微观组织的影响,得出H13钢搅拌头最适用于2024铝合金的回填式搅拌摩擦点焊。在有效工艺范围内,搅拌针转速越高,焊核区晶粒越细化;焊接时间变长,金属流动越充分,等轴晶粒得到细化;接头显微硬度以焊点为中心呈W形对称分布,焊点中心位置硬度相对均匀且较高。

6061-T6铝合金搅拌摩擦点焊接头微观组织与力学性能研究

对8 mm厚三层搭接结构的6061-T6铝合金进行搅拌摩擦点焊试验,并对对点焊接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明,接头微观形貌分为搅拌区、热力影响区、热影响区及母材区。当下压深度从7.0 mm增至8.2mm时,上层结合界面的完全结合区宽度从2.1 mm增至3.1 mm,下层结合界面的完全结合区宽度从2.0 mm增至3.0mm。接头硬度最低值在热影响区和热机影响区的交界处,搅拌区的平均硬度值随下压深度的增加而增大,最大值为73.4 HV。拉剪载荷与下压深度呈正相关的关系,随着下压深度从7.0 mm增至8.2 mm,拉剪载荷从8937 N增至16284N。在两个接合面处均发生断裂,断裂形式为剪切塞型混合断裂。

Al2O3陶瓷/AlSiMg/1A95铝合金间接钎焊接头组织与性能的研究

采用Al-Si-Mg钎料制备了表面Mo-Mn化后镀Ni的Al2O3陶瓷与1A95铝合金真空钎焊接头,研究了钎焊温度和保温时间对钎焊接头组织和剪切性能的影响,并分析了接头的界面微观组织及断口形貌。研究表明,最佳钎焊工艺为580℃×20 min,接头的抗剪强度达到74 MPa,此时接头界面结构为Al2O3/Mo-Mn/Al3Ni/α-Al/1A95。随着钎焊温度的升高,界面处Al3Ni化合物厚度增加;随着保温时间的延长,界面处产生了Al12Mo化合物覆盖在Al3Ni化合物上方。接头的断裂形式均为脆性断裂:当钎焊温度较低保温时间较短时,断裂主要发生在靠近铝合金与钎料层的界面处。最佳工艺条件下,断裂一部分发生在钎料和镀镍层的反应区内,一部分发生在靠近铝合金与钎料层的界面处。随着钎焊温度或保温时间进一步提高,断裂主要发生在钎料和镀镍层的反应区内。

船用高强钢大线能量焊接接头组织性能研究

采用FCB大线能量焊接方法对30 mm厚EH36船用高强钢板进行焊接试验,研究了焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,线能量为161 kJ/cm时获得的接头成形良好,无气孔、夹杂等缺陷。焊缝组织主要为先共析铁素体与密布的针状铁素体。熔合区存在显著的组织不均匀性,粗晶区主要为片状与块状先共析铁素体,并可见少量黑色珠光体。细晶区主要为细小的白色铁素体与黑色珠光体,呈混杂分布。焊缝硬度值最高,而在热影响区出现了软化区。接头力学性能良好,接头熔合线附近冲击吸收功低于焊缝与母材的,接头抗拉强度均值为545 MPa,断口位置位于热影响区,为典型的韧性断裂。

2205双相不锈钢双丝CMT焊接工艺与焊缝组织特征研究

在5 mm厚度的2205双相不锈钢板上,采用药芯焊丝双丝CMT焊接技术进行堆焊试验,对不同工艺参数下的焊缝形貌进行分析。在堆焊的工艺基础上选取前丝脉冲电流271 A,后丝冷金属过渡复合脉冲电流200 A的焊接参数进行45°和60°坡口对接焊。结果表明:堆焊焊缝的熔宽随着前丝电流的增大变化明显,而熔深和余高则变化不大,热影响区的硬度高于母材和焊缝区的。对接焊接头焊缝区可见三种不同形态的奥氏体相,其中奥氏体体含量在40%〜60%,满足焊接要求。从显微组织可看出60°坡口较45°坡口焊缝晶粒尺寸均匀细小。

复合热源铝钢耗材摩擦焊接头组织性能研究

采用耗材摩擦焊实现了2A12铝合金耗材对Q235低碳钢基板的堆焊。结果表明,基板预热可以改善接头界面质量,得到表面成形良好、内部无缺陷的焊接接头。在热-机作用下堆焊层金属发生了动态再结晶,晶粒得到细化,结合面钢侧晶粒随耗材发生了扭转;Fe元素与Al元素发生了扩散,且在预热状态下其扩散范围大于未预热状态。堆焊层硬度低于耗材硬度,且堆焊层预热条件下硬度小于未预热状态,耗材处硬度分布为母材大于摩擦碾压区大于热影响区。

Cr5冷轧辊堆焊修复技术研究

文中采用自制药芯焊丝在Cr5钢板进行堆焊试验,通过金相组织分析和摩擦磨损试验,验证了Cr5冷轧辊堆焊的可行性。结果表明,药芯焊丝堆焊过程稳定,焊后成形美观;堆焊层金属组织以奥氏体组织为基体,硬质相颗粒弥散分布在基体中,组织均匀细小;堆焊层平均硬度为HRC59,堆焊试样的耐磨性能优于Cr5钢的。

厚10 mm不锈钢大功率碟片激光焊接及影响因素研究

为了实现10 mm厚304不锈钢的单道激光焊接,在10 k W碟片激光焊接设备上进行了全熔透焊接工艺试验研究,分析了不同焊接速度、离焦量、激光功率对焊接质量的影响。在显微镜下观察焊缝横截面形貌及测量几何尺寸。结果表明,焊接速度较低时,上下表面容易出现烧蚀,焊接速度较高时,会出现底部驼峰;离焦量影响激光聚焦位置,负离焦较大时会降低激光能量利用率,负离焦较小时会导致表面烧蚀,对于10 mm厚工件,离焦量为-3 mm时较好。激光功率对焊缝熔深影响较大,激光功率较小时不足以形成全熔透焊缝。拉伸试验结果表明,焊缝抗拉强度平均为639.6 MPa,达到母材抗拉强度的95.5%;屈服强度平均为297.6 MPa,达到母材屈服强度的99.2%;伸长率平均为61.2%,达到母材伸长率的95.5%。

高强度304不锈钢薄板微弧等离子弧焊接头性能研究

采用微弧等离子弧焊对304不锈钢薄板进行焊接,研究填丝与否对焊接接头性能的影响。结果表明,填丝对等离子弧焊接头成形、显微组织和力学性能产生一定影响。相对而言,自熔焊焊缝宽度较宽,焊缝区组织较细小。自熔焊焊缝区显微组织由奥氏体和铁素体组成,在奥氏体基体上析出的骨架状铁素体和板条状铁素体含量相近。焊缝区显微硬度分布均匀,这种均匀分布导致接头强度相对较高,达到母材的84%。等离子弧填丝焊过程中,焊缝成分随填充焊丝改变,热输入增大,导致焊接接头性能稍微下降。但综合考虑高效和性能等因素,认为等离子弧填丝焊更适用于工业应用。

机器人火焰钎焊系统在紫铜管路件焊接中的应用

紫铜管路件是家电行业不可或缺的零配件。针对传统手工钎焊效率低且易产生气孔、大焊瘤等焊接缺陷的问题,开发出机器人火焰钎焊系统,利用该系统对紫铜管路件进行火焰钎焊作业。通过电子显微镜和显微硬度仪对钎焊接头的金相组织及力学性能进行分析评估。结果表明,利用BCu91PAg铜磷钎料焊接紫铜工艺管,钎料渗透度达到配合深度的100%,无气孔等焊接缺陷,密封性满足生产要求,钎料与母材的过渡良好,接头热影响区因发生晶粒再结晶及长大而硬度降低,但不影响产品质量。机器人火焰钎焊系统减小了管路件焊接对焊工技能的依赖,同时降低劳动强度,生产效率提高了110%,为企业节省了大量的人力成本,可广泛应用于家电行业。

焊缝余高对复合型坡口X80管线钢多层多道焊接残余应力的影响

基于熔池反演法获取与工程实际一致的热源模型和参数,采用非线性有限元软件MSC. Marc"生死单元"技术对X80管线钢复合型坡口GMAW多层多道焊接过程热–力耦合有限元程序,并进行了数值模拟计算,进一步分析了复合型坡口有无余高两种情况下焊接接头的残余应力分布情况.结果表明,焊接余高对焊接热循环过程曲线无明显影响,对焊后残余应力影响显著,有余高和无余高的纵向、横向残余应力均呈现"双峰"现象,应力集中于焊趾处;有余高时的纵向与横向峰值应力均高于无余高情况,且超过了X80管线钢的屈服强度.

焊缝余高对焊接接头疲劳寿命影响的有限元分析

使用Pro/E软件建立3种不同焊缝余高的焊接接头的几何模型,使用Hypermesh软件对接头进行网格划分,使用ABAQUS软件进行应力模拟分析,根据IIW标准,进行了基于名义应力法和热点应力法的接头疲劳寿命预测;使用ANSYS FE-SAFE软件进行基于网格不敏感结构应力法的疲劳寿命预测。结果表明:焊缝余高的存在降低了焊接接头的疲劳强度,且焊缝余高越大,疲劳寿命越差。

钛合金窄间隙TIG焊试板热处理前后表面残余应力研究

采用磁控窄间隙TIG焊接方法对31mm厚TC4钛合金试板进行焊接,焊接完成后采用压痕应变法测量真空退火处理前后表面焊接残余应力分布。结果表明,试板表面纵向焊接残余应力σx和横向焊接残余应力σy均较高;试板下表面焊接残余应力高于上表面焊接残余应力;峰值焊接残余应力出现在高温热影响区,数值可以达到材料屈服强度的50%~60%。经过650℃的真空退火热处理,焊接试板的纵向和横向残余应力均显著降低,残余应力降低幅度最高超过50%,剩余残余应力峰值均低于200MPa,表面残余应力重新分布。

管道全位置自动焊的研究现状及展望

管道全位置自动焊是一种近几年发展比较快的管道现场焊接技术。本研究从全位置自动焊的分类出发,分别介绍了全位置氩弧焊、全位置熔化极气体保护焊、全位置高能束焊和激光复合焊的成形原理、适用范围及优缺点,并对以上焊接方法进行了总结对比。在此基础上展望了管道全位置自动焊接未来的发展方向:高精度的传感器的研究、焊缝成形机理研究以及高能束焊接方法的在管道全位置焊接的应用是今后研究的热点;等离子弧焊接是管道全位置焊接未来的发展方向之一;钛及钛合金等有色金属的全位置自动焊技术也是未来的发展方向之一。

Zr67.8Cu24.7Al3.43Ni4.07非晶合金激光焊接晶化控制及组织性能分析

对Zr67.8Cu24.7Al3.43Ni4.07非晶合金进行激光焊接,研究激光功率和焊接速度变化对接头不同区域微观组织的影响,阐述非晶合金激光焊接接头晶化控制的工艺调控规律,并分析接头不同区域的微观结构特征与其硬度之间的关系.结果表明,采用高焊速及高能量密度的激光焊接有利于使Zr67.8Cu24.7Al3.43Ni4.07非晶合金接头的熔化区保持非晶态结构,同时伴随少量纳米晶产生.热影响区的晶化现象明显,激光功率对接头完全焊透具有较大影响,通过降低激光功率或提高焊接速度以减小热输入,热影响区的晶化程度得到有效控制.焊后接头的熔化区硬度略高于母材,而热影响区的硬度相比于母材显著降低.