激光增材制造GH3625高温合金激光焊接头组织及力学性能

对激光增材制造GH3625高温合金进行激光对接焊实验,分析了焊接接头的显微组织演变规律和力学性能。结果表明,在热影响区,仅在上层晶界处析出大量Laves相,导致晶界发生明显粗化。沿焊缝上层至下层,熔合区和中间区由上层的胞状晶、柱状晶和等轴细晶逐渐转变为下层的柱状晶,且紧贴熔合线生长的等轴细晶的数量逐渐增多,中心区均为树枝晶。细小颗粒状γ′相弥散分布于焊缝;大量Laves相在中间区枝晶间析出,且形态由上层的条状逐渐转变为下层的颗粒状。接头抗拉强度为872MPa,达到母材抗拉强度的98.2%,伸长率达到母材的90.7%。接头断面近似呈45°斜面,断裂形式为脆性和韧性混合断裂方式。     

GH3044合金激光焊接接头组织和变形均匀性

对GH3044高温合金进行光纤激光自熔焊对接实验,结合OM、SEM、EDS、XRD和预拉伸变形等分析方法研究焊接接头的焊缝形貌、组织变化特征和力学性能,讨论焊缝金属快速凝固过程中的相变及元素偏析。结果表明:热输入的增加会导致熔化的金属量增加,熔池的Marangoni对流效应更明显;焊缝金属上部和下部区域为粗大的柱状晶,中部区域为尺寸较小的柱状晶,熔合线靠近焊缝附近区域为细小树枝晶,热输入较小时,焊缝中心区域有等轴晶生成;焊缝组织主要为γ相、共晶(γ+M_6C)相,EDS分析表明合金元素的微观偏析较弱;靠近熔合线的热影响区组织变化较小,但焊缝、热影响区的硬度均高于母材的;随着热输入的减小,焊接接头的硬度、抗拉强度逐渐增大,抗拉强度最大为865 MPa,伸长率为43%。     

9Cr18Mo/GH3625异种合金燃油组件激光焊接头的组织分析

针对发动机燃油组件的焊接性问题,采用光学显微镜观察了9Cr18Mo/GH3625环焊缝脉冲激光焊接头显微组织,采用硬度计测量了接头显微硬度分布,研究了接头各区域的组织演变。结果表明,激光焊接头表面成形良好,由于经历二次加热,接头定位焊点处易出现气孔、热裂纹缺陷。脉冲激光的间隙加热使焊缝组织呈明显的分层,焊缝底部为柱状晶,焊缝中部和顶部均为等轴晶,等轴晶的尺寸在焊缝中部发生突变;接头9Cr18Mo合金侧热影响区宽度约为0. 5 mm,焊接的高温作用使该区发生晶粒长大和碳化物溶解,且越靠近焊缝,碳化物溶解现象越明显; GH3625合金侧热影响区宽度约为0. 4 mm,该区晶粒发生长大;接头自9Cr18Mo合金侧至GH3625合金侧显微硬度逐渐降低,9Cr18Mo合金侧热影响区靠近熔合线位置生成高碳马氏体使显微硬度显著升高。     

活性剂对GH4169高温合金激光焊接头组织及性能的影响

采用自行研制的活性剂对GH4169进行活性剂激光焊接试验,研究了活性剂对焊缝深宽比、焊缝元素分布、微观组织结构以及力学性能的影响规律。结果表明:采用活性剂进行激光焊接后,焊缝深宽比显著增加,活性剂对焊缝元素含量和物相组成基本没有影响。表面涂敷活性剂后,焊缝中的显微组织仍是由靠近熔合线附近的柱状晶区和焊缝中心的等轴晶区组成,但焊缝等轴晶区变大、晶粒发生细化。涂敷活性剂后焊缝中心区的显微硬度增加,但焊接接头塑性显著下降,接头的抗拉强度可达927.4 MPa,为GH4169母材强度的93%。     

激光填丝焊接铝锂合金T型接头的组织和力学性能

以铝锂合金2A97(底板)/2099(筋板)T型接头为研究对象,采用ER5356铝镁焊丝进行激光填丝焊接,分析了焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:接头的平均抗拉强度为425 MPa,达到2A97-T3母材抗拉强度的93%。T型接头首先在焊趾起裂,然后沿熔合线扩展,最终断在底板,呈穿晶断裂的特征。焊缝区硬度值在70~90 HV之间,比母材硬度低。焊缝区域晶粒形态主要有细等轴晶、柱状晶和等轴晶,其中细等轴晶主要在在熔合区靠近焊缝侧形成;焊缝中心等轴晶区的第二相粒子分别在晶间和晶内出现,并伴随明显的铜偏析现象。     

不同取向激光增材制造GH4169合金电子束焊接头组织和性能

对具有不同晶体取向(0°、45°和90°)的激光增材制造GH4169合金进行真空电子束对接焊接实验,分析了两侧母材不同晶体取向差情况下的焊缝金属组织和力学性能。结果表明:GH4169合金电子束焊缝组织的枝晶有明显择优取向,焊缝组织依托母材晶体连续生长,焊缝枝晶择优取向随母材晶体取向的变化而变化,0°和90°取向差焊缝组织呈从母材外延连续生长特征,而45°取向差焊缝枝晶组织出现取向转变。随两侧母材晶体取向差的增大,在焊缝中心区域和熔合线附近大角度晶界含量都呈现出先增大后减小的趋势。拉伸测试结果表明,焊接接头的抗拉强度随两侧母材晶体取向差增大而降低,分别为721.8、720.7和702 MPa,均低于母材737.2 MPa的抗拉强度。两侧母材不同取向差的焊缝区HV硬度值均在2650 MPa上下小幅波动。焊缝金属的塑性变形受焊缝各区域晶体取向影响,它的变化与大角度晶界含量有关,组织中软取向含量越多,金属组织变形量越大。焊缝中心线和熔合线在变形过程中的弯曲程度越大,焊接接头塑性越强。     

A286不锈钢薄板激光焊接工艺性研究

采用激光焊对0.635 mm厚的A286不锈钢薄板进行填丝焊接,分析测试了焊接接头的微观组织、显微硬度、力学性能以及断口形貌。结果表明,焊缝区组织为柱状晶奥氏体基体上分布着少量枝晶间的δ铁素体,热影响区发生了回复和再结晶,晶粒有一定程度的长大;母材和焊缝之间没有平直明显的熔合线;热影响区和焊缝区的平均显微硬度高于母材区的;在常温和高温拉伸过程中,焊接接头均在母材处断裂,并且断裂形式为典型的韧性断裂,焊缝满足强度要求。     

PM-TZM钼合金电子束焊接特性

为研究PM-TZM钼合金电子束焊接特性,对其进行了电子束焊接试验,分别对接头显微组织及力学性能进行了分析. 结果表明,PM-TZM钼合金电子束焊缝呈“钉状”几何特征,熔合线附近有链状气孔出现. 焊缝区由粗大的等轴晶及柱状晶组成,热影响区晶粒相比于母材明显长大. 接头各区域硬度值不同,焊缝区硬度与母材相当,硬度最低值出现在两侧热影响区.PM-TZM合金电子束焊接接头有较大的性能损失. 接头室温最高抗拉强度378 MPa,为母材抗拉强度的47%,1 000℃抗拉强度168 MPa. 接头拉伸断裂均发生于焊缝区,呈典型的脆性解理断裂特征.     

Incoloy 825镍基高温合金电子束焊工艺及接头组织与力学性能分析

采用电子束焊，对空冷器管箱Incoloy 825镍基高温合金进行对接焊试验. 通过对焊接接头的组织观察，并结合拉伸力学性能以及接头的冲击韧性等试验，分析镍基高温合金电子束焊接头的组织和力学性能. 结果表明, 采用电子束焊焊接镍基高温合金可以得到良好的焊接接头，焊缝区组织由大片等轴晶和少量柱状晶组成；焊缝区没有出现明显的元素烧损现象；焊缝、热影响区硬度达到母材硬度值；焊缝接头抗拉强度达到600 MPa，接近母材抗拉强度，接头断裂形式为韧性断裂；焊缝和热影响区的冲击吸收能量高于母材区，其中焊缝区的冲击吸收能量达到了262 J，冲击断口形貌为韧窝状.     

氩弧焊接GH625高温合金的显微组织演变与力学性能（英文）

采用钨极氩弧焊接工艺对镍基变形高温合金GH625进行焊接。系统研究焊接接头的显微组织、元素分布、晶界特征和力学性能。结果表明:焊缝组织为奥氏体树枝晶结构,未见明显的热影响区,焊接熔合区的枝晶间区域均匀分布着大量的δ相。与母材相比,焊接熔合区同时具备较高的硬度和较大的晶粒,这可能与焊接熔合区的δ析出相有关。母材较高的强度主要归因于较多的细小晶粒和孪晶界,而焊接接头较低的伸长率可能是由于δ相。     

1420铝锂合金双光点激光焊接头组织性能

在2mm厚1420铝锂合金双光点激光焊接试验的基础上,研究接头的组织与性能。对比分析单、双光点激光焊接头各区域的组织、显微硬度及室温拉伸力学性能,并观察断口形貌。结果表明:1420铝锂合金双光点激光焊接头组织与单光点激光焊接头组织分布类似,从熔合区至焊缝中心依次是等轴细晶、柱状晶和等轴树枝晶,但较单光点接头细化;双光点激光焊接头各区域硬度低于母材,但高于单光点激光焊接头;双光点激光焊接头焊态抗拉强度较母材下降,但略高于单激光焊接头,可达母材的86%。     

镍基高温合金焊接接头组织性能及工艺优化

采用不同的焊接工艺参数,对GH4169镍基高温合金薄板进行MIG焊接正交试验。通过金相试验,观察镍基高温合金焊接接头的显微组织,可以划分为焊缝中心等轴晶区、焊缝边缘柱状晶区、热影响区和母材组织。利用室温拉伸和显微硬度试验,测定镍基高温合金焊接接头的抗拉强度、断后伸长率与显微硬度等力学性能,并与母材的力学性能进行比较。使用极差分析法,研究焊接电流、电弧电压与焊接速度对接头力学性能的影响规律,并获得了优化的焊接工艺参数。     

镍基高温合金电子束焊接接头疲劳性能

对GH4169高温合金板材电子束焊接试样进行了金相分析和高、低周疲劳试验,分析GH4169合金的高、低周疲劳性能及疲劳断口形貌.结果表明,GH4169合金电子束焊接接头焊缝区的特点是树枝晶比较明显,为比较发达的树枝晶和明显的二次枝晶.在较高放大倍数下发现,母材和热影响区也为树枝晶结构.接头低周疲劳性能不低于母材,随应变幅降低,相同应变幅下焊接接头疲劳寿命变得略高于母材.接头高周中值疲劳强度比母材高约80 MPa.     

GH625合金氩弧焊焊接接头的疲劳裂纹扩展性能

研究了钨极氩弧焊GH625高温合金焊接接头的室温疲劳裂纹扩展行为。采用金相显微镜及扫描电镜对其焊接接头的显微组织和疲劳裂纹扩展断口形貌进行观察。结果表明,GH625高温合金的钨极氩弧焊焊接接头主要是由枝晶状焊缝组织和γ奥氏体等轴晶母材组成,焊缝区析出大量的白色针状δ-Ni3Nb相和块状颗粒状Laves相;其焊接接头的显微硬度高于母材;室温下,在低ΔK区间,GH625高温合金钨极氩弧焊焊接接头的疲劳裂纹扩展速率比母材低,这是由于焊缝处硬质的析出相、二次裂纹以及扩展路径的曲折多样使得其裂纹扩展时需要消耗更多的能量;在高ΔK区间内,焊接接头疲劳裂纹扩展速率高于母材。     

激光焊接快速凝固Ni51Ti49形状记忆合金显微组织和相变行为

文中研究了快速凝固Ni₅₁Ti₄₉形状记忆合金条(厚度1 mm)的激光焊接工艺,以及焊缝成形、接头显微组织演变、硬度分布和马氏体相变行为. 结果表明,激光功率和焊接速度对焊缝成形有显著影响,采用激光功率为700 W、焊接速度为8 mm/s的焊接工艺实现焊缝区完全熔透,并获得熔合面积适中、缺陷较少的高质量接头;激光焊接导致接头各区域呈现显著的组织不均匀性,其中母材区保留快速凝固工艺的细晶、强织构显微组织特征,热影响区为粗大等轴晶和柱状晶构成的混合晶组织,焊缝中心区为粗大的柱状晶. 激光焊接后热影响区和熔合区的维氏硬度相对母材有显著降低,其中熔合区的平均硬度最低,其值为311 HV ± 14 HV. 接头经500 ℃保温1 h无应力时效处理后,接头各区域组织的相变行为明显不同,其中冷却过程中母材区发生常规两步马氏体相变(B2–R–B19′),而焊缝区呈现多步马氏体相变行为,即先发生一步B2–R相变,随后发生两个独立的R–B19′相变.     

Cu-Cr-Zr合金TIG焊工艺及接头组织与性能分析

采用Cu-Cr-Zr焊丝对Cu-Cr-Zr合金进行TIG焊试验研究。并通过扫描电镜、能谱分析等观察分析焊接接头的显微组织,并研究焊接接头硬度和导电率的变化规律。研究结果表明,在适当的焊接工艺下可以对Cu-Cr-Zr合金实施TIG焊,焊接接头成形良好。焊缝中心为粗大等轴晶,熔合区为粗大柱状晶组织,热影响区晶粒粗化,粒状Cu-Cr、Cu-Cr-Zr化合物在焊缝及熔合区的晶界及晶内析出。与母材相比,焊接接头的导电率和硬度下降,其中熔合区弱化最明显。     

不同脉冲频率对A6N01铝合金焊接接头组织的影响

研究不同脉冲频率对A6N01铝合金焊接接头焊缝成形、微观组织的影响。结果表明,不同的脉冲频率对焊缝成形、缺陷无明显影响;不同脉冲频率焊接接头的焊缝微观组织均为典型树枝状晶组成的铸态组织,熔合区靠近焊缝一侧为柱状晶组织,靠近基体一侧为等轴晶组织,热影响区部分晶粒较母材晶粒粗大;母材为典型的再结晶组织。可以考虑选择不同的脉冲频率进行焊接。     

Inconel625等离子弧焊接头组织与接头性能研究

对4 mm镍基高温合金Inconel625薄板进行等离子弧焊实验,对比研究了3种不同焊接热输入下焊接接头各部分的微观组织、接头力学性能、断口形貌以及母材和焊缝的高温腐蚀行为。结果表明Inconel625等离子焊接接头组织是由母材的奥氏体等轴晶、焊缝融合线附近的胞状晶以及焊缝中心的树枝晶组成;在焊缝处有大量的碳化物和少量Laves相析出,使得焊接接头力学性能降低,韧性下降,焊缝成为接头薄弱环节;在焊接热输入为10.175 kJ/cm时接头力学性能最优,抗拉强度为765.3MPa,与母材的785.4MPa相当,延伸率为31.9%,相较于母材的42.8%有所下降,试样断裂方式为发生在焊缝处的韧性断裂;母材和焊缝金属在750℃下24 h熔盐腐蚀后腐蚀产物基本相同,主要为外层颗粒状NiO和Cr₂O₃以及NiCr₂O₄腐蚀层。     

基于Incoloy800H钨极氩弧焊接头组织及其性能分析

在2 mm厚800H合金钨极氩弧焊试验的基础上,研究焊接接头的微观组织和析出相成分,并分析焊接接头的力学性能和抗晶间腐蚀性能,观察拉伸断口和晶间腐蚀试样的形貌。结果表明:焊缝组织为柱状晶和等轴晶,热影响区晶粒明显长大,焊接接头中有少量的TiN和富Cr相(Fe,Cr)_(23)C_6析出相存在;母材、热影响区和焊缝的HV硬度分别为1730、1526和1590 MPa;室温抗拉强度和延伸率分别为565.0 MPa、31.8%,均超过ASME标准关于800H合金规定值(450.0 MPa和30.0%),拉伸断裂为韧性断裂;焊接接头高温(650℃)抗拉强度和延伸率分别为394.5 MPa、15.5%,其断口是混合型断口;较接头组织,母材腐蚀更为严重,表面晶界开裂并伴有少量且尺寸较小的腐蚀坑,基体中TiN缺陷处易引起点蚀。     

冷作硬化不锈钢对接接头组织与性能分析

为了提高奥氏体不锈钢强度,通常采用冷作硬化工艺进行生产。对轨道车辆用冷作硬化2 mm的SUS301L-HT和SUS301L-DLT奥氏体不锈钢材料的焊接性进行研究,结果表明两种材料焊接性良好,但焊接后焊缝接头强度均低于母材强度,HT材料焊接接头效率约为80%;DLT材料焊接接头效率约为93%;焊缝区域硬度低于母材;两种材料热影响区及熔合区微观组织类似,焊缝中心为树枝晶,熔合区为柱状晶,热影响区为粗大的等轴晶。