Ni含量对激光增材制造W-Ni合金的成形性和组织的影响

采用混合元素法开展了激光增材制造W-Ni合金的成形性、组织和硬度研究。结果表明,Ni含量大于20%的W-Ni合金可以稳定沉积,沉积层横截面宽度变化较小,成形性能较好,而当Ni含量小于10%时,经过多层沉积后横截面宽度逐渐变窄,呈现三角形形状,成形性较差。随着Ni含量的减小,W-Ni合金组织中W颗粒的密度也逐渐增加,且试样底部存在较多W颗粒相。随着Ni含量的减小,沉积区的硬度逐渐升高,且沿沉积方向,从基材到沉积区顶部显微硬度的变化呈现先降低后快速上升到缓慢上升的趋势。     

CSP热轧双相钢DP600电阻点焊性能研究

采用电阻点焊对CSP热轧DP600进行焊接试验,得到焊接工艺窗口,并研究了焊点的十字拉伸力、显微组织和显微硬度。结果表明:采用单相交流点焊工艺,焊接窗口从8.9～12.2 kA,焊缝组织为板条状马氏体组织。焊点直径和拉力值随焊接电流增加呈先增大后减小的趋势。点焊接头焊缝区显微硬度最高,随着焊接热输入的增加,焊缝区显微硬度呈下降趋势;热影响区无明显软化及硬化现象。     

焊接电流对Q235钢焊接头组织和性能的影响

研究了焊接电流的变化对Q235钢组织和性能的影响。结果表明,Q235钢点焊接头划分为母材区、过热区和熔核区3个典型区域。随着焊接电流增加,Q235点焊接头熔核直径、焊透率和剪切力呈现先增加后减小的趋势。熔核区显微硬度最高,过热区次之,母材区最小。熔核区显微硬度随焊接电流增大先增大后减小。     

焊接电流和焊接速度对CMT成型铜合金组织和力学性能的影响

采用铜合金焊丝进行CMT成型,分析焊接电流和焊接速度对成型件组织和力学性能的影响。结果表明,焊丝可在304不锈钢基材上不断逐层累积,形成薄壁墙体。组织内有较为明显的分层现象,和焊接速度相比,焊接电流对显微组织的影响较为显著。随着焊接电流的增加,硬度先减小后增加,平行于增材方向的抗拉强度减小,伸长率增大;垂直于增材方向上的抗拉强度没有显著变化。随着焊接速度的增加,硬度先增加后减小。对于平行于增材方向,试样抗拉强度先减小后增加,而伸长率先增加后减小;对于垂直于增材方向,试样抗拉强度和伸长率均先增加后减小。     

焊接电流及压力对QStE340TM电阻点焊接头性能的影响

对酸洗汽车用钢QStE340TM进行了一系列电阻点焊试验,对不同焊接电流及压力下焊接接头的形貌、拉剪强度和显微硬度进行了对比分析。结果表明,在焊接压力一定时,随着焊接电流的增大,点焊接头的熔核直径增大,接头热影响区的显微硬度降低,拉剪载荷先增大后减小;在焊接电流一定时,随着焊接压力的增大,熔核直径和拉剪强度呈减小的趋势,接头热影响区的显微硬度增大。     

壁厚对半固态流变挤压铸造CuSn10P1合金微观组织均匀性和性能的影响

显微组织的不均匀性影响零部件的综合性能,而半固态成形的特性易引起零部件不同部位显微组织存在较大差异,如何改善半固态组织均匀性是获得性能优异成形件的关键。本文设计四种零件壁厚,研究零件壁厚对流变成形件显微组织均匀性及性能的影响。研究结果表明：不同壁厚CuSn10P1合金半固态挤压铸件的显微组织均由α-Cu相、δ-Cu41Sn11相、β′-Cu13.7Sn相和Cu3P相四种相构成,随着壁厚的减小,CuSn10P1合金半固态浆料充型时固液两相协同变形能力变差,导致了显微组织沿充型方向上的不均匀分布,晶间组织（α+δ+Cu3P）逐渐呈大面积网状或者长条状且团簇聚集分布不均;初生α-Cu晶粒尺寸先减小后增大,其中10mm壁厚铸件初生α-Cu晶粒最为细小。随着壁厚减小,CuSn10P1合金半固态挤压铸件的室温抗拉强度和延伸率均呈先增加后降低的趋势,当壁厚为10 mm时性能最佳,分别为445.7 MPa和37.78 %,这主要归功于其组织均匀化、固溶强化效应和细晶强化效应。     

振动对FV520B不锈钢MAG堆焊再制造成形组织结构的影响

采用堆焊熔敷成形技术进行了FV520B沉淀硬化不锈钢再制造实验,在此基础上,对FV520B不锈钢MAG堆焊再制造成形组织特点进行了分析,并研究了机械振动对再制造成形组织的影响。结果显示：FV520B不锈钢MAG堆焊再制造成形组织由马氏体+碳化物沉淀硬化相组成,且沿成形高度方向组织呈周期性变化特点,具有一定的自相似分形特性;振动会一定程度上增大孪晶形成几率,对马氏体板条具有破断作用,且马氏体板条宽度随振动转速的不断增大呈先减小后增加趋势;受振动的影响,晶格畸变和各晶面择优取向性都将发生变化,但不同晶面变化规律不同;振动的加入使得（110）晶面和(211) 晶面的Bragg衍射峰峰位向低衍射角方向发生偏移,且随振动转速的不断增大,偏移量呈先增大后减小趋势,（110）晶面衍射峰半高宽宽度呈先减小后增大趋势,其晶面择优取向性则呈现先增强后减弱趋势;在0到共振转速区间内 (211) 晶面衍射峰半高宽宽度随振动转速的不断增大呈先减小后增大趋势,当振动转速大于共振转速时又呈减小趋势,但其晶面择优取向性则随振动转速的增大呈现持续增强趋势;总体上,亚共振频率振动（振动转速f=3000 r/min）对FV520B不锈钢MAG堆焊再制造成形组织结构的影响最显著。     

镁/钢异种材料点焊接头力学性能及显微组织分析

采用三相次级整流电阻焊机进行镁/钢异种材料电阻点焊,研究并确定了工艺参数范围和最佳数值.通过金相显微镜观察了接头的显微组织特征,并采用显微硬度计测试了接头各区域的显微硬度.结果表明,接头的剪切力随着焊接时间(2 ～ 14周波)、焊接电流(20～ 37.5 kA)以及电极力(5～8 kN)的增大均呈先增大后减小的趋势.当焊接时间8周波、焊接电流32 kA、电极力7 kN时,最大接头剪切力达6.961 kN,形成纽扣断裂.接头由半椭圆形镁合金熔核和钢侧热影响区组成,镁侧熔核显微组织由柱状晶和等轴晶组成,钢侧热影响区显微组织为板条状马氏体.镁侧离熔合线越近硬度越高,而钢侧最高硬度出现在钢板的中心.     

焊接工艺对钢轨闪光焊接头性能的影响

在不同热输入和不同顶锻量等焊接工艺条件下,对TB60廓型R260钢轨移动闪光焊接头纵断面硬度、热影响区宽度及拉伸、冲击等性能进行了研究。结果表明,随着焊接热输入的增大,钢轨闪光焊接头热影响区宽度也越大,但纵断面硬度趋于平缓;随着顶锻量的增加,钢轨闪光焊接头纵断面硬度间差值先增大后减小,热影响区宽度基本呈减小趋势;不同顶锻量条件下的钢轨闪光焊接头冲击及拉伸性能相差不大。     

1Cr22Mn16N高氮钢的激光焊接Ⅲ.焊接热影响区组织和性能

利用热模拟技术，对高氮钢激光焊接热影响区（HAZ）的组织和性能进行了研究。结果表明，高氮钢焊接热影响区组织为奥氏体和δ-铁素体。随着焊接冷却速度的增大，高氮钢粗晶区的显微硬度增大；随着焊接峰值温度降低，热影响区显微硬度逐渐减小。焊接热影响区显微硬度均高于母材，没有出现软化区。随着冷却速度的增大，热影响区粗晶区的冲击吸收功先上升然后降低，而整个热影响区出现了两处脆化区。     

激光烧结工艺参数对Fe-16%Ni合金致密度的影响

采用激光烧结成形技术研究了不同工艺参数对Fe-16%Ni金属粉末选区激光烧结成型件微观结构和致密性的影响。结果表明,随着脉冲宽度、扫描速度和铺粉厚度的增加,烧结后试样的密度先增加然后减少,随着扫描间距的增加,烧结后试样的密度减小。当脉冲宽度0.7 ms,扫描速度1000 mm/min,铺粉厚度0.15 mm,扫描间距0.15 mm时,烧结成型件成型质量较好。     

Porosity and microstructure in pulsed Nd:YAG laser welded Ti6Al4V sheet

The overlapping factor of pulsed laser welding is used to help understand the correlation between welding parameters and the quality of Ti6Al4V welded joints. The number of porosity decreases with the increase in overlapping factor, and the welded joints are almost completely free of porosity when overlapping factor is greater than 75%. This can be attributed to the fact that the remelted volume of the spot region increases with the increase of overlapping factor, which assists porosity formed in the previous pulse wave in escaping from molten pool formed by the subsequent pulse. With the increase of overlapping factor, the weld microstructure becomes much coarser and the width of the fully transformed region of heat affected zone increases, which reduces the microstructure gradient and microhardness gradient from the fusion zone to heat affected zone. A method to evaluate the porosity susceptibility of a specific welding condition prior to actual welding process is presented.     

长时运行T91/G102焊接接头显微组织变化研究

对长时运行前后T91/G102异种钢焊接接头的金相组织变化进行了分析研究。结果表明,长时运行对T91侧的显微组织影响不大,而对G102侧的显微组织有明显的影响:长时运行后,G102侧母材原有的板条状贝氏体特征已基本消失,代之而来的是再结晶晶粒的形成以及碳化物的聚集长大;G102侧正火区原有的细小粒状贝氏体特征仍然保持,但有一定程度的回复;G102侧过热区发生了回复和再结晶,有更多的小晶粒形成,且原组织的晶界更加清晰。焊缝区在经过长时运行后板条状组织减少,等轴状组织增多。长时运行后,背火面的组织比向火面细小,并且在背火面焊缝的某些部位观察到了明显的柱状晶组织。     

旁路耦合三丝间接电弧增材制造成形特性

采用旁路耦合三丝间接电弧焊( bypass coupling triple-wire gas indirect arc welding,BCTW-GIA焊)进行Q345低碳钢增材制造. 利用高速成像设备研究了旁路电流变化对电弧特性的影响,并观察了对应的焊缝成形特性. 结果表明,随着旁路电流的增加,间接电弧占比逐渐减少,而直接电弧占比逐渐增加,焊接热输入逐步提升,焊缝的接触角逐渐减小. 当旁路电流为155 A时,可在表面成形良好的前提下得到铺展性最优的单道焊缝. 采用此参数进行单道多层增材得到了直壁墙体,沉积速率高达13.3 kg/h. 该增材制造方法具有较高的熔敷效率和较低的热输入,有利于改善增材试样的显微组织,并提高试样的平均硬度. 试样底部、中部及顶部区域的平均硬度分别为 186.80,172.44,176.04 HV.     

铝合金激光-电弧双面焊接头特征分析

采用激光-电弧双面焊工艺进行铝合金焊接试验，发现该工艺不仅可以获得稳定可靠的焊接过程与美观的焊缝成形，还可以有效地增加接头熔深和降低焊接成本。主要研究了焊接参数对双面焊接头特征的影响。结果表明，激光功率增加时，双面焊两侧的熔宽都以同样的趋势增大；焊接电流增大时，电弧侧熔宽的增加趋势明显大于激光侧；增加激光功率或提高焊接电流都会引起焊缝最小熔宽的增大，且焊缝最小熔宽的深度也发生一定的变化。随焊接速度的提高，激光侧的深宽比增加，而电弧侧的深宽比减小。     

旁路耦合电弧增材制造热过程与组织关系

利用旁路耦合微束等离子弧焊,进行了ER304L不锈钢电弧增材制造的研究.通过进行组织观察和显微硬度测试,并结合增材过程中所测得的热循环曲线,分析了不同旁路电流、堆垛顺序对304不锈钢堆垛样组织和性能的影响.结果表明,旁路耦合微束等离子弧焊增材制造过程中,当旁路电流增大时,堆垛样组织的枝晶间距先减小后增大;堆垛顺序对组织的影响表现为,散热方向的不同导致了枝晶生长方向发生改变.试样的显微硬度沿着堆积高度方向缓慢降低,且随着旁路电流增大,硬度先增大后降低;同时堆垛顺序对硬度的影响并不明显.     

铝合金脉冲YAG激光焊脉冲调制参数对焊缝形状参数的影响

以2mm厚LF3铝合金薄板为对象,研究了在平均功率和焊接速度不变时脉冲YAG激光焊脉冲调制参数(脉宽、频率及单脉冲能量)对热导焊缝形状参数(熔深、熔宽及深宽比)的影响规律,并结合脉冲激光焊间断作用的特征,引入"有效峰值功率密度"综合考虑焊接速度、频率、脉宽以及光斑大小对焊缝形状参数的影响.此外,还对脉冲激光焊所形成的特殊的层状焊缝形貌进行研究和分析.结果表明,焊缝形状参数受脉宽及峰值功率密度双重作用的影响.脉冲焊得到的焊缝呈现多层状形貌,层数随频率升高而增多.     

外加磁场对镁合金焊缝组织与裂纹影响机制的研究

以AZ31B镁合金为研究对象,采用TIG焊接方法,研究了外加纵向磁场对镁合金焊缝成形、焊缝组织及其焊接裂纹的影响规律.研究表明:在外加脉冲交变纵向磁场作用下,镁合金焊缝的熔宽增大,熔深减小,焊缝晶粒细化,析出相增加并呈弥散化分布状况;外加磁场影响了镁合金的焊缝成形和显微硬度,能够控制镁合金焊缝组织、减少镁合金焊缝热裂纹的产生,改善镁合金焊缝的性能.     

焊接速度和焊接电流对竖向高速GMAW驼峰焊缝的影响

运用自主研发的爬壁机器人研究焊接速度和焊接电流对竖向高速熔化极气体保护焊(gas metal arc welding，GMAW)驼峰焊缝的影响. 结果表明，焊接速度或焊接电流超过某一临界值时，竖向高速GMAW会形成驼峰焊缝，且熔池中由电弧压力、熔滴冲击力和重力作用下产生的动量很大的后向液体流是竖向高速GMAW形成驼峰焊缝的主要原因. 同时，焊接速度和焊接电流显著影响驼峰焊缝形貌. 当焊接电流不变时，随焊接速度提高，驼峰焊缝的驼峰间距和驼峰高度先稳定减小，后缓慢减小，而焊缝宽度则稳定减小；当焊接速度不变时，随焊接电流增加，驼峰焊缝的驼峰间距先增加后减小，驼峰高度则是先增加后不变，而焊缝宽度则稳定增加. 此外，焊接速度过小或焊接电流过大均会造成金属液下淌.     

铝合金电弧增材制造焊道宽度尺寸预测

文中首先采用同一组焊接参数,在四种厚度基板上进行单道20层铝合金薄壁试样成型,发现不同厚度基板下试样稳定区的焊道宽度相同. 基于此结论,利用二次通用旋转组合方法设计试验样本,通过二次回归方程建立工艺参数(焊接电流、焊接速度、送丝速度、层间温度)与成型试样稳定区域焊道宽度尺寸预测模型,经验证发现模型预测效果较好. 结果表明,影响焊道宽度的主要因素有焊接电流、焊接速度和层间温度. 当电流小于95 A时,参数对焊道宽度的影响顺序为:电流大于焊接速度大于层间温度;当电流大于95 A时,顺序变为:电流大于层间温度大于焊接速度. 同时,焊接电流和层间温度间存在交互作用.