铝/钢电弧钎焊界面现象及行为

主要研究在TIG电弧加热条件下,不同焊接参数对Al-Si钎料在钢上的润湿过程中的铺展行为、Al-Si钎料与母材Q235钢的界面冶金行为的影响.通过SEM/EDAX 以及热力学方法分析了钎焊接头组织及钎缝的成分分布.研究发现在电弧钎焊条件下,铝/钢界面上容易形成富铝的金属间化合物Fe2Al5,并且随着燃弧时间的增加,Fe2Al5会和Al继续反应生成FeAl和FeAl3另外2种铁/铝金属间化合物.通过本研究可为铝/钢连接提供理论基础也可为铝/钢制品的轻量化研究提供技术借鉴.     

Al2O3/Kovar钎焊接头裂纹冶金因素分析

为了研究Al2O3陶瓷/Kovar钎焊时出现的裂纹问题,本试验采用Ti-Cu-Ni活性钎料钎焊Al2O3陶瓷/Kovar(可伐合金),通过扫描电镜观察钎焊接头的微观组织并对所含成分进行分析,得出裂纹处的成分组成.分析结果表明Al2O3/Ti-Cu-Ni/Kovar钎焊接头产生裂纹的主要原因是Kovar中的Fe元素与钎料中的Ti元素相互反应,在界面形成了FexTiy金属间化合物,导致接头产生裂纹,并提出了减少裂纹的2种方法.     

Al2O3／Kovar钎焊接头裂纹冶金因素分析

为了研究Al2O3陶瓷／Kovar钎焊时出现的裂纹问题，本试验采用Ti—Cu—Ni活性钎料钎焊Al2O3陶瓷／Kovar(可伐合金)，通过扫描电镜观察钎焊接头的微观组织并对所含成分进行分析，得出裂纹处的成分组成。分析结果表明：Al2O3／Ti—Cu—Ni／Kovar钎焊接头产生裂纹的主要原因是Kovar中的Fe元素与钎料中的Ti元素相互反应，在界面形成了FexTiy金属间化合物，导致接头产生裂纹，并提出了减少裂纹的2种方法。     

AlSi5钎料在Q235钢板上的铺展试验研究

采用TIG电弧钎焊试验方法，研究了在TIG电弧加热条件下，焊接参数变化对Al-Si钎料在Q235钢板上润湿、铺展行为的影响，结果表明燃弧时间和电流的增加，或弧长在一定范围内增加皆有利于AlSi5钎料在Q235钢板上的润湿和铺展；另外添加合适钎剂对提高AlSi5钎料铺展性能有利；同时表明交流电源时，由于正负极在不断变化，可导致Q235钢板上的氧化膜破坏，使钎料得到良好铺展。     

AlSi5钎料在Q235钢板上的铺展试验研究

采用TIG电弧钎焊试验方法,研究了在TIG电弧加热条件下,焊接参数变化对Al-Si钎料在Q235钢板上润湿、铺展行为的影响,结果表明燃弧时间和电流的增加,或弧长在一定范围内增加皆有利于AlSi5钎料在Q235钢板上的润湿和铺展;另外添加合适钎剂对提高AlSi5钎料铺展性能有利;同时表明交流电源时,由于正负极在不断变化,可导致Q235钢板上的氧化膜破坏,使钎料得到良好铺展.     

锌铝药芯钎焊丝钎焊铝/铜接头性能及组织

采用5种不同成分的锌铝药芯钎焊丝钎焊铝/铜接头,研究钎料成分对接头剪切强度和耐蚀性的影响.研究结果表明：对于同成分的锌铝药芯钎焊丝,采用火焰钎焊的铝/铜接头抗剪强度比炉中钎焊高,Zn80Al20药芯钎焊丝钎焊的铝/铜接头强度最高;随钎料中Al含量降低,铝/铜接头的耐蚀性变差,Zn72Al28药芯钎焊丝钎焊的铝/铜接头耐腐蚀性最好.相同条件下,火焰钎焊铝/铜接头的耐蚀性明显好于炉中钎焊的接头;Zn80Al20药芯钎焊丝钎焊的铝/铜接头钎缝组织呈块状.锌铝药芯钎焊丝中适中的Zn,Al含量有利于使铝/铜接头铜侧界面得到固溶体组织,并避免铝侧母材的过度熔蚀.     

Al—Si—Cu—Zn急冷钎料制备及润湿性

采用单辊急冷装置制备的两种Al—Si—Cu—Zn急冷钎料钎焊纯铝和6063铝合金，研究其熔化特性、相结构及润湿性。试验结果表明：Al70Si7．5Cu20Zn2．5和Al65Sil0Cu20Zn5急冷钎料主要由αAl、Si相和θ（Al2Cu）三相组成；Al65Si10Cu20Zn5急冷钎料和AL70Si7．5Cu20Zn2．5急冷钎料相比，固、液相线温度均有所降低，熔化区间更小；在纯铝和6063铝合金上均具有更好的润湿性；Al65Sil0Cu20Zn5和Al70Si7．5Cu20Zn2．5急冷钎料和同成分的常规钎料相比，熔化温度降低，熔化区间更窄；在纯铝和6063铝合金上的润湿性均大大提高。     

Al2O3／Ti—Zr—Fe钎料／Nb界面组织及强度

在1523K、1－60min条件下,对Al2O3/(Ti66Zr34)xFex/Nb进行了钎焊试验。结果表明,钎缝由三个反应层构成,即界面为复杂成分化合物层,钎缝由Nb2Ti及Nb2Zr与Nb2Ti,Fe)的混合组织层构成。当钎焊条件为1523K、10min时,Al2O3/(Ti66Zr34)65Fe35/Nb接头常温剪切强度最高达130MPa.     

BNi-2+BNi-5复合钎料钎焊316L不锈钢接头界面组织及分析

为克服单独使用Bni-2钎料真空钎焊不锈钢时存在界面化合物多和母材晶界渗入脆化等缺陷,采用在Bni-2钎料中加入高熔点BNi5钎料的方法对316L不锈钢进行真空钎焊研究,主要研究了6种不同比例复合钎料的高温熔化特征、钎焊接头微观组织和钎缝成分分布等内容.研究结果表明复合钎料加热时出现两个熔化区分别是Bni-2钎料熔化区和Bni-5钎料熔化区,当复合钎料的质量比例为60％Bni-2 40％Bni-5时,钎缝内部为固溶体组织和断续的化合物组织,并且此时钎缝附近母材和钎料成分相互作用减弱,晶界渗透现象明显减少.     

中间过渡金属对阻尼铜与不锈钢扩散焊接头强度的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、电子探针及X射线衍仪射仪等,采用加中间过渡金属Ni、Cu后,铜合金Cu Al Be与不锈钢1Cr18Ni9Ti扩散焊接接头的结合强度进行了试验研究。结果表明,在相同条件下,采用中间层的接头强度明显高于采用Cu中间层的接头强度;但当Ni箔较薄时,Al与Fe及Ni将发生相互作用,形成金属间化合物Fe2Al等,     

中间过渡金属对阻尼铜与不锈钢扩散焊接头强度的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、电子探针及X射线衍仪射仪等,采用加中间过渡金属Ni、Cu后,铜合金CuAlBe与不锈钢lCrl8Ni9Ti扩散焊接头的结合强度进行了试验研究。结果表明,在相同条件下,采用Ni中间层的接头强度明显高于采用Cu中间层的接头强度;但当Ni箔较薄时,Al与Fe及Ni将发生相互作用,形成金属间化合物Fe2Al等,从而降低了接头性能;当温度较高时,由于Ni在Cu中的扩散速度大于Cu在Ni中的扩散速度,界面处会产生柯肯达尔效应,也导致接头强度降低。     

Q235钢正火区微生物腐蚀电化学行为研究

通过测量极化曲线和阻抗谱,研究了Q235钢正火区在SRB和V.natriegens共同作用下的腐蚀行为。研究表明,正火区的腐蚀程度,单一菌溶液中,SRB大于V.natriegens,混合菌溶液大于单一菌;混合菌溶液中SRB和V.natriegens表现出协同作用,加速试样的腐蚀。     

基于大型高围压界面环剪仪的钢管桩-砂土界面剪切试验研究

为研究不同钢管桩基础与砂土界面剪切特性,研制一种新型桩土界面环剪仪,并基于此设备开展不同围压下钢管桩与均质细砂、福建砂、美国戴维斯砂的界面剪切试验.试验设计压力为200~800 kPa,通过测试分析桩土界面环形剪切时的扭力特征,探究不同桩土界面条件下的剪切应力应变关系.研究结果表明:界面剪切应力随剪切位移增大而增大并趋向稳定,但是在大应变的情况下,界面剪切应力有一定的波动.桩土界面剪切应力拐点对应的剪切位移及界面摩擦角随着法向应力的增加而增加,呈近似线性关系.     

Q235钢焊接熔合区在混合菌共同作用下的腐蚀行为

通过观察腐蚀形貌,测量极化曲线和阻抗谱,研究了Q235钢熔合区在SRB和V.natriegens共同作用下的腐蚀行为。研究表明,熔合区的腐蚀程度,单一菌溶液中,SRB大于V.natriegens,混合菌溶液大于单一菌;混合菌溶液中SRB和V.natriegens表现出协同作用,加速试样的腐蚀;试样的耐腐蚀性能,熔合区小于焊缝区小于母材区。     

低周疲劳损伤对老化船舶结构剩余极限强度的影响

为了分析低周疲劳累积损伤对老化船舶结构剩余极限强度的影响,应用连续介质损伤力学方法,将损伤耗散余势和塑性应变理论相结合,建立船舶结构剩余极限强度低周疲劳累积损伤模型,得到老化船舶结构极限强度随低周疲劳累积损伤衰减的规律.运用此模型,给出船舶常用Q235钢材和45钢材剩余极限强度随低周疲劳累积损伤衰减规律的工程应用经验关系式,验证了方法的合理性和实用性,为进一步分析低周疲劳对老化船舶结构极限强度的影响奠定了基础.     

超声冲击改善焊接接头残余应力的研究

超声冲击处理是一种改善焊接接头残余应力的新方法.本文对该方法所用的超声冲击处理装置进行了研究,研制成功具有频率自动跟踪和输出功率自动调节功能的超声冲击处理装置.利用该设备,进行了Q235,HG70钢超声冲击处理效果的验证性试验.初步试验结果表明：超声冲击处理装置的设计满足实际工作需要,该方法能够有效地改善焊接接头的残余应力.     

氩弧钎焊工艺对镀锌钢板表面锌层影响研究

针对电弧钎焊连接镀锌钢板时的锌层破坏行为进行了系统的研究,使用氩气作为保护气体,分别对当电流为直流和交流,燃弧时间从1s至5s时的镀锌钢板表面宏观形貌和微观形貌进行了分析。结果表明当采用直流电弧加热镀锌钢板时表面Zn层除蒸发外,还有熔化并形成FeZn合金表层熔膜,但基体Q235钢没发生熔化。但因交流电弧"阴极锌层气化-剥离作用"使表面锌层严重破坏,并影响钎料的润湿铺展,因此交流电弧不能连接镀锌钢板。     

考虑累积塑性的船体裂纹板变幅低周疲劳裂纹扩展行为研究

船舶结构的扩展断裂失效往往是低周疲劳破坏和累积递增塑性耦合作用的结果,疲劳裂纹的扩展就是裂纹尖端前缘材料刚度不断降低、延展性不断耗失而逐渐分离的过程。基于弹塑性断裂力学理论,文章在作者对常幅载荷下提出的考虑累积塑性损伤的低周疲劳裂纹扩展速率预测模型的基础上对具有单个过载峰的拉伸/压缩过载下的扩展行为进行了研究。通过低周疲劳裂纹扩展试验进一步验证了该预测模型能合理评估具有单个过载峰的拉伸/压缩过载下的低周疲劳裂纹扩展行为。     

海洋环境中Al-xZn-xMg三元合金牺牲阳极稳定性和极化电位变化（英文）

In this paper, the effects of zinc(Zn) and magnesium(Mg) addition on the performance of an aluminum-based sacrificial anode in seawater were investigated using a potential measurement method. Anodic efficiency, protection efficiency, and polarized potential were the parameters used. The percentages of Zn and Mg in the anodes were varied from 2% to 8% Zn and 1% to 4% Mg. The alloys produced were tested as sacrificial anodes for the protection of mild steel in seawater at room temperature. Current efficiency as high as 88.36% was obtained in alloys containing 6% Zn and 1% Mg. The polarization potentials obtained for the coupled(steel/Al-based alloys) are as given in the Pourbaix diagrams, with steel lying within the immunity region/cathodic region and the sacrificial anodes within the anodic region. The protection offered by the sacrificial anodes to the steel after the 7th and 8th week was measured and protection efficiency values as high as 99.66% and 99.47% were achieved for the Al-6%Zn-1%Mg cast anode. The microstructures of the cast anodes comprise of intermetallic structures of hexagonal Mg3Zn2 and body-centered cubic Al2Mg3Zn3. These are probably responsible for the breakdown of the passive alumina film, thus enhancing the anode efficiency.