船用铝/钢焊接接头BC-MIG电弧增材制造工艺

选用直径1.2 mm的4043铝焊丝为增材材料，2 mm厚的Q235镀锌钢板为基板，研究BC-MIG电弧增材制造工艺. 将得到的铝/钢焊接接头与6061铝合金板材进行焊接，得到的T形材结构成形美观. 利用光学显微镜和显微硬度仪分别对接头的组织形貌和硬度分布进行分析. 结果表明，由于温度梯度和冷却速率的差异，界面层处铝侧为竖直向上生长的树枝晶状组织，中部呈现结晶方向相对杂乱的晶枝结构，顶端组织晶粒较为细小且生长无方向性. 沿着钢母材区域至界面中间层，再至铝合金区域，接头硬度先增加后减小至趋于平缓，在铝/钢界面结合层区域硬度达到最大142 HV.     

电流对铝青铜粉末等离子堆焊层组织性能的影响

采用反极性等离子弧堆焊方法分别在不同堆焊电流下将铝青铜粉末堆焊到锅炉用钢20g母材上。通过硬度试验、金属间磨损试验和金相显微方法,研究堆焊电流对堆焊层组织和性能的影响。结果表明,随着堆焊电流加大,铝青铜堆焊层组织由层片结构逐渐过渡到多边形结构,在110 A时,堆焊层的组织最细。堆焊电流为120 A时,铝青铜堆焊层的硬度最高;堆焊电流为110~120 A时铝青铜堆焊层耐磨性能最高。     

异种钛合金协同送丝等离子增材制造试验

采用双丝协同等离子增材系统实现了TC4-TA2异种钛合金的增材成形,期望制备的增材构件具有良好的沉积形貌及优异的力学性能. 采用了体视显微镜、扫描电镜、EDS、XRD、拉伸及硬度等测试方法分析其组织及性能. 结果表明,增材构件中存在两种微观组织形态,即分布在沉积层交界处的α相集束组织和分布在沉积层中心的α + β相片层组织. 构件在竖直和水平方向上的抗拉强度分别为998和1 037 MPa,断后伸长率为9.2%和5.7%,断裂呈现为脆性解理断裂. 试验结果证明,等离子增材制造技术能够实现异种钛合金协同增材成形.     

信息动态

采用自动CMT(Cold metal transfer)焊工艺,在Q235钢板堆焊了H12Cr26Ni21Si不锈钢,焊接电流为108 A,焊接电压为15.8V,摆动宽度为12 mm,摆动速度为23 mm/s,焊接速度为2 mm/s,堆焊搭接量为7 mm,获得了成型美观、致密无缺陷的不锈钢堆焊层.对堆焊层的显微组织、化学成分进行了分析,测试了堆焊层的显微硬度及与基体结合强度.结果表明,堆焊层组织为奥氏体树枝晶和等轴晶;Ni,Cr,Fe是组成堆焊层的主要元素;堆焊层硬度高于基体;堆焊层与基体的结合界面的抗剪切强度大于405 MPa.     

基于45钢基体梯度堆焊工艺熔合区组织及硬度梯度分析

利用C-Cr-Mo-Ni系焊材1和Cr-Mo-Ni-W-V系焊材2在45钢基体上进行堆焊试验,对比分析了基体+焊材1、基体+焊材2及基体+焊材1+焊材2熔合区组织及硬度梯度分布。结果表明:以45钢为基体进行堆焊时,焊材1比焊材2更有利于组织和硬度的合理过渡,改善靠近熔合区的脱碳及增碳现象,降低热影响区的粗晶脆化程度,有利于防止基体开裂及耐磨层剥落,同时焊材2比焊材1硬度高,能够提高熔敷层的耐磨性;以45钢为基体,焊材1为过渡层,焊材2为耐磨层,能够使基体到耐磨层组织及硬度平稳过渡,改善基体与过渡层的结合性能,提高堆焊模具的表面硬度。     

CHR焊条堆焊金属显微组织与显微硬度分析

采用焊条电弧堆焊技术,以不同的焊接工艺参数,选用堆焊焊条CHR132在45#钢基体上进行多层堆焊试验.采用光学显微镜观察分析了堆焊金属显微组织,利用硬度测试仪测试了堆焊金属的硬度,讨论了焊接线能量对堆焊层金属显微组织的形成、硬度的影响.研究结果表明:堆焊金属的显微组织和显微硬度不仅与堆焊工艺参数有关,且与硬质相的类型、性能、数量、分布等有关.     

SnSb8Cu5巴氏合金脉冲MIG堆焊层与基体界面组织及性能分析

采用SnSb8Cu5巴氏合金焊丝在Q235钢基体表面进行脉冲MIG堆焊试验,研究了界面层微观组织及元素分布规律,并测试了界面层的结合强度及显微硬度分布。结果表明:在金相显微镜下,界面层巴氏合金组织虽然较表层粗大,但没有出现明显的偏析现象,SnSb硬质相尺寸仅有20μm,进一步通过附带X射线能谱仪的扫描电子显微镜观察发现,巴氏合金堆焊层与钢背结合面犬牙交错,这就增大了结合面积,而且扩散层也达到了10μm厚。通过结合强度剪切试验发现,断裂发生在堆焊层一侧,断口呈撕裂状,抗剪强度达到了77 MPa,显微硬度测试表明,巴氏合金层的硬度较低且分布比较均匀,平均硬度为HV30。     

高铬合金堆焊材料组织和性能研究

通过硬度测试,金相组织分析,磨粒磨损试验等方法对四种高铬合金堆焊材料的微观组织和性能进行了研究.结果表明,四种堆焊材料的硬度值从高到低依次为:S1＞T1＞S2＞T2.硬质耐磨相的总量、形态、分布等是影响堆焊层耐磨性能的关键因素,其中S1的耐磨性最好,T1、S2耐磨性次之,T2耐磨性相对较差.在一定堆焊条件下,S1与S2的堆焊层厚度比T1、T2高47％,且堆焊效率比T1高40％,比T2高25％.     

TIG电弧增材制造5356铝合金微观组织与拉伸性能

针对TIG电弧增材制造5356铝合金试样不同区域微观组织及性能变化开展研究.结果表明,试样结合层与沉积层水平交替呈现,底部区域沉积层宽度最大(～2.4 mm),中间稳定区最小(～1.6 mm);沉积层组织均以等轴晶为主,在灰色基体上弥散分布黑色β-Al3Mg2第二相,并伴有少量Mg2Si和(FeMn)Al6金属间化合物,结合层存在大量气孔及缩孔等缺陷;底部区域沉积层晶粒尺度最小,而结合层缺陷最多.不同区域水平方向强塑性无明显差异(R m=274 MPa, A=32.3%),垂直方向强度与水平方向近似相等,但断后伸长率下降到26%,两个方向拉伸断口均以等轴韧窝为主.3个区域沉积层硬度值稳定,底部沉积层硬度值略高于其余区域,而结合层硬度值波动明显.     

等离子堆焊Q235电解打壳锤头的组织和性能

采用等离子堆焊技术在Q235铝电解打壳锤头表面堆焊F40合金粉末熔覆层。利用扫描电镜、能谱仪和显微硬度计等分析等离子堆焊层的微观组织、微区成分和硬度分布。利用磨擦磨损仪对试样进行耐磨性测试,通过恒电位法评估堆焊层和基体的耐蚀性能。结果表明,堆焊层与基体形成了良好的冶金结合,堆焊层为典型的柱状晶组织。等离子堆焊层平均显微硬度为444HV0.1,为基体的2倍;耐磨性为基体的1.6倍;腐蚀速率Rcorr为3.524×10-4 mm/a,为基体的1/(4.2×104)。等离子堆焊后Q235钢材料的耐磨性、硬度和耐腐蚀性均有显著提高,有望提高电解铝打壳锤头的耐磨耐蚀性能。     

纯铜/1350铝合金异种板材搅拌摩擦焊接头的组织与性能(英文)

研究3mm厚的纯铜/1350铝合金异种合金板材的搅拌摩擦焊工艺。通过搅拌头偏置技术,将搅拌头的大部分插入铝合金一侧,在旋转速度和焊接速度分别为1000r/min和80mm/min的条件下,获得无缺陷的接头。在焊核区形成复杂的微观组织中,可以观察到旋涡状花样和层状组织。焊核区没有金属间化合物生成。硬度分布曲线表明,焊核区纯铜一侧的硬度高于1350铝合金一侧的硬度,且焊核区底部的硬度高于其它部分的。接头的抗拉强度和伸长率分别为152MPa和6.3%。断口观察表明,接头断口既存在韧性断裂区域,也存在脆性断裂区域,为混合型断裂。     

大截面钢/铝摩擦焊接头力学性能及显微组织分析

针对大截面铸态纯铝与Q235钢异种金属.采用连续驱动摩擦焊技术进行焊接试验,通过光学显微镜观察、电子探针分析、常温和高温拉伸性能及硬度测试,探讨了其焊接接头的微观组织和力学性能.研究表明,大截面铸态纯铝与Q235钢间具有良好的摩擦焊接性,焊接接头强度等于或高于铝基材;高温条件下,试样均断于铝端母材,抗拉强度随着温度的升高呈现出明显的下降趋势,而伸长率随温度升高而增大;焊接接头在近缝区发生了晶粒细化,在粘塑性层内发生了一定程度的原子扩散,形成扩散层.     

激光焊接镁/铝异种金属的显微组织与性能

对1.8 mm厚AZ91镁合金和1.2 mm厚6016铝合金平板试件进行激光搭接焊试验,利用体视显微镜、卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子显微硬度仪、微机控制电子万能试验机等手段研究镁/铝焊缝的表面成形性、接头区域的金相组织、界面元素分布、断口形貌、主要物相、显微硬度与接头力学性能。结果表明:激光功率1900 W,焊接速度50 mm/s,离焦量f为0,Ar气保护气体流量为15 L/min时,焊缝表面成形性良好,热影响区窄,晶粒细化;焊接接头平均抗拉强度和抗剪强度分别为13.99和12.79 MPa,镁侧和铝侧焊缝硬度均高于母材;剪切断口较平坦、光滑,出现相互平行的疲劳条纹;拉伸断口存在较多高度不一致的解理台阶,呈脆性断裂特征;镁/铝焊缝界面存在Mg17Al12、Mg2Al3主要物相,其中Mg17Al12脆性相高温下比Mg2Al3延性相结构稳定,是镁/铝焊接接头呈现脆性特征和较难实现焊接的主要原因。     

铝和镀锌钢板的搅拌摩擦焊搭接分析

对异种材料DP600镀锌双相钢板和1060工业纯铝进行了搅拌摩擦焊搭接试验（铝板在上,钢板在下）．从接头横截面的金相形貌可以发现,在前进侧和返回侧,钢像两个钉子一样进入铝中．在微观上,钢和铝以河流状的形式充分地混合在一起．在焊核区和热力影响区,钢和铝之间形成了一层有一定宽度的由两种材料呈带状交错分布组成的过渡层．力学性...     

镍铝青铜过渡层对钛合金/不锈钢异种材料激光焊接头组织与力学性能的影响

对3?mm厚TC4钛合金/15-5PH不锈钢异种材料进行了添加镍铝青铜(nickel?aluminum?bronze,NAB)过渡层的激光填充材料焊接,研究了NAB过渡层对接头成形、微观组织与力学性能的影响.?结果表明,添加NAB过渡层的TC4钛合金/15-5PH不锈钢异种材料激光焊接获得了良好成形的全熔透接头,接头抗...     

焊接热输入对铝/镀锌钢CMT熔-钎焊接头组织与性能的影响

采用ER4043焊丝对5052铝/Q235镀锌钢进行CMT熔-钎焊,研究焊接热输入对接头组织及性能的影响.结果表明,焊缝熔宽、热影响区粗化程度、界面层硬度及厚度均随热输入的增加而增大,过热组织粗化导致拉伸试样在铝母材热影响区断裂.熔焊区组织主要为垂直于基底向焊缝中心生长的α-Al树枝晶及Al-Si共晶组织,钎焊区界面层厚度在2.55~6.86μm之间,铝侧界面主要为FeAl₃金属间化合物,呈凹凸不平锯齿状;钢侧界面平滑,主要为Fe₂Al₅(热输入较低时)或FeAl₂,FeAl(热输入较高时).     

Q235钢板与6082铝合金搅拌摩擦焊工艺

通过对Q235钢板和6082铝合金进行搅拌摩擦焊接,并用正交试验对搅拌摩擦焊工艺参数进行优化. 结果表明,焊接过程中,将钢板放在返回侧,铝板放在前进侧[1],离搅拌针较近的钢侧金属发生软化,并且在轴肩横向切应力作用下形成短"钉子",最终在搅拌针的旋转作用下填充到搅拌针后方形成的空腔内,当下压量为0.2 mm时,比较容易得到优质的焊缝;搅拌针旋转速度为260 r/min,焊接速度为16 mm/min,针头偏向铝侧0.2 mm时,所得焊缝的抗拉强度为141.204 MPa,断裂发生在铝侧焊核区与热力影响区的交界处;钢侧热机影响区的硬度比母材高,而铝侧热机影响区比母材低.     

钢/铝管磁脉冲辅助半固态钎焊界面行为

结合电磁成形技术和半固态钎焊技术,提出了一种钢/铝管磁脉冲辅助半固态钎焊工艺,利用电磁脉冲产生的洛伦兹力使铝外管高速碰撞半固态钎料,通过半固态钎料中固相颗粒对母材表面径向压缩和轴向剪切作用去除母材表面氧化膜,实现钢铝异种管材的无钎剂钎焊. 在不同工艺参数下进行了钢/铝管磁脉冲半固态钎焊试验,研究了钎焊接头界面元素的扩散行为和金属间化合物的生长机理. 结果表明,焊缝组织主要为α-Al以及富锌相,铝侧界面处的Al₂O₃氧化膜破碎与去除情况良好,钢侧界面处有薄层FeAl₃金属间化合物形成,各部位均获得较好的冶金结合.     

130mm铝合金扫描激光填丝焊接头微区组织和性能

针对船用130 mm 5A06铝合金厚壁结构件的扫描激光填丝焊接头,对其焊缝（weld metal,WM）、热影响区（heat affected zone,HAZ）及母材（base metal,BM）的显微组织进行研究,并通过维氏硬度和微型剪切试验研究了接头各区力学性能差异.结果表明,5A06铝合金单激光焊缝以等轴晶为主,填丝焊焊缝以柱状晶为主,HAZ和BM晶粒比WM粗,母材及热影响区为轧制的纤维状组织;由于焊接热循环作用,接头热影响区硬度略高于母材,抗剪强度二者差别不大,单激光焊缝硬度和抗剪强度略高于填丝层.总体而言,焊缝区强度低塑性好,母材及热影响区强度高塑性低.