6061-T6/AZ31B异种金属激光焊接接头组织及性能

采用高功率、高速激光焊的方法,实现了3 mm厚6061-T6/AZ31B异种金属对接接头的焊接。利用体视显微镜、扫描电镜及能谱仪对接头的宏观形貌、显微组织及成分、断口特征进行分析,并测试了接头的显微硬度和抗拉强度。结果表明,焊缝内部近镁侧焊缝区及镁侧熔合区存在大量Al_(12)Mg_(17)相,其余区域为α(Al)和Al_2Mg_3两相混合组织。金属间化合物的存在导致焊缝内部显微硬度明显高于两侧母材,接头的抗拉强度可达34 MPa,拉伸断裂位置在近镁侧焊缝区,为典型的脆性断裂。     

6N01铝合金K-TIG焊接头的组织及性能

采用K-TIG焊方法对6N01铝合金进行焊接试验,并利用光学显微镜、扫描电镜、万能试验机、显微硬度仪等对焊接接头的显微组织及力学性能进行研究。结果表明:焊缝中心为等轴晶和少量树枝晶,近缝区为联生结晶形成的柱状晶,熔合区为大小不等的等轴晶,且该区存在晶界液化及β″相的聚集、长大和转变,热影响区存在晶粒长大和沉淀区;拉伸断裂位置均在熔合线处,断口为韧脆混合准解理断裂,有韧窝、河流花样、解理台阶;焊接接头的硬度呈W形分布,熔合区因过时效软化导致硬度值较低。     

6082-T6铝合金双丝MIG焊接头裂纹的研究

采用扫描电镜和能谱仪等方法分析了6082-T6铝合金双丝MIG焊焊接接头裂纹的形貌以及形成机制。研究结果表明,双丝MIG焊焊接接头中裂纹主要是热裂纹,裂纹位于焊缝中部,沿焊缝中心长度方向开裂;裂纹断口表面密排着由枝晶端头组成的颗粒状凸起,枝晶的凸起处圆滑并且无损伤痕迹;裂纹产生的原因主要在于焊接过程中成分偏析导致发生共晶转变,在晶界处形成α-Al-Mg2Si低熔点共晶液态薄膜状组织和6082-T6铝合金有高的线膨胀系数,焊缝金属在凝固过程中产生极大拉伸应力。     

718镍基合金激光焊接接头微观组织研究

对718镍基合金的激光焊接接头微观组织进行了研究。结果表明:焊接接头的焊缝组织呈"钉头"状,结晶方向由熔合线指向焊缝中心,焊缝中心组织主要是等轴晶,焊缝熔合区出现了大量黑色沉淀相,是Nb在晶界的析出物和碳化物,热影响区也存在部分黑色沉淀相。在热影响区有大量的不连续裂纹,在钉头中间缩颈部位的裂纹最为明显。裂纹的出现与树枝晶间析出较多的Nb低熔点共晶相有关。焊缝区的显微硬度明显低于母材,在熔合线附近出现了软化区。     

高氮奥氏体不锈钢连续驱动摩擦焊组织及性能研究

采用连续驱动摩擦焊方法对直径为73 mm,壁厚为7 mm的高氮奥氏体不锈钢环状管材进行了焊接试验。利用光学显微镜和扫描电镜对焊接接头显微组织和断口形貌进行了观察,利用硬度测试仪和拉伸试验机测试焊接接头的硬度和拉伸性能。试验结果表明:焊缝中心由带状组织组成,而热力影响区及热影响区组织呈流线型分布,同时还有σ相在晶界处析出。硬度曲线均呈现V曲线特征。拉伸试样均断裂于焊缝中心带状组织处,且断口为韧性断口。     

Be/AlSi/Be激光焊接接头的显微组织

以AlSi合金为过渡材料,运用激光焊接技术实现Be与Be的连接;采用扫描电镜、纳米压痕仪及透射电镜对焊接接头的显微组织、剪切断口形貌及性能进行研究.结果表明:熔合区和焊缝区组织由Be与AlSi合金形成的复合相构成,焊缝区显微硬度和弹性模量分别为2 Gpa和140 Gpa,熔合区宽度约10 μm;焊接接头剪切强度约为283 Mpa,剪切断口具有以准解理为主并伴有塑性的混合型断口特征,熔合区附近热应力诱发的微裂纹、焊缝中的金属间化合物和气孔是导致焊接接头失效的主要原因.     

返修焊对5B70铝合金焊接接头组织和性能的影响

以5B70铝镁钪合金工程应用中急需的返修焊为研究目标,通过力学拉伸试验,对焊缝和断口进行金相和扫描电镜分析,研究返修焊对焊缝力学性能和微观组织的影响。试验结果表明,返修焊后的5B70焊缝小晶粒区域增多,而热影响区变宽且其晶粒粗化,拉伸断裂位置由焊缝区转移到熔合区,抗拉强度下降明显,热影响区强度损伤敏感性高。     

焊后热处理对6063铝合金激光填丝焊接头组织与性能的影响

采用激光填丝焊对6063铝合金进行焊接,并对焊接接头进行人工时效和固溶+人工时效的热处理。通过光学显微镜、扫描电镜观察及拉伸试验,对焊后经不同热处理的焊接接头组织和性能进行研究。结果表明:未热处理的焊接接头抗拉强度为196 MPa,焊缝内部为铸态组织,弥散分布着Mg₂Si强化相,熔合线附近存在向焊缝内部生长的粗大柱状晶,焊缝内部为细小的树枝晶,焊缝中心为等轴晶;经时效处理后,焊接接头组织不均匀性和强化相的分布得到改善,焊接接头抗拉强度提高27 MPa;经固溶+时效处理的焊接接头抗拉强度提高64 MPa,焊缝组织、熔合区及热影响区组织得到显著细化。焊接接头均为韧脆混合断裂;时效处理的断口韧窝大小差异较大,韧窝较深;固溶+时效处理后的断口韧窝大小均匀,韧窝尺寸较大较深,韧窝数量更多。     

液压缸焊接接头开裂原因分析

通过化学成分分析、显微组织观察、硬度测试和断口宏-微观观察等方法,分析了液压缸27Si MnQ345异种钢焊接接头裂纹的性质及其成因。结果表明,裂纹起源于靠近熔合线的热影响粗晶粒区,该处组织为粗大板条马氏体和针状马氏体混合物。由于采用П型焊缝结构,致使焊缝转折位置焊后存在较大残余应力,裂纹源区域存在大量微裂纹和空洞等显微缺陷,以及粗大马氏体组织使得接头塑性降低,造成晶界微裂纹扩展,降低晶界结合强度,导致该接头在服役过程中产生沿晶断裂。     

某型电力机车焊接构件开裂原因分析

文中为探究某型电力机车焊接构件的开裂原因,针对开裂失效的焊接构件开展了母材及接头的化学成分分析、拉伸性能、弯曲性能、组织特征和断口特征等一系列的理化检测分析。结果表明:失效构件具有明显的疲劳裂纹特征,接头根部大量的未熔合及大尺寸孔洞等焊接缺陷是产生失效开裂的根本原因。从焊接角度分析,根部未熔合及大尺寸孔洞缺陷形成的原因是铸钢表面存在铸造缺陷或者焊前母材表面存在污染且未完全清除。     

2219铝合金FSW-VPPA交叉焊缝组织与力学性能

采用搅拌摩擦焊(FSW)和变极性等离子弧焊(VPPA),在2219铝合金6 mm板上沿着相互垂直的方向施焊以形成FSW-VPPA交叉焊缝.对交叉焊缝的组织形貌进行了观察分析,并对交叉焊缝和单一VPPA焊缝的拉伸力学性能及断口形貌进行了对比研究.结果表明,交叉焊缝微观组织呈现不对称、不均匀的特征,其焊缝区组织主要由α-Al基体和(α-Al+CuAl2)共晶组成,熔合区以及近熔合区的热影响区易于出现聚集性气孔;熔合区附近气孔发生率增加导致交叉接头抗拉强度及断后伸长率明显下降.     

锌基合金TIG焊焊接接头的显微组织特征

采用TIG焊对锌基合金进行焊接,通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、维氏硬度计等研究了焊接接头的显微组织和硬度分布。结果表明:锌基合金TIG焊接头平滑完整,焊缝和热影响区界面清晰,焊缝组织主要由细小的等轴晶和长条状的柱状晶组成,未出现过热粗晶组织;熔合区组织为α1相和锌基固溶体,体积发生不均匀膨胀导致熔合区产生内应力,一定程度上降低了熔合区的强度和塑性;热影响区晶粒得到了细化,一定程度上提高了塑性;焊接接头的硬度分布从高到低的顺序为焊缝、热影响区、母材、熔合区。     

“原位观察”下的水龙头激光焊接头腐蚀性能分析

采用低耗能激光焊新工艺制造水龙头薄壳,替代传统高污染、高耗能的整体铸造工艺,对304、310 s不锈钢激光焊接头进行沸腾硫酸-硫酸铁及室温浸蚀对比腐蚀研究.在设定的腐蚀时间内,采用“原位观察”腐蚀过程焊缝及熔合区微观组织变化.结果表明,310 s比304耐腐蚀性更好,随腐蚀时间加长,接头熔合区晶粒晶界未明显加宽,焊缝断口微观特征主要为韧窝,证明其未发生晶间腐蚀.焊缝金属成分分析表明焊缝中心晶粒与母材相近,腐蚀沟Cr元素降至20.81%高于12%,保证其耐腐蚀性能.     

热处理对100mm厚TC4钛合金电子束焊接接头性能的影响

针对100mm厚TC4钛合金板进行电子束对接,焊后对接头分别进行850℃再结晶退火和920℃+2 h和500℃+4 h固溶时效热处理,观察接头的微观形貌,测试其硬度和拉伸性能。结果表明,经过再结晶退火后,焊缝中部开始出现β相晶界,热影响区熔合线附近的针状α′相变少,β相等轴晶界开始出现。经过920℃+2 h和500℃+4 h固溶时效处理后,焊缝中部和底部都出现明显的β相晶界,热影响区熔合线附近的β相等轴晶界明显可见,为细片层β转变组织。力学性能测试表明,经过固溶时效热处理的接头焊缝区、热影响区及母材区的显微硬度明显高于焊态,其接头拉伸强度比焊态提升11.3%,屈服强度比焊态提升17.2%,但接头延伸率比焊态降低近59%。     

屏式过热器异种钢焊接接头失效分析

某电厂前屏过热器管与限位块的异种钢焊接接头在运行期间发生泄露失效,利用电子探针、光学显微镜、显微硬度计及扫描电镜等手段对过热器管、限位块以及接头熔合区进行化学成分、显微组织、显微硬度、断口形貌分析。结果表明:过热器管侧熔合区出现增碳层,熔合区组织为类马氏体,且出现σ相脆化,导致熔合区显微硬度高,脆性大,且熔合区为结构上的应力集中点,在热应力长期作用下导致熔合区起裂;随着锅炉的起停以及管内介质温度、压力的变化使得裂纹进一步向管内扩展,其断口特征呈现似河滩条带;当管道承载能力低于管内介质压强时管道则泄漏失效。     

以铝硅合金为过渡材料的Be激光焊接接头显微结构及剪切断口分析

以AlSi合金为过渡材料,运用激光焊接技术实现Be与Be的连接.采用扫描电镜(SEM)、微控电子万能试验机和纳米压痕仪对焊接接头的显微组织及性能进行研究.结果表明:熔合区和焊缝区组织由Be与AlSi合金形成的复合相构成,熔合区宽度约10 μm左右.焊接接头剪切强度～283 MPa,剪切断裂形式属于准解理断裂,断裂部位多在焊缝区,具有以准解理为主并伴有塑性的混合型断口特征,分析认为熔合区附近热应力诱发的微裂纹、焊缝中形成的金属间化合物以及气孔是导致焊接接头失效的裂纹源.     

2A12铝合金TIG焊接头组织性能分析

采用普通交流TIG焊和随TIG焊旋转挤压两种方法对2A12铝合金薄板进行焊接,分别对焊接熔合区、热影响区和焊缝区的显微组织进行晶相分析.结果表明,与普通交流TIG焊相比,随TIG焊旋转挤压法对变形和气孔的控制效果较好,得到的焊缝组织品粒细小而均匀,有效降低了残余应力,提高了焊接接头的力学性能.对焊接接头进行拉伸试验,拉伸试样断裂的位置均为焊缝区,焊缝在冷却过程中由于偏析而生成的低熔点共晶θ相和S相使得力学性能下降,且随焊旋转挤压法焊接接头的抗拉强度和屈服强度约为普通交流TIG焊接头的1.2倍.     

P91导汽管焊后热处理对母材组织与性能影响

由于对P91焊缝的焊后回火热处理控制不当,导致过回火。过回火致使焊缝附近P91母材硬度降低到约145 HB,与正常管段硬度约205 HB相比降低了60 HB。采用光学显微镜对低硬度区和硬度合格区组织进行观察,结果显示低硬度区组织异常、组织劣化,硬度合格区组织正常。对低硬度区和硬度合格区常温、高温拉伸强度以及夏比冲击功进行了测试,并用扫描电镜对拉伸和冲击断口进行了分析。结果表明,低硬度区与硬度正常管段相比,拉伸强度、夏比冲击功降低,力学性能劣化,断口形貌不佳。分析认为过回火导致了P91组织异常,材料力学性能降低,影响了其长期安全使用,应予以更换或重新热处理。     

大线能量埋弧焊DH36船板钢焊接接头的拉伸性能研究

以25 mm厚的DH36船板钢为研究对象,采用埋弧自动焊进行焊接试验。采用金相显微镜和扫描电镜等手段,观察焊接接头的宏观和微观组织形貌,对焊接接头试样进行了拉伸试验,分析了接头的拉伸性能。结果表明,焊接接头宏观组织分为焊缝、热影响区和母材三部分,且焊缝区有柱状晶。焊缝的微观组织为晶界的先共析铁素体、晶内针状铁素体和珠光体,距熔合线5 mm处热影响区组织由粗大的铁素体和珠光体组成。焊接接头的抗拉强度为544.75MPa,断裂位置为母材,断裂方式为塑性断裂,断口形貌以韧窝为主。     

7075-T6高强铝合金CMT焊接头微观组织和力学性能研究

使用ER5356焊丝,对2.7 mm厚的7075-T6高强铝合金进行了CMT焊接试验,通过光学显微镜、扫描电镜和能谱仪对接头的显微组织及断口形貌进行了分析。结果表明,焊缝成型美观,明显焊透,无气孔等缺陷。焊缝区组织主要是α固溶体和T相(Al Zn Mg Cu)组成,热影响区存在GP区。焊缝区的硬度最低,约为70~80 HV0.1,从焊缝边缘到母材,显微硬度逐渐增加,距离焊缝边缘5 mm处存在软化区。焊接接头拉伸断裂于熔合区,为韧性断裂,接头的抗拉强度为354 MPa,约为母材的61%。