机械振动焊接对焊接质量的影响

采用机械振动焊接与埋弧自动焊接钢板对比实验方法，通过冲击试验分析研究了机械振动焊接对冲击功Ax值的影响。结果表明，机械振动焊接可提高焊缝及热影响区试样的冲击功；试样冲击功Ax值提高百分率与频率、振幅(激振力)有显著关系。     

原位内生TiC对激光-电弧复合焊接高强钢接头组织和性能的影响

以高强钢为试验材料,采用CO2激光-熔化极活性气体保护焊(Metal active gas arc welding,MAG)复合焊接方法,研究原位内生Ti C对高强钢焊接接头组织和性能的影响。研究结果表明:原位内生Ti C颗粒能够细化焊缝组织,对高强钢焊接接头的综合性能有很大的提高,其中wCNT∶wTi=15%的焊缝上部中心区主要由树枝晶组成,二次枝晶平均宽度为8.4?m。焊缝下部主要由大量的等轴晶组成。而未加粉焊缝上部中心区主要由大量柱状晶组成,柱状晶平均宽度为13.25?m焊缝下部主要由大量细小柱状晶组成。通过断口分析知,wCNT∶wTi=15%焊缝处的断口处产生大量细小韧窝,焊接接头主要是韧性断裂,而未加粉的焊接接头主要是脆性+韧性断裂。通过力学性能测试知,原位内生Ti C对高强钢激光-电弧复合焊接接头的冲击吸收能量、弯曲能量度及硬度都有明显提高,但是对抗拉强度影响不大。     

6mm厚304不锈钢激光焊接接头组织及力学性能研究

采用光纤激光对304奥氏体不锈钢进行焊接,获得成型良好的激光焊接接头,利用光学显微镜、超景深、显微硬度计等分析检测手段,对304不锈钢焊接接头的微观组织特点、力学性能及断口特征进行了研究并进行相应的分析.结果表明,在激光焊接过程中,由于焊缝冷却速度较快,焊缝组织主要以垂直于熔合线的柱状晶的形态存在,焊缝中心组织以等轴晶...     

高频微振条件下激光焊接组织研究

为了研究振动工艺在激光焊接方面的应用,选用工业纯铁为研究对象,进行不同激光焊接参数与振动频率下的高频微振光纤激光焊接,达到优化接头成形,提高焊接质量的目的。利用超景深显微镜观察焊接接头宏观形貌,利用扫描电镜分析接头微观组织,利用显微硬度计测量焊接接头显微硬度分布。结果表明:在高频微振激光焊接中,施加振动可增加焊接接头熔深。焊缝晶粒细化,表现为振动频率越快,晶粒越细小。振动加速度可以作为振幅的替代参量;当振动频率与材料本身固有振动频率相近时,振动加速度越大,晶粒细化作用不明显。当激光功率为3 000 W、离焦量为-10 mm、焊接速度为1.2 m/min、振动频率为118 Hz、振动加速度为36.1 m/s~2时,焊接接头的整体平均显微硬度由无振动条件下的273.3 HV降低到244.6 HV,且组织晶粒细化最明显。     

双面超薄不锈钢复合板激光焊接接头组织及耐腐蚀性能

采用同步送粉填充焊的方法,利用Nd:YAG固体脉冲激光对0.1mm+0.8mm+0.1mm不锈钢复合板进行了双面焊双面成形的实验研究。确定了激光焊接双面超薄不锈钢复合板的最佳工艺参数,利用金相显微镜观察分析了焊缝区各区的微观组织特征。结果表明,双面超薄不锈钢复合板填充粉末后激光焊接接头表面成形好,热影响区窄,焊接变形小;焊缝中心为细小的等轴晶,熔合线附近有细晶区,其他区域为柱状晶区,焊缝为残余奥氏体+马氏体+碳化物组织;在硫酸-硫酸铜腐蚀溶液中腐蚀16h后,焊缝表面与腐蚀前没有明显变化,对试板进行180°弯曲试验,未产生晶间腐蚀裂纹。     

时效温度对马氏体不锈钢激光焊接接头组织和性能的影响

对Fe-Cr-Ni-Mo-Ti型(0Cr13Ni7MoTi)马氏体时效不锈钢激光焊接接头进行不同温度时效处理,时效温度选择在420～580℃范围内。激光焊接接头显微组织呈现出焊缝区、热影响区(Heat affected zone,HAZ)和基体三个不同区域。结果显示,在500℃以下时效处理,焊缝区、热影响区和基体主要由马氏体板条组成,在540℃及以上温度进行时效处理,三个区域均有逆转变奥氏体形成,使各区域硬度下降;焊接接头经过时效处理后各个区域的硬度变化规律不一致,时效后硬度低点出现于热影响区或基体;拉伸测试显示,不同时效态的断裂位置均与硬度低点区域一致,屈服强度在460℃时效时取得最大值,此温度时效处理的焊接接头具有最佳的拉伸性能;拉伸断口断裂机制发生由未时效的准解理断裂到时效态的韧性断裂转变。     

激光焊接工艺参数对接头强度的影响

利用CO2激光对汽车车身用高强度钢板进行了大量的焊接试验,并对焊缝组织进行了相关的机械性能试验,研究了激光焊接工艺参数对接头强度的影响规律。     

激光焊接对镀锌平板力学性能及拉伸断口影响研究

采用光纤激光对海工装备中的镀锌平板进行焊接,对镀锌平板焊接接头母材区、热影响区、焊缝区的微观硬度进行测量,研究了焊接试样的拉伸性能和断口形貌。结果表明,激光焊接接头的强度和硬度均高于母材。焊缝区接头组织获得了低碳马氏体,因而接头硬度不及热影响区高。     

LZ92镁锂合金激光焊接接头的显微组织与力学性能

采用CO2激光焊接厚度为2 mm的LZ92镁锂合金板,研究了焊接接头的显微组织、物相组成、显微硬度与拉伸性能.结果表明:LZ92镁锂合金焊接接头成形良好,焊缝中无明显气孔、裂纹等缺陷;母材与焊缝的物相组成相同,由α相、β相和中间相Mg7Zn3组成;母材由等轴状β相和枝晶状与颗粒状α相组成,热影响区由粗大的β相和少量细小...     

T2纯铜快速冷却搅拌摩擦焊缝微观组织和力学性能研究

由于焊后余热带来的退火软化效应,T2纯铜常规搅拌摩擦焊（Friction stir welding,FSW）焊缝通常会出现位错密度降低和晶粒长大的现象,其屈服强度普遍较低。为消除焊后退火效应并改善力学性能,采用液态CO₂同步快速冷却FSW工艺对2 mm的T2纯铜进行焊接。利用光学显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜、显微硬度测试以及拉伸试验对焊缝的微观组织、力学性能和加工硬化行为进行研究。结果表明,纯铜FSW焊缝的晶粒细化机制主要为不连续动态再结晶、连续动态再结晶和孪晶诱导几何动态再结晶。快速冷却FSW纯铜焊缝呈现具有纳米孪晶和高位错密度的细晶结构,在加工硬化第Ⅲ阶段表现出较大的加工硬化率。在第Ⅳ阶段,纳米孪晶为位错增殖提供储存空间,使加工硬化率降低并改善塑性。和常规FSW相比,快速冷却FSW焊缝的屈服强度和断后伸长率分别提高了31.1%和25.7%。本文提出的液态CO₂同步快速冷却FSW工艺通过改善焊接热循环可在焊缝中制备异质细晶结构,有助于提高焊缝的屈服强度并使其表现出良好的强塑性匹配。     

不同冷却条件下激光焊接接头性能研究

分别利用焊后空冷和随焊水冷两种随焊冷却方式对2 mm厚低碳钢板进行光纤激光焊接。选择不同激光功率、焊接速度和离焦量进行试验。分析焊后空冷条件下和随焊水冷条件下两种焊接接头成形、金相组织和显微硬度。研究结果表明,随焊水冷条件下的焊缝宽度和热影响区宽度分别小于焊后空冷条件下的焊缝宽度和热影响区宽度;在热输入相等和正离焦的前提下,熔宽随着离焦量的减小而增大。两种冷却条件下的焊缝组织为板条状先共析铁素体和珠光体。随焊水冷条件下热影响区晶粒尺寸较焊后空冷下的晶粒有明显细化。空冷条件下焊缝中柱状晶的生长方向与焊缝中心线成70°~80°,而随焊水冷条件下的柱状晶生长方向几乎与焊缝中心线垂直。焊后空冷和随焊水冷的焊缝区域平均硬度分别为316.7 HV0.2和331.5 HV0.2,均高于母材硬度平均值181.8 HV0.2;同时,随焊水冷条件下焊缝硬度稍高于焊后空冷条件下的焊缝硬度。     

405/Q245R不锈钢复合板焊接工艺及接头组织与性能

分别采用钨极氩弧焊（TIG）、选用ER309L焊丝和焊条电弧焊（SMAW）、选用A302焊条两种不同工艺焊接405/Q245R不锈钢复合板的覆层和过渡层,并采用焊条电弧焊方法、选用E4315焊条焊接其基层。对复合板接头进行力学性能测试,结果表明,接头的抗拉强度接近于母材本身强度,拉伸试样断裂均发生于母材部位;对接头金相组织的观察显示,两种接头的过渡层焊缝组织均为奥氏体加少量铁素体,在过渡层焊缝/基层母材侧界面未发生明显的碳迁移现象;进一步对过渡层焊缝进行XRD测定,未发现接头焊缝中有害相的生成,说明获得接头的性能良好,焊接工艺可行,能够满足工程实际需要。     

LF6铝镁合金电子束焊接

研究了焊缝中合全元素Mg的烧损现象、焊接接头的力学性能和焊接热裂纹等问题。结果表明，电子束焊接LF6铝镁合金，其焊缝组织为微细等轴晶，熔合线附近为胞状树枝晶；Mg合金元素在焊缝上部和中心区有较大的蒸发损失；焊接接头存在一定的软化，其抗拉强度为母材的91．2%，除延伸率比母材高外，断面收缩率和冲击韧性值与母材相比均有所降低；在合适的参数匹配下，焊缝中不会出现热裂纹以及氧化膜所导致的熔合不良与夹渣等问题。     

2A14厚板铝合金SSFSW角焊缝接头组织及性能

采用自主研制搅拌针长度为8.5mm的静止轴肩搅拌工具和2A14-T4厚板铝合金进行150°角焊缝接头静止轴肩搅拌摩擦焊工艺试验,探讨焊接工艺参数对接头组织和力学性能的影响规律。结果表明:在500~700r/min主轴转速与40~100mm/min焊接速度范围内均可获得表面光滑无内部缺陷的角焊缝接头,其外观尺寸可精确控制基本无残余焊接角变形。焊缝区主要由焊核(Stir zone,SZ)组成,SZ形状类似搅拌针圆锥台状或椭圆状、其宽度沿厚度方向分布比较均匀;热力影响区(Thermal mechanical affected zone,TMAZ)及热影响区(Heat affected zone,HAZ)宽度明显较小。焊缝区硬度分布具有明显不均匀特征,最薄弱区位于TMAZ与HAZ的交界处。主轴转速变化对焊缝区平均硬度影响较小,但随着焊接速度增加其平均硬度明显增大。角焊缝前进侧等效拉伸强度大于后退侧,等效拉伸强度随转速增加而减小,焊速的增大而增大。在500r/min-100mm/min焊接工艺下所得到的接头等效拉伸强度最高,可达到母材的79.24%。在拉-剪复合承载模式下,角焊缝拉伸试样宏观塑性变形很小呈现脆性断裂特征。     

K418合金激光焊接接头组织与裂纹形成原因

通过光学显微镜、扫描电镜、能谱仪等研究了镍基铸造高温合金K418激光焊接接头的组织和焊缝区域成分,分析了接头裂纹产生原因。结果表明:由于激光深熔焊接过程形成的金属蒸气和等离子体在焊缝正面附加热源效应,导致形成大钉头、小钉身的焊缝形貌;焊缝靠近母材的组织为具有一定方向的枝晶组织,且在焊缝与母材交界的不同区域具有锯齿形和光滑过渡两种形貌;焊接过程中,磷、硫和硅元素在晶界偏析形成的低熔点化合物提高了焊接熔池凝固温度范围,增加了焊接过程热裂纹敏感性。     

激光热处理对铸造铝青铜合金微观组织与硬度的影响

采用激光热处理技术对ZCuAl10Fe3Mn2铸造铝青铜合金进行热处理。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和IPP软件对合金的铸态组织结构、物相组成和力学性能等进行对比研究。结果表明,激光热处理对铝青铜合金组织结构和性能的影响是显著的,对激光热处理前、后比较发现基体仍以α相为主,但其含量明显减少,β′相、强化相K相、γ2相以及共析反应生成的(α+γ2)共析体的含量明显增加且更加均匀地分布于基体组织中。激光热处理后组织晶粒细化效果明显,起到了很好的强化作用。     

搅拌摩擦焊工艺参数对2198铝锂合金焊缝成形及接头力学性能的影响

对2198铝锂合金薄板进行了搅拌摩擦焊试验,分析了搅拌头旋转速度和焊接速度对焊缝成形及接头力学性能的影响。结果表明:旋转速度(n)与焊接速度(v)的比值大于15.7时,能形成表面成形良好,且内部致密无缺陷的焊缝;接头焊核区形成了细小的等轴晶,前进侧热力影响区大部分为等轴状晶粒,后退侧热力影响区的板条状组织发生了变形,其周围出现了细晶粒;焊接速度为30mm·min-1时,接头的抗拉强度随旋转速度的增大而变小,其最大值为432.17MPa,焊缝的硬度低于母材的,热力影响区的硬度最低,焊核区的硬度略高于热力影响区的。随着n/v的增大,热影响区的软化区间变宽。