铝合金激光-MIG复合焊接头性能研究

探讨了激光与电弧相互作用后,焊缝中心上部和下部晶粒大小不同的原因,在此基础上研究了焊接速度的改变对6009铝合金接头的微观组织、拉伸性能、显微硬度的影响。结果表明：6009铝合金激光-MIG焊焊接接头的抗拉强度和延伸率随着焊接速度的增加而增加,拉伸试样的断裂位置由焊缝区转移到热影响区,断口呈现均匀分布的韧窝形貌,断裂机制为微孔聚集形断裂;焊缝中心上部晶粒小于焊缝中心下部,而且尺寸分布均匀。焊缝中心上部的显微硬度则高于焊缝下部。接头热影响区存在软化区,宽度为4～6 mm。     

热输入对铝合金光纤激光穿透焊缝成形的影响

在2.5mm厚6061铝合金光纤激光穿透焊接实验的基础上,着重研究了焊接热输入对焊缝成形的影响。结果表明,光纤激光穿透焊的焊缝熔宽随焊接热输入的增加而增加,且背面熔宽的增幅更快。激光功率越高,获得稳定全熔透焊缝的热输入调节范围越大。焊接接头熔合区附近为柱状晶组织,焊缝中心为柱状晶和等轴晶的混合组织。随焊接热输入的逐渐降低,焊缝区显微组织逐渐细化,且混合组织中等轴晶所占比例逐渐减少。另外,随热输入的逐渐降低,焊缝区的平均显微硬度缓慢增长,焊缝区上部和下部的显微硬度数据分散性逐渐减小,当焊接热输入约为90J/mm时,焊缝上部和下部的显微硬度对称性最好。     

不等厚异质双相钢激光拼焊接头组织及成形性能研究

采用不同的焊接速度及激光功率对1.6 mm厚DP590及2.0 mm厚DP780进行了激光拼焊,通过检验焊接接头的宏观形貌、显微组织构成、拉伸性能、扩孔率及杯突值,分析了焊接速度对接头组织及拉伸性能的影响,并综合评价了接头的成形性能.结果表明:激光拼焊接头成形良好,焊缝区由柱状马氏体构成,热影响区各区域由马氏体及铁素体...     

激光熔凝不锈钢的组织和综合性能

为探究激光熔凝工艺对不锈钢表面综合性能的影响,本课题组选用LDF 4000-40型激光器对0Cr17Ni12Mo2不锈钢表面进行处理,并采用光学显微镜、电子显微镜、能谱扫描仪、显微硬度计、电化学分析仪及磨损试验机等对其微观组织与性能进行表征.结果 表明:由于不同区域的传热、散热差异,激光熔凝组织与基体的界面呈波浪形,强化区的表层为等轴晶,中部为等轴晶和柱状晶,边缘区域为平面晶,且强化区的碳元素、铁元素及铬元素存在扩散现象;由于激光熔凝细化了微观组织,强化层的最高硬度约为基体最高硬度的1.5倍;与基体相比,强化层的耐蚀性更好,但强化层一旦发生腐蚀,其腐蚀速率比基体高;由于晶粒细化及硬度增加等原因,强化层的摩擦因数(0.29)低于基体的摩擦因数(0.35),且磨损机理为磨粒磨损.     

5A06 铝合金的激光填丝焊接头组织与性能

为了研究5A06铝合金焊接接头的显微组织和力学性能,采用3kW的Nd:YAG激光器填充SAl-Mg5焊丝,对2mm厚的5A06铝合金板进行对接拼焊。焊缝的化学成分基本和基材相同,显微组织在靠近熔合线附近为细小致密的柱状晶,焊缝中心为细小的枝状晶,热影响区宽度为50μm～100μm,晶粒粗化不明显;接头的拉伸强度达到母材的93%以上,延伸率为基材的58%左右;断口位置为热影响区,断裂特性和母材相似,均为韧窝和撕裂棱昆合型韧性断口。结果表明,在铝合金的激光焊接过程中,填充合适成分焊丝可以消除铝合金激光自熔焊时的凹陷、咬边等宏观缺陷,接头的综合力学性能得到极大改善。     

激光冲击对AISI430铁素体不锈钢抗蚀性影响

为了提升AISI430铁素体不锈钢的表面抗腐蚀性能, 采用激光冲击的方法强化了AISI430铁素体不锈钢。通过极化曲线及电化学阻抗谱等电化学实验方法, 结合试样表面残余应力及腐蚀形貌, 研究了激光冲击工艺对AISI430铁素体不锈钢的抗腐蚀能力的影响。结果表明, 强化处理后试样表面出现残余压应力层, 残余应力最大幅值高达-339MPa, 并以近乎递减的方式延深度方向达到900μm; 激光冲击强化使试样在NaCl溶液中的自腐蚀电位由-251mV最大提升至-192mV, 腐蚀电流密度最多降低28.18μA/cm-2, 使阻抗谱的容抗弧的半径变大, 腐蚀凹坑和条带状腐蚀减少。激光冲击强化了AISI430铁素体不锈钢在NaCl溶液中的抗腐蚀性能。     

激光焊接参数对齿科钛金属接头组织与性能的影响

采用电子万能试验机测试钛金属激光焊接头的力学性能。结果表明,随着激光光斑直径的减小或功率的增加,接头熔深增加,强度提高;并且随着激光功率密度的增大,接头强度呈增大趋势。进一步从激光功率密度的角度分析,光斑直径比激光功率对接头强度的影响更大,激光光斑直径为0.7mm、功率1.6kW时,获得接头性能较佳。金相组织观察显示,接头组织致密,未发现有夹杂和微裂纹等缺陷,接头拉伸断口呈韧性断裂特征,断裂区有大量的韧窝存在。     

热输入对0Cr16Ni6合金激光熔覆修复层组织与性能的影响

针对0Cr16Ni6合金开展激光快速修复试验,利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM),观察分析所得接头的接头显微组织构成,利用显微硬度计检测接头硬度。研究表明：激光快速修复0Cr16Ni6合金接头分为基体、热影响区以及熔覆区;随着激光热输入的增加,热影响区组织形貌变化不大,与基体相似,由块状铁素体、奥氏体及其上析出的碳化物和少量板条状马氏体组成,且与熔覆区存在明显的分界线;熔覆区顶部区域组织分布均匀,主要为树枝晶,熔覆区中部呈现树枝晶向柱状枝晶过渡的趋势,熔覆区下部为柱状枝晶,枝晶尺寸随着激光热输入的增加而增大;熔覆区主要由基体γ相、强化相γ′和γ′′相及沿枝晶边界析出的白色不规则相δ和MC相等组成;随激光热输入的逐渐增加,热影响区宽度D和深度H的变动不大,仅存在±0.05 mm以内的微小波动;熔宽d和熔高h逐渐增加;熔覆区平均硬度值随单位时间内热输入量的增加,呈现先增加后减小的趋势,且各区域显微硬度值排序为熔覆区>基体>热影响区。     

激光选区熔化成形316L不锈钢组织和力学性能分析

为了综合评价激光选区熔化成形316L不锈钢的力学性能,制备了不同成形方向的316 L不锈钢试样,观察了试样微观组织,测试了其拉伸性能、布氏硬度、冲击性能、弯曲性能.结果表明,微观组织主要为胞状晶及呈外延生长的柱状晶,且柱状晶晶粒取向各不相同,在相邻熔覆道熔合线附近的晶粒尺寸大于远离熔合线区域.激光选区熔化制备的试样的抗...     

SUS301L不锈钢CO_2激光-MIG复合焊接头组织性能研究

针对2mm厚SUS301L奥氏体不锈钢薄板进行CO2激光-熔化极惰性气体保护电弧(MIG)复合对接焊试验,深入分析了焊接接头不同区域的显微组织及相组成,研究了装配间隙对焊接接头微观组织和力学性能的影响。结果表明,SUS301L奥氏体不锈钢复合焊接接头中心区域呈一定方向性的细小枝晶组织,未出现等轴晶区域,偏离焊缝中心区为垂直于熔合线向焊缝中心生长的柱状晶组织,距焊缝中心距离越远,晶粒越粗大;焊接接头主要由γ奥氏体相和少量δ铁素体相组成,焊缝凝固模式为铁素体-奥氏体结晶(FA)模式,凝固过程中发生的δ-γ转变由块状转变和相界面处的短程自由扩散作用共同完成;随着装配间隙的增大,焊缝残余δ铁素体含量逐渐降低,抗拉强度随之下降,断裂发生在焊缝靠近熔合线区域的粗大柱状晶区。     

50#钢表面激光熔覆不锈钢粉的研究

本文研究了在50^#钢表面激光熔覆KF－120不锈钢粉的工艺，得到了无裂纹、无气孔、组织致密的激光熔覆层。显微组织观察和显微硬度测试表明熔覆层具有很好的耐腐蚀性能和高的硬度。当激光功率为1.6和1.8kW时，熔覆层硬度高达730Hv左右，与基体分界面清晰，而当激光功率为2．0和2．2KW时，硬度分别降为680和650Hv左右，与基体之间无明显的分界面。这两种情况分别适用于不同的应用场合。     

激光增材修复TC4钛合金不同方向组织及性能研究

对TC4钛合金激光增材修复试样进行不同方向的组织、显微硬度及室温拉伸性能分析。结果表明：激光增材修复区为典型的网篮组织,增材高度方向增材区为细密的网篮组织,倾斜方向增材区的网篮组织内包含部分等轴α相,扫描方向试样由于热量累积少,散热快,且靠近结合区,由大量细长α板条以及部分针状α′组成。增材区显微硬度以扫描方向试样为最大,约为345 HV,比增材高度方向和倾斜方向试样高出4.1%;扫描方向试样结合区的显微硬度最高,达到362 HV。不同方向试样室温拉伸性能存在各向异性,扫描方向试样抗拉强度高,塑性略低,增材高度方向和倾斜方向试样抗拉强度低,塑性略高。断口均表现出韧性断裂。     

激光功率对27SiMn钢激光熔覆力学性能的影响

为了获知激光功率对激光熔覆修复立柱用钢的影响规律,并找出熔覆层力学性能最优时的激光功率参数,采用单因素变量法,保持扫描速度20 mm/s、送粉量18 g/min、离焦量0和光斑直径2 mm不变,分别研究了激光功率为1500,1800,2100,2400 W时熔覆层的显微组织、拉伸性能及其断口形貌。结果表明：当激光功率为1800 W时,在立柱用钢表面上制备的FeCrNiSi合金涂层的热影响区深度最小值约为360μm;涂层显微组织主体由均匀的胞状晶和柱状晶组成;涂层的延伸率在熔覆试件中最高,约为5.3%;拉伸试件涂层断口呈韧性特征,涂层的塑性在熔覆试件中最强。综合考虑激光功率对27SiMn钢激光熔覆涂层的截面形貌、显微组织、力学行为特征以及断口形貌的影响,得出1800 W是最佳激光熔覆功率,在此功率下可制备出结合紧密且塑性较好熔覆涂层。     

外加磁场对不锈钢激光热丝焊的影响

为了研究磁场对激光焊接的影响,采用在工件旁放置永磁铁、提供横向或者纵向常磁场对不锈钢进行激光电流热丝焊接的方法,结合焊缝横截面形状以及焊缝组织等,对不同磁场下激光热丝焊接头进行了分析。结果表明,磁场的加入对焊接过程和接头形状有显著影响,适当的磁感应强度能稳定激光热丝焊接过程,磁感应强度过大则易造成大量飞溅;焊缝接头的形状随磁场的方向、极性以及磁感应强度的变化而改变;横向磁场的加入能提高激光热丝焊接效率;磁场还能减少焊缝柱状树枝晶区域,促进胞状晶的形成,提高焊缝的显微硬度值。外加磁场在焊接熔池中产生了安培力,安培力是搅拌熔池的主要作用力,从而改变液态金属流动,造成激光热丝焊接头形状和组织的改变。     

激光焊接不等厚异种钢接头组织与性能研究

针对汽车用钢的焊接问题,利用光学显微镜、扫描电镜、硬度和拉伸试验研究分析了不等厚异种钢激光拼焊板接头的组织及性能。结果表明,焊缝区为板条马氏体组织,板条之间有残留奥氏体组织存在。熔合区附近的组织结构比较复杂,主要由马氏体和贝氏体构成。而相变诱发塑性(TRIP)钢热影响区组织主要由贝氏体和铁素体组成,且晶粒比较细小,双相钢(DP)接头热影响区中存在显著的马氏体组织,但几乎不存在过热区组织。接头焊缝区的硬度达到母材的1.6倍以上,此外接头宏观断裂发生在薄板DP钢的母材区。     

5mm厚紫铜激光焊接接头组织及性能研究

为了研究离焦量对5mm厚紫铜激光焊接焊缝成形的影响和组织特征及性能,采用金相显微镜对焊缝组织及形貌进行分析,并对接头进行了拉伸及电导率测试。结果表明,在高离焦量绝对值时,易出现飞溅并造成焊缝表面孔洞,在离焦量0mm~-2mm范围内可获得成形良好的焊缝;焊缝纵截面柱状晶与焊接方向的角度由两侧的90°逐步降低为中间的0°,靠近焊缝上表面的柱状晶长度约为靠近下表面的柱状晶长度2.96倍,热影响区晶粒发生粗化,且离焦量+1mm对应的热影响区宽度最大;焊透情况下的不同离焦量对应的接头拉伸强度相当,可达母材的77.3%,离焦量0mm~-1mm对应的接头延伸率略高于离焦量-1mm~-4mm对应的接头延伸率,可达母材的54.9%;焊缝的电导率与母材几乎一样。该研究有利于获得成形良好的紫铜激光焊接接头。