轻金属焊接中组织、性能和寿命演变相关基础问题

以铝合金和钛合金的焊接为例,介绍焊缝、热影响区中的组织特征及其演变,重点介绍晶粒长大、织构和晶格畸变的规律及其影响;从焊接变形、接头硬度变化等角度分析焊接方法和工艺的影响;从焊接接头断裂行为及断裂韧度变化等方面探讨断裂机理及评价方法;从疲劳失效机理、疲劳强度评价及寿命评估等方面讨论轻金属焊接接头及构件寿命分析的方法;最后,对轻金属焊接中组织、性能及寿命变化特征研究方面存在的问题和可能的研究途径进行讨论.     

铝锂合金YAG-MIG复合焊焊缝成形特征

基于铝锂合金激光电弧复合焊焊缝成形特征的分析,对5A90铝锂合金YAG-MIG复合焊接工艺展开研究.固定选取合理的焊接位置条件下,讨论了激光功率、焊接速度、焊接电流和热源作用间距等主要焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律.结果表明,两热源间距在0～6mm之间时有较好的复合效应;激光功率的增加对增大焊缝熔深和背面熔宽起主导作用;焊缝正、背面熔宽随着焊接速度的提高均明显减小,熔深亦有减小趋势;焊接电流加大时,焊缝熔深和熔宽显著增大.     

大厚度钛合金结构电子束焊接制造基础研究

通过对大厚度电子束焊焊缝几何特征和接头组织和力学性能不均匀性的研究,提出焊缝几何特征表征参量和不均匀性表征因子;通过对接头损伤、断裂和疲劳的实验和理论研究,提出大厚度钛合金电子束焊接接头的失效机理;通过对焊接应力变形的理论和数值模拟研究,提出大厚度钛合金电子束焊接接头残余应力形成的机理;在上述研究的基础上,设计大厚度钛合金电子束焊接结构完整性评价体系.从而有望建立大厚度钛合金电子束焊接接头性能定量调控理论与工艺方法和有自主知识产权的大厚度钛合金电子束焊接结构强度、断裂和疲劳完整性评价的方法和指南.     

稀土相ErSn3表面Sn晶须的快速生长

将稀土相ErSn3分别暴露于空气与真空环境中,研究在时效处理过程中ErSn3表面Sn晶须的生长情况。结果表明：大气环境中,在稀土相ErSn3的表面出现了Sn晶须的生长现象,且室温条件下Sn晶须的分布不均,生长速度慢,而高温条件下Sn晶须的分布均匀,生长速度快;真空环境中,在稀土相ErSn3的表面未出现Sn晶须的生长现象。由于在大气环境中稀土相ErSn3发生了氧化,氧原子向ErSn3晶格内部的扩散引起的体积膨胀提供了Sn晶须生长的驱动力,因此,大气环境中在ErSn3的表面会出现Sn晶须的生长现象,而真空环境中则不会出现     

1420铝锂合金双光点激光焊接头成形

在对2 mm厚1420铝锂合金开展双光点激光焊接试验的基础上,研究了激光功率、焊接速度、离焦量等焊接参数和光点间距、排列位向角度、能量分配等双光点调节参数与焊接接头成形特征的关系;对比分析了单、双光点激光焊接参数和接头成形特点.结果表明,1420铝锂合金双光点激光焊接参数阈值范围较单光点激光窄;光点间距对接头成形的影响大小取决于光点能量分布;光点能量分布在40/60和60/40时,接头成形较好;光点位向由串行排列到并行排列过程中,接头正面熔宽增加,熔深减小.     

热循环条件下SnAgCu/Cu焊点金属间化合物生长及焊点失效行为

研究了热循环过程中SnAgCu/Cu焊点界面金属间化合物的生长规律及焊点疲劳失效行为。提出了热循环条件下金属间化合物生长的等效方程以及焊点界面区不均匀体模型,并用有限元模拟的方法分析了热循环条件下焊点界面区的应力应变场分布及焊点失效模式。研究结果表明:低温极限较低的热循环,对应焊点的寿命较低。焊点的失效表现为钎料与金属间化合物的界面失效,且金属间化合物厚度越大,焊点中的累加塑性功密度越大,焊点越容易失效。     

氢气流量对大气等离子喷涂TiO2涂层导电性的影响

采用大气等离子喷涂方法制备TiO2涂层,研究氢气流量的变化对TiO2涂层的显微结构、相结构以及导电性的影响.随着氢气流量的增加,TiO2涂层的孔隙率减少,缺氧相增加,涂层的电阻率随之减小.同时在通电升温条件下涂层的电导率随温度的升高而增加.结果表明,大气等离子喷涂TiO2涂层主要由金红石相、锐钛矿相和缺氧相Magneli(TinO2n-1,n=4～10)组成,各相的含量与等离子气中氢气的流量有关.     

CROSS SECTION CHANGING GROWTH PHENOMENON OF Sn WHISKER IN Sn–3.8Ag–0.7Cu–1.0Er LEAD–FREE SOLDER

在Sn--3.8Ag--0.7Cu无铅钎料中添加质量分数为1%的稀土Er会在其内部形成尺寸较大的稀土相ErSn₃. 暴露于空气中ErSn₃将发生氧化, 同时在其表面会出现Sn晶须的快速生长现象. 室温时效条件下, 在氧化的ErSn₃表面会生长出少量的杆状Sn晶须, Sn晶须的截面尺寸会发生连续变化; 高温时效条件下, 在氧化的ErSn₃表面会生长出大量的针状Sn晶须, Sn晶须的截面尺寸会发生阶梯式变化. 提出了ErSn₃氧化过程中体积应变能是一个变量的模型, 可以解释观察到的现象.     

硼含量对Fe-Cr-C堆焊层性能的影响

在Fe-Cr-C的基础上加入较多的硼能形成Fe2B硬质相,可以有效地提高堆焊层的硬度.文中以高碳铬铁堆焊合金为基础,在其中加入不等量的硼,研究了硼对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金的硬度和显微组织的影响.研究表明,当含硼量从4%逐渐增加到5%时,堆焊层宏观硬度逐渐增加,且随着硼含量的增加,硬质相的密度显著增加.     

X射线胶片数字化检测与管理系统的研究与开发

X射线胶片数字化检测与管理系统是为解决现在人工检测与管理胶片费时、费力、管理繁杂等方面的不足而设计.通过研究,将经过扫描仪扫描后的胶片,利用模糊检测算法进行处理,自动对胶片缺陷进行识别.该文设计了一个智能化管理系统,对检测数据、胶片、RT报告(射线检验报告)、操作人员等进行智能化管理,并提供数据导入导出的接口.同时,在系统中建立了后台的综合存储数据库,对各项数据进行存储利用,为焊接质量的智能化管理提供依据.