5A06铝合金厚板双丝PMIG焊接头组织与性能

采用双丝PMIG协同式高效焊接方法对板厚为60 mm的5A06铝合金进行了焊接试验,获得了优良的焊接接头,并对焊接接头进行了金相组织和力学性能分析. 结果表明,母材保持轧制态纤维状组织,焊缝组织细密均匀,主要为α(Al),β(Mg₂Al₃)及部分Mg₂Si杂质相. 接头平均抗拉强度和断后伸长率分别为306.17 MPa和11.93%,达到母材的90.5%和61.5%. 对比接头各层显微组织和力学性能发现,热输入影响焊接接头热影响区宽度和力学性能. 在焊接热输入最小的正面盖面层,焊缝组织更细,热影响区宽度更窄,试样力学性能更好.     

厚壁TC4-DT钛合金电子束焊接接头的微观组织特征

对50mm厚壁TC4-DT钛合金进行焊接试验,通过对接头横截面进行光学显微组织分析和显微硬度测试,研究电子束焊接对该合金微观组织特征的影响。结果表明:TC4-DT钛合金母材显微组织为等轴状初生α相和层片状(α+β)所构成的典型双态组织。焊缝区的显微组织为网篮状马氏体组织α,,焊缝上部粗大的原始β柱状晶界明显,下部原始β晶粒尺寸较小且晶界不明显。热影响区显微组织可分为2个区域,近焊缝热影响区显微组织为少量等轴初生α+针状马氏体α,,近母材热影响区显微组织为等轴初生α+含针状α的转变β组织。2个区域的分界取决于焊接冷却过程的β转变温度。接头焊缝区和热影响区显微硬度偏高,近焊缝热影响区显微硬度达到峰值。另外,不同焊缝深度处显微硬度有差别:随着熔深位置增加,焊缝区的显微硬度呈递增趋势。     

焊前热处理对TC4-DT钛合金电子束焊接接头组织的影响

焊前首先对TC4-DT钛合金母材进行不同固溶处理,进而研究电子束焊接对接头显微组织的影响.结果显示,在炉冷条件下960℃固溶处理的母材为双态组织,晶粒细小,焊缝轮廓清晰,热影响区为等轴初生α相和针状马氏体α'相,焊缝为"网篮状"马氏体组织;经1018℃固溶处理的母材为魏氏组织,晶粒粗大,焊缝轮廓模糊,热影响区为板条状α相和针状马氏体α'相,焊缝柱状晶宽度增加;经960℃+1018℃固溶处理的母材,魏氏组织晶粒尺寸最大,焊缝柱状晶宽度也最大.固溶后空冷处理的母材α片层厚度小,热影响区α相也小,但焊缝区的马氏体α相变宽、变粗.     

TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头显微组织和力学性能

研究TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,TC4/TA17异种钛合金激光焊接头焊缝的显微组织为片状α′马氏体,TC4侧靠近母材的热影响区和TA17侧靠近母材的热影响区只发生α相向β相转变,TC4侧靠近焊缝的显微组织为残余α相+针状α′马氏体,TA17侧靠近焊缝的显微组织为残余α相+片状α′马氏体。TC4/TA17异种钛合金激光焊接头的显微硬度呈不对称分布,焊缝的显微硬度最高,TA17母材显微硬度最低。TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头断裂在TA17母材,断口呈现韧性断裂形貌。     

钛合金平面曲线对接焊接头的组织与力学性能

采用激光焊接工艺对1.2 mm厚TG4钛合金薄板进行了平面曲线对接焊,研究了曲线焊缝的宏观成形、微观组织和力学性能。结果表明,试验获得了成形良好的焊缝,未出现不连续、裂纹以及气孔等缺陷。焊缝区组织由针状马氏体α'相组成,靠近焊缝的热影响区组织为马氏体α'相和少量α相,远离焊缝的热影响区组织由初生α相、晶间β相以及少量马氏体α'相组成。焊缝和热影响区的硬度均高于TC4母材的,接头拉伸试样断于母材处,抗拉强度和伸长率分别为1015.40MPa和16.49%。     

轧制+增材TC4合金电子束焊接接头组织与性能

研究了一种电子束焊接规范对轧制+增材TC4钛合金焊接接头组织影响,分析了焊后钛合金力学性能.结果表明,轧制侧热影响区合金组织变化较大,离焊缝中心距离越近,β转变组织含量增加,晶粒逐渐转变为等轴晶组织,等轴晶内有集束状马氏体α'相析出,越靠近焊缝等轴晶尺寸越大;增材侧热影响区组织形态变化较小,β晶粒形态保持柱状晶形态,无等轴晶区产生,晶内组织转变为马氏体α'相.焊缝两侧热影响区显微硬度变化趋势相同,均为越靠近焊缝中心,显微硬度越高,焊接重熔区硬度最高,达400 HV左右.焊接接头力学性能与TC4钛合金锻件相当,且断裂位置均位于激光沉积母材区域.     

Ti6321合金TIG焊接接头组织与动态力学性能研究

采用钨极氩弧焊（TIG）焊接双态组织的Ti6321合金,对未焊接母材、近热影响区母材、热影响区和焊缝区进行显微硬度及静动态力学性能测试,并对焊接接头动态压缩前后的组织结构进行观察。结果表明：Ti6321合金经TIG焊接后,热影响区组织为等轴初生α相与β相+针状马氏体α''相构成的近双态组织;焊缝区为大块α相与针状马氏体α''相构成的网篮组织,且晶粒较为粗大。在显微硬度与静动态抗压强度方面,焊接接头热影响区最高,母材与近热影响区母材次之,焊缝区最低。母材、近热影响区母材和热影响区冲击吸收功相近,焊缝区低于前三者。热影响区因形成致密细小的针状马氏体α''相,其硬度与动态抗压强度较高,变形协调能力弱,塑性较低。焊缝区粗大的晶粒使动态塑性与动态强度都较低。在2100～2900 s-1动态压缩应变率范围内,母材、热影响区与焊缝区随着应变率增大,发生了明显的塑性变形。母材与热影响区中的等轴α相由压缩前分布均匀的椭球状转变为方向不一的长条状,转变程度随着应变率的增大而增大。     

TC4钛合金激光-MIG复合焊接头组织性能

采用激光-MIG复合焊接方法实现了3 mm厚TC4钛合金的焊接,并研究了焊接接头的组织特征、硬度分布、拉伸性能和耐蚀性能。研究结果表明：激光-MIG复合焊接可以实现TC4钛合金的高质量焊接,焊缝成形良好,无明显缺陷;焊缝中心为粗大的β相柱状晶,晶内为细小的针状α′马氏体;热影响区主要为等轴状的α相+β相+α′马氏体,随着远离熔合线,晶粒越来越细且α′马氏体含量越少;焊缝区硬度最高、热影响区硬度次之,母材区硬度最低,且热影响区粗晶区硬度高于细晶区硬度;焊接接头平均抗拉强度为1 069 MPa,平均断后伸长率为5.3%,试样均断裂在靠近热影响区的母材区域,断口呈现塑性断裂特征,同时焊接接头的耐蚀性能略高于母材。     

厚板TC4钛合金电子束焊接头组织和力学性能研究

对30 mm厚TC4钛合金进行电子束焊接试验,通过金相分析以及显微硬度测试对焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,TC4钛合金母材由等轴α以及部分β转变组织组成,焊缝区组织在纵向上具有不均匀性。焊缝顶部β柱状晶粗大,沿熔合线向顶部生长,中部和下部柱状晶相对较小,垂直熔合线向焊缝中心对称竞相生长。β晶粒内部微观组织为针状马氏体,马氏体尺寸从焊缝顶部到底部逐渐减小。热影响区显微组织为等轴初生α相和α'针状马氏体,以及未完全转变的β相。焊缝区和热影响区显微硬度值高于母材;在焊缝区纵向上,顶部显微硬度值为340 HV,随着距离焊缝顶部距离的增加,硬度值显著增大,最大值为435 HV。     

双相不锈钢多层多道焊接接头微观组织表征

采用钨极氩弧焊制备了双相钢焊接接头,基于热力学方法计算了母材和焊缝的平衡相变过程,采用OM,SEM,EDS,TEM等方法表征了接头不同区域的微观组织.结果表明,焊缝中添加镍显著促进γ形成并抑制Cr₂N析出.焊缝和热影响区γ₁主要包含晶粒边界奥氏体、魏氏奥氏体和晶粒内奥氏体,不同类型的奥氏体呈现显著的成分差异.焊缝和热影响区析出两种类型的γ₂:晶粒内γ₂和晶粒间γ₂.γ₂易于在δ内和δ/γ₁边界处富Ni和N元素而贫Cr和Mo元素的区域析出.Cr₂N主要分布于热影响区的δ内、δ/γ₂边界以及δ/δ边界处.     

单晶高温合金的过渡液相扩散焊

为了探明单晶过渡液相(TLP)扩散焊接头组织与性能的关系,采用扫描电镜(SEM)研究接头微观组织,并进行力学性能测试. 结果表明,接头由连接区和基体区所组成. 当等温凝固过程未完成时,连接区由等温凝固区和快速凝固区组成,而等温凝固区主要由γ和γ'相组成,快速凝固区主要是由共晶组织组成. 当等温凝固完成而固态均匀化过程不充分时,连接区由等温凝固区和分布在接头中心的硼化物相组成. 采用低温等温凝固,高温固态均匀化的焊接工艺可以获得高性能的接头.     

Fiber laser welding of WC-Co to carbon steel using Fe-Ni Invar as interlayer

A fiber laser procedure was developed for joining cemented carbides to carbon steels (3-mm-thick plates) in the butt joint configuration using fcc Fe-Ni invar as interlayer. The optimized welding parameters gave a required weld width and penetration. The as-welded microstructure was characterized as a function of welding speed through fiber laser welding. In fusion zone, non-equilibrium fcc (γFe, Ni) was the predominant phase with α-WC and some mixed carbides such asFe₃W₃C and Co₆W₆C. In heat affected zone (HAZ) of cemented carbide, the phases consisted of α-WC, (γFe, Ni) and mixed carbides. Bct–martensite was observed in HAZ near steel side. Which were confirmed by XRD, TEM, and nickel-iron phase diagram calculate using Thermo Cal Classic software. Thick and large sized η-phases were inhibited in the HAZ of cemented carbide and replaced by η-phases with carbon depletion. A higher energy input produced more non-equilibrium (γFe, Ni) and martensite. Small amounts of η-phases, non-equilibrium (γFe, Ni) besides the martensite. The thermal cycles associated with laser welding led to a rather small fusion zone, which usually inhibited η-phases formation due to the inhibition of normal grain growth and the decrease of iron/nickel diffusion across WC/Co interface. The results indicated that the maximum bend strength was 980.90MPa. Due to the formation of martensite/carbides and an excess of which led to embrittlement, welded-joint samples were broken at the HAZ or in the fusion zone instead of the base metal. The cracks exhibited the characteristics of hot crack ((γFe, Ni) in the fusion zone) and cold crack (α-WC at the HAZ of cemented carbide).     

0Cr15Ni5Cu4Nb中厚板锁底结构大功率光纤激光焊接工艺特性

采用大功率光纤激光对7 mm厚度0Cr15Ni5Cu4Nb不锈钢锁底结构实施了焊接试验,通过对不同焊接工艺参数下的接头质量、力学性能、微观组织结构的分析,研究了其焊接工艺特性. 结果表明,焊缝中的主要缺陷是焊接气孔,采用负离焦、高速度的焊接参数能够有效抑制气孔的形成. 焊缝区域硬度有所增加,并且焊缝上部和下部的硬度要高于中部的硬度值,接头的力学性能稳定,焊缝平均抗拉强度为970 MPa,冲击韧性略有降低,为母材的89%. 焊缝组织主要由马氏体、残余奥氏体和δ-Fe组成,焊缝中部δ-Fe要多于上部,马氏体转变不充分,热影响区中主要由晶粒细小的淬火马氏体组成.     

热处理对磁场作用下AZ91镁合金焊接接头组织和性能的影响

对5 mm厚的AZ91镁板进行钨极氩弧焊的过程中,外加纵向交流磁场,并在焊后进行固溶、固溶时效和时效处理. 通过对接头显微组织和力学性能分析,研究磁场参数对热处理后AZ91焊接接头组织和性能的影响规律. 结果表明,磁场作用下的AZ91镁合金焊接接头比未施加磁场的焊接接头经固溶处理后晶粒更加细小;经固溶时效处理后更多细小弥散的β-Mg₁₇Al₁₂相大量在α-Mg上析出;经时效处理后析出的β-Mg₁₇Al₁₂相更加细小、断续、分散,且施加磁场的焊接接头比未加磁场的焊接接头热处理后硬度、强度和塑性都得到提高.     

RuTi/1060Al脉冲熔化极氩弧熔-钎焊接头组织特征

对RuTi钛合金与1060Al进行脉冲熔化极氩弧熔-钎焊(P-GMAW),采用扫描电镜(SEM)、显微硬度仪等对RuTi/1060Al接头显微组织进行分析;对焊缝中的析出相及钛合金侧过渡区进行能谱(EDS)元素分布分析.结果表明,RuTi/1060Al接头焊缝由α-Al树枝晶及分布于树枝晶边界的α-Al+Si共晶组织组成.焊缝中出现了由Ti(Al,Si)₃金属间化合物组成的条状、块状析出相.RuTi钛合金与焊缝之间形成了一层厚度小于10 μm、主要由Ti(Al,Si)₃金属间化合物组成的锯齿状过渡区.随着焊接热输入的增加,Ti/Al过渡区由锯齿状向条状变化.钛合金热影响区主要由针状α″马氏体与条状α'马氏体组成,显微硬度为2.16~2.65 GPa.     

Microstructure and Softening of Laser-Welded 960 MPa Grade High Strength Steel Joints

The microstructural evolution of laser-welded 960 MPa grade high strength steel joints and its effect on softening behavior of heat affected zone (HAZ) were investigated in this paper. The results show that microstructure of HAZ and fusion zone (FZ) is composed of lath martensite and bainitic ferrite. The microstructure of mixed grained zone presents strip-like characteristics and small block martensite distributes along the grain boundary. The grain size near the fusion line is about 25 μm, and the grain size in the fine grain zone is less than 5 μm. Microhardness of HAZ and FZ is lower than base metal. The soft zone locates in transitional region between tempering zone and mixed grained zone due to the interaction of the martensite tempering and the recovery and recrystallization of the rolled microstructure. Microhardness of soft zone is 310 HV and drops 18% compared to base material. Welding heat input has a remarkable effect on the width of soft zone and microhardness. The tensile properties of weld joints are closely related to the softening behavior of HAZ.     

激光偏束焊对铌/钢接头组织及性能的影响

文中对铌/钢进行了激光焊接,当激光束直接作用于铌/钢接触面时,由于Nb-Fe金属间化合物Fe₂Nb的生成呈现连续分布的特点会使焊后接头发生断裂.针对该问题,采用激光偏束焊对铌/钢进行焊接,通过激光束偏钢侧来抑制铌的熔化量,进而减少接头中Fe₂Nb的生成.结果表明,通过采用激光偏束焊的方式可以较好地抑制接头开裂的问题.组织分析表明,焊后接头组织主要由γ奥氏体相与一定量的Fe₂Nb相及少量的δ铁素体组成.力学性能结果显示,断裂发生在接头Fe₂Nb金属间化合物层处,其抗拉强度为221 MPa,最高硬度出现在Fe₂Nb金属间化合物层约为1 143 HV.     

动态感应加热消除轨面堆焊热影响区马氏体组织

采用动态感应加热的方法消除了U71Mn钢轨轨面堆焊后热影响区的马氏体组织.通过光学显微组织分析和显微硬度测试对马氏体组织的消除效果进行了识别.结果表明,U71Mn钢轨在冷焊的工艺下,热影响区内会产生裂纹,显微组织为马氏体组织.随着预热和后热温度的提高,马氏体组织的消除效果越加明显.当预热温度为320℃,后热温度为550℃时可以完全避免热影响区内马氏体组织的形成,生成比母材珠光体晶粒细小的索氏体组织,热影响区的硬度分布均匀.