转速对TRIP钢搅拌摩擦焊接头组织性能的影响

用搅拌摩擦焊接(friction stir welding,FSW)对相变诱发塑性(transformation-induced plasticity,TRIP)钢焊接,研究转速对TRIP钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:FSW接头焊合区(stir zone,SZ)和热机械影响区(thermo-mechanically affect zone,TMAZ)晶粒细化、残余奥氏体含量降低,有大量马氏体生成;热影响区(heat-affected zone,HAZ)晶粒粗化、残余奥氏体含量降低,无马氏体生成。相比母材,FSW接头SZ和TMAZ显微硬度提升,HAZ显微硬度下降;低转速下,FSW接头中残余奥氏体含量较高,接头的抗拉强度912 MPa,达到母材的92.9%。母材和接头断口均呈韧性断裂特征。     

我国微米级超细晶粒钢焊接技术的研究现状

介绍了微米级超细晶粒钢的主要特点及其焊接性试验研究。微米级超细晶粒钢的焊接问题主要表现为焊接热影响区(HAZ)的脆化和局部软化,严重影响了焊接接头与母材性能的匹配。采用低热输入的焊接方法,可以适当减小焊接HAZ宽度,并避免焊接热影响粗晶区的晶粒过度长大;焊接热循环参数对其焊接接头的性能具有重要影响。向焊缝中添加稳定的第二相粒子,可促进针状铁素体组织的形成,有利于改善焊接接头的组织及性能,提高焊缝的强度和韧性。     

5083铝合金搅拌焊接头力学性能研究

用自行设计的Flared-TrifluteTM搅拌头对2mm厚的5083铝合金板材进行搭接搅拌摩擦焊实验,通过测量焊接接头的单向剪切拉伸强度和接头各区域材料的硬度。结果表明:当旋转速度为1800r/min,进给速度为30mm/min,接头的拉伸剪切强度可以达到200.12MPa;相邻的第二道焊接没有对第一道焊缝硬度分布产生影响。     

轮式装甲车体非均匀焊接裂纹修复方法

为增强轮式装甲车体强度,用ER100焊丝焊接母材AZF3465修复非均匀焊接裂纹.焊后进行2.5 h×250℃消氢处理.结果表明:焊接热输入、焊接电流对修复裂纹接头的熔深与熔宽影响显著;修复后焊缝区硬度较修复前下降,不同区域硬度均低于规定值250HV,且焊后钢材应力符合材料强度要求,说明接头组织未产生淬硬,应用性能较好.     

30CrMnSi钢激光焊接工艺研究

为减小薄板30CrMnSi钢的焊接变形,提高焊接效率,采用CO2激光对其进行了激光焊接工艺研究。采用激光显微镜、扫描电镜仪对微观组织进行了表征,采用显微硬度计、材料试验机等仪器对性能进行了测试。研究发现,激光焊接后的焊接接头分为焊缝区、热影响区、母材以及焊缝与热影响交界区和热影响与母材交界区5个部分。焊缝与热影响交界区显微硬度最高,母材显微硬度最低。焊接速度越快,焊缝的显微硬度越高,焊缝越窄。焊接速度越快焊接变形越小,激光功率4 kW、焊接速度8 m/min条件下,100 mm长度范围内的变形0.1 mm.激光焊接接头的抗拉强度高于母材110~170 MPa,母材为韧性断裂,断口呈典型的韧窝形态,热影响区发生脆性断裂,断口呈准解理断裂,随着焊接功率和速度的提高,热影响区的拉伸强度有降低的趋势。     

H65铜合金搅拌摩擦焊接工艺研究

对H65黄铜搅拌摩擦焊接工艺进行研究,对其焊缝成形、接头微观组织和力学性能进行分析。研究结果表明,黄铜具有良好的搅拌摩擦焊接性能。接头组织分为焊核区、热机械影响区、热影响区和母材区。焊核区金属发生动态再结晶,组织显著细化。随着旋转速度的增大,焊接速度的减小,焊接接头的硬度值降低。接头的抗拉强度比母材低,但比熔化焊得到的接头性能要高,最高强度为母材的90.1%。     

MB8镁合金及其焊接接头显微组织及力学性能的研究

通过TIG电焊机对MB8镁合金板材进行焊接,研究MB8镁合金母材及其焊接接头的显微组织和力学性能,分析焊接接头的硬度分布和应力集中系数。试验结果表明:接头焊缝区、热影响区、母材区的组织分别为粗大铸造柱状晶、大小不一的等轴晶和细小均匀的晶粒;焊缝区硬度值最低,母材区硬度值变化幅度较小,最高达48.2HV;TIG焊接接头的力学性能远低于母材,接头焊缝及近缝区晶粒粗大,焊趾处存在应力集中,同时伴有焊接残余拉应力,这些因素是导致焊接接头力学性能降低的主要原因;母材及焊接接头的拉伸断口均呈现撕裂棱形貌,表现为脆性解理断口。     

随焊冲击对6061铝合金焊接接头性能影响

6061-T6高强铝合金板进行TIG焊接时,焊接热影响区存在明显过时效软化现象。为抑制这种焊接缺欠,用随焊旋转冲击法对焊接接头过时效软化区进行加载。针对接头性能进行显微组织、硬度及耐蚀性测试。结果表明：焊接接头过时效软化区经旋转冲击后,硬度由初始58.5HV升至71.2HV;随电压增加,冲击作用增强,硬度提高更明显。这主要是由于随焊旋转冲击产生的局部挤压、剪切综合作用,促进了新相沿晶粒边界生成,使接头软化区硬度上升,同时,耐蚀性也得到了改善。     

填充材料对镁合金TIG焊接头组织与性能的影响

利用AZ31、AZ61两种焊丝对10mm厚的AZ31B镁合金进行TIG焊。使用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等分析两种焊丝焊接的接头外观形貌、显微组织、元素分布和焊缝物相等。结果表明:采用两种焊丝都能获得成形美观、无明显缺陷的焊接接头,采用AZ31焊丝焊接的接头形貌更优于AZ61焊丝;采用AZ61焊丝焊接的焊缝晶界上有Al12Mg17相产生,采用AZ31焊丝时没有;采用AZ31焊丝获得的接头硬度最高处位于母材区,而采用AZ61焊丝获得的接头硬度最高处位于焊缝区;采用AZ61焊丝获得的接头强度比AZ31焊丝的接头强度高20%。     

薄壁钛合金T形接头摆动激光填丝焊组织与性能

在摆动激光填丝焊接中,热输入是影响焊接接头组织与性能的关键因素,因此开展热输入与组织和力学性能的相关性研究,为进一步提高薄壁钛合金接头的力学性能提供数据支撑及相关理论依据。采用摆动激光填丝焊对2 mm厚的TC4钛合金T形接头进行焊接试验,对比分析不同位置的微区组织与力学性能。研究结果表明：焊缝表面成形良好,无未熔合、气孔、夹渣等焊接缺陷;焊缝组织主要由α′马氏体和初生β相组成,并有少量的孪晶和位错产生;热影响区主要由母材中未发生相变的α相和α′马氏体组成;焊接接头硬度值在286～413 HV之间浮动,其中焊缝区硬度值最高,与母材相比硬度值约提升38%,随着焊接热输入增大,相变生成α′马氏体越多,显微硬度增大;焊接接头平均抗拉强度为1 076 MPa,略高于母材,拉伸试件断裂位置为母材,断口呈现出韧性断裂特征;焊接接头平均剪切强度为679 MPa,剪切试件断口起裂位置为焊缝内部,焊缝区断口呈沿晶断裂特征,热影响区断口呈解理和准解理穿晶断裂特征。     

单丝、双丝MIG对7A52铝合金焊缝性能和变形的影响

采用单丝、双丝MIG两种焊接工艺研究7A52铝合金焊缝抗拉强度和硬度分布以及平板对接产生的自由变形特点。结果显示:5A56、5356焊丝形成的焊缝强度低于母材;单、双丝焊缝截面硬度分布规律基本相同,但双丝焊较单丝焊热影响区减小1/3;单丝焊对接缝的自由变形远大于双丝焊。     

AZ31B镁合金薄板交流TIG焊接接头组织和性能研究

采用交流TIG焊对2.0 mm厚的变形镁合金AZ31B薄板进行焊接试验,利用扫描电镜、能谱分析、剪切试验对焊接接头的显微组织、元素分布、断口形貌、接头强度等进行分析。结果表明,焊缝区镁元素存在一定的氧化烧损,焊缝剪切强度为21 MPa,剪切强度值较低,焊缝接头断口有明显的河流花样,呈现脆性准解理断裂形式。     

7B52-T6叠层铝合金焊接接头组织及疲劳损伤行为

用熔化极气体保护焊获得7B52-T6叠层铝合金焊接接头,研究接头的力学性能、显微组织、疲劳损伤行为。结果表明:接头各区由于成分和经历热循环不同,组织、性能存在差异,热影响区发生再结晶和不完全结晶,熔合区有部分细晶区,焊缝中心为等轴晶组织。接头抗拉强度为246 MPa,试样断裂于焊缝区,接头显微硬度分布不均匀,从焊缝中心到母材,显微硬度整体上升,热影响区硬度波动大。接头S-N曲线为σ=533.655-66.247lg N,中值疲劳强度为116 MPa,疲劳裂纹起源于接头表面气孔和距表面0.1 mm的内部气孔处,疲劳扩展区平坦,瞬断区的断裂方式为准解理断裂。     

7A52铝合金厚板搅拌摩擦焊接头性能研究

采用搅拌摩擦焊工艺对20mm厚的7A52铝合金进行了焊接,用金相显微镜、扫描电镜等分析测试手段,分析了焊接接头的组织与性能。研究表明:20mm厚的7A52铝合金,在合理的工艺参数下,接头强度可达母材的87%;焊核区发生动态再结晶,生成细小的等轴晶粒。断口分析表明,搅拌摩擦焊接头断口为明显的韧窝形貌,并用位错理论解释了微观断裂机制。     

焊接热输入量对铝/钢搅拌摩擦点焊性能影响

为进一步促进汽车轻量化的生产,改善铝钢异种材料的焊接性能,对基于不同焊接热输入量的铝/钢搅拌摩擦点焊进行显微组织分析以及力学性能测试。结果表明:通过调整搅拌摩擦点焊的主轴转速和焊接深度,增加焊接过程中焊接热输入量,有利于提高焊接接头的硬度值;拉伸断口的微观形貌呈河流状花样的解理台阶,搅拌摩擦点焊接头断裂处易发生脆性断裂;焊接接头的Hook区存在FeAl3金属间化合物。     

高强度锌合金冷压焊工艺及接头组织性能

采用冷压焊的方法完成高强度锌合金棒材的对接。用光学显微镜对冷压焊接头的组织形貌进行分析,并测试接头的抗拉强度和抗弯强度。结果表明,采用合适的冷压焊工艺可以实现锌铝合金的对接,焊缝组织致密。拉伸试验结果表明,断裂均发生在锌合金母材侧。     

30CrNiMo高强钢可焊性研究

采用焊接热影响区最高硬度试验法、T型接头焊接热裂纹试验法、斜Y型坡口焊接冷裂纹试验法和对接接头刚性拘束焊接裂纹试验法,对30CrNiMo高强钢进行工艺焊接性和抗裂性能综合评定。结果表明:焊接热影响区最高硬度HV值在545左右,15 mm厚高强钢板各种裂纹试验焊接接头区域均未发现裂纹;30CrNiMo高强钢对焊接冷裂纹较敏感,焊接时需要考虑预热或后热处理,经优化后的15 mm厚30CrNiMo高强钢具有较高的抗焊接裂纹敏感性。     

磁场频率对AZ91镁合金TIG焊的影响

外加纵向交流磁场,改变不同磁场频率,对AZ91镁板进行TIG焊。通过对接头力学特性和微观组织分析,研究磁场频率对AZ91焊接接头组织和性能的影响规律,并对磁场频率作用机理进行研究。结果表明:焊接时外加纵向交流磁场频率为20 Hz,焊缝区晶粒变得细小,焊缝中析出的β-Mg17Al12连续的网状分布态被打碎,焊缝及热影响区强度、硬度、塑性得到提高;但当磁场频率过大,焊缝组织变得粗大、力学特性下降。     

铜铝异种金属激光焊接焊缝成形和组织

用IPG YLS-1500型光纤激光器对TU1镀镍无氧铜和6061铝合金进行激光搭接焊试验,探究焊缝成型及显微组织,通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察并分析接头的组织形貌。结果表明:接头成型良好,铜铝充分融合,焊缝横截面处有明显的铝向铜侧扩散。铝侧熔合线到焊缝中心,先形成珊瑚状的亚共晶组织Al₂Cu+Al Cu,而后是平行排列的板条状Al₂Cu和块状Al Cu,最后为紧密排列的块状Al Cu和Al₄Cu₉。由于熔池溶液的流动,熔池中出现了不规则的"T"形晶粒。接头的剪切力达铜母材拉伸力的43.0%,为脆性断裂,接头内生成的Al₂Cu和Al₃Cu₄金属化合物是导致裂纹扩展的主要原因。