Ti3Al2.5V/6063异种合金激光焊接头组织与性能

采用激光焊,通过改变激光在钛合金上聚焦时的光束偏移量,焊接了5mm的Ti3Al2.5V/6063异种合金.焊后测试接头抗拉性能,观察并分析了Ti/Al界面的微观组织形貌.试验结果表明:光束偏移量(D)在0.8mm≤D≤1.0mm范围时,Ti/Al界面处形成了固体钛层;当光束偏移量D=1.0mm时,接头的抗拉强度达到最大值132MPa,为铝合金母材强度的53%;通过对接头的微观组织分析,焊缝界面处的相主要是AlTi、AlTi_3、Al_2Ti、Al_3Ti,固体钛层的存在一定程度上降低了界面反应程度.     

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.     

铝/镀锌钢板CMT点塞焊的组织及力学性能研究

以ER4043(AlSi_5)铝合金焊丝为填充金属,采用冷金属过渡(CMT)焊接技术对镀锌钢板和6061铝合金进行搭接点塞焊试验,研究送丝速度和焊接间隙对搭接接头铺展形貌、界面显微组织和接头力学性能的影响.结果表明,CMT点塞焊过程中,送丝速度和焊接间隙对熔核直径以及铺展高度有明显影响.熔焊区由熔化区的柱状晶和热影响区的等轴晶组成,钎焊界面金属间化合物层由层状的Fe_2Al_5和针状的FeAl_3组成,富锌区由富Al的α固溶体和铝锌共晶组成.在最佳工艺参数下,焊接接头最大拉伸载荷达到2.12 kN,接头断裂集中在Fe-Al化合物层和环状富锌层处.     

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。     

钢铝过渡接头的应用研究

为降低船舶的质量重心、提高航速,某型船上层建筑首次采用铝合金材料。以往铝合金材质的上层建筑与钢质主船体采用铆钉连接,现已逐渐被钢铝过渡接头所替代,其优点为采用焊接工艺、水密性好、耐腐蚀,还使得建造工艺大为简化,但在实际建造中出现了钢铝过渡接头分层的质量问题,直接影响船舶质量。对此,阐述如何从钢铝过渡接头特性出发,对钢铝过渡接头分层的原因进行分析,对钢铝过渡接头之间的焊接接头连接形式以及钢铝过渡接头与钢质主船体、铝合金上层建筑的连接形式进行优化;控制钢铝过渡接头焊接时焊点的厚度,焊接时不超过钢铝复合界面,且焊接点与钢铝复合界面的距离>3mm;控制复合界面临界温度,焊接过程中界面温度应低于临界温度,并留有安全裕度。通过优化钢铝过渡接头连接结构形式及焊接工艺规则,掌握了解决钢铝过渡接头分层原因的关键技术。     

钢铝过渡接头的应用研究

为降低船舶的质量重心、提高航速,某型船上层建筑首次采用铝合金材料。以往铝合金材质的上层建筑与钢质主船体采用铆钉连接,现已逐渐被钢铝过渡接头所替代,其优点为采用焊接工艺、水密性好、耐腐蚀,还使得建造工艺大为简化,但在实际建造中出现了钢铝过渡接头分层的质量问题,直接影响船舶质量。对此,阐述如何从钢铝过渡接头特性出发,对钢铝过渡接头分层的原因进行分析,对钢铝过渡接头之间的焊接接头连接形式以及钢铝过渡接头与钢质主船体、铝合金上层建筑的连接形式进行优化;控制钢铝过渡接头焊接时焊点的厚度,焊接时不超过钢铝复合界面,且焊接点与钢铝复合界面的距离>3mm;控制复合界面临界温度,焊接过程中界面温度应低于临界温度,并留有安全裕度。通过优化钢铝过渡接头连接结构形式及焊接工艺规则,掌握了解决钢铝过渡接头分层原因的关键技术。     

变形率对CuAlBe合金与不锈钢扩散焊接头强度的影响

针对CuAlBe合金与不锈钢扩散连接,研究了扩散焊工艺参数对接头变形率的影响以及接头的变形率与接头强度的关系.研究结果表明:随温度、压力和时间增加,CuAlBe合金变形率迅速增加,而1Cr18Ni9Ti变形率较小;随变形率增加,界面紧密接触,接头强度增加;当变形率较小时界面有未焊合存在.液相扩散焊时,随变形率增加,接头强度增加.     

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.     

真空热扎工艺对TA2/Q235B复合板组织与性能的影响

文中采用对称组坯后抽真空然后热轧的方法制备TA2/Q 235B复合板.研究了不同的轧制工艺对TA2/Q 235B复合板的力学性能和微观组织的影响.在本试验条件下,当加热温度为975℃、总压下率为90%、轧制速率为1.2 m/s时,制得的TA2/Q 235B复合板的剪切强度最高,为184 MPa,满足GB/T 8547标准要求;在近界面的Q235B侧存在脱碳区,该区组织为垂直于界面生长的铁素体;Fe向TA2侧的扩散程度远高于Ti向Q235B侧的扩散程度,在近界面的TA2侧形成了明显的扩散层,在总压下率相同的条件下,随扩散层厚度的增加,复合板的界面剪切强度先增大后减小.     

铜/铝层状复合板的高温拉伸力学性能与断裂行为

在200℃保温条件下进行铜/铝层状复合板的高温拉伸试验,采用SEM、TEM、EDS表征分析了复合板的组织演变与断裂行为,研究了界面组织对复合板高温拉伸力学性能的影响.结果表明:冷轧复合板的基体层之间紧密结合,经过退火处理后,铜/铝界面发生显著的元素互扩散,在350℃时生成以金属间化合物为主要成分的界面层;高温拉伸过程复合板的断裂源位于铜/铝界面层,当界面结合强度较低时,裂纹沿铜/铝层间快速扩展,基体层间的力学性能差异使界面承受附加拉应力加剧了界面断裂失效;300℃退火处理的铜/铝复合板在高温拉伸过程具有较好的界面稳定性,界面强化效应明显,复合板的屈服强度为106.6 MPa,而且拉伸断口各基体层保持良好结合状态.     

AgCuTi钎焊Al2O3/Nb的研究

在钎焊温度1 043～1 393 K、钎焊时间3～60 min条件下,对Al2O3/(Ag72Cu28)97Ti3/Nb接头进行了钎焊试验.经SEM、EDS、XRD检测,界面产物为TiO、Ti2O.在1 093 K、15 min条件下,接头剪切强度最高可达223 MPa.     

复合搅拌摩擦点焊旋转半径对接头组织和性能的影响

对2 mm 2A12-T4铝合金薄板采用复合搅拌摩擦点焊进行焊接,测试不同旋转半径下的复合搅拌摩擦点焊接头的抗剪力,并观察和分析复合搅拌摩擦点焊接头在拉伸时的断裂途径及微观组织.结果表明:当其他参数不变时,复合搅拌摩擦点焊接头抗剪力和断裂途径随旋转半径和塑性环形貌的不同而变化；在旋转半径为1.2mm时,接头的抗剪力达到...     

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。     

Ti/Cu/Ti接触反应钎焊微观组织分析

采用Cu作为中间层进行了Ti的真空接触反应钎焊,接头在SEM扫描电镜和光学显微镜下进行微观分析.研究结果表明,Ti/Cu/Ti接触反应钎焊是一个非常剧烈的过程,在900 ℃、180 s的参数下反应层宽度已达到毫米级.反应区中从Ti侧到Cu侧,微观组织依次为β-Ti(Cu)固溶体、Ti-Cu化合物、Cu(Ti)固溶体.同时发现同一条件下的上、下侧反应区与母材界面形貌各异,分别为直线状和弯曲状.断裂主要发生在Ti侧β-Ti(Cu)固溶体区.     

2024-T3薄板搅拌摩擦焊搭接界面成型及接头性能

采用搅拌摩擦焊,以三爪型搅拌头通过单、双道焊工艺,在相同的焊接参数下对包含或去除包铝层的2024-T3薄板铝合金进行搭接焊接．以包铝层为示踪材料,应用光学显微镜观察搭接接头宏观金相,研究了金属材料流动情况,观察原断裂位置,在上板前进侧发现了界面畸变．通过拉伸-剪切力测试,比较了接头性能．实验结果表明：采用双道焊（前进侧相对）工艺,可增大搭接界面宽度,减小或去除上板前进侧界面畸变的影响,提高搭接接头性能．     

分层海水环境中水下电场衰减规律和分布特性研究

根据海上实测海水电导率参数,建立空气—分层海水—海床5层海洋环境模型。基于传统的水平电偶极子空气-海水-海床3层介质模型中水下电场衰减规律和分布特性,通过对海水进一步分层的多层介质模型构建数学模型,进行理论推导和仿真计算,给出场源强度为1A·m,深度为4 m,频率为1 Hz时电场在不同水深处的空间分布及正下方Y=0测线上的水下电场分布。结果表明,随着水深的增加,电场X分量与电场Z分量之比是增加的;在海水-海床界面上,测线上电场Z分量最大值约为电场X分量最大值的1/4,电场Y分量最大值相对Y=0处有一定的偏移。从衰减曲线可以看出,在60～500 m范围内电场X分量和电场Z分量沿径向随距离呈3次方衰减。     

船用铝-钢过渡接头截面优化设计

1982年我匿研制出铝．钢过渡接头．1990年用于船舶结构设计、施工并获得成功。经过近10年来的推广应用．有多家船厂批量地建造了几型小艇．总数达百余艘。本文以热传导理论为基础．对铝．钢过渡接头进行截面优化设计．推荐铝-钢过渡接头铝层厚度约为8mm．重量约为2kg／ra．较进口铝一钢过渡接头重量节省50％以上，本文同时给出铝合金上层建筑围壁与钢船体连接采用的结构形式，     

LNG船用聚氨酯绝缘箱胶接工艺及关键技术

对新型液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)船用聚氨酯绝缘箱在常温作业条件下的大面积胶接界面的胶接工艺进行研究,阐述涂胶量与胶接接头的性能和失效形式的关系。研究发现:当涂胶量为200~550 g/m^(2)时,随着涂胶量的增加,胶层厚度增加,接头的垂直拉伸性能先增强后减弱;当涂胶量小于300 g/m^(2)时,胶接接头的失效形式为界面混合破坏;当涂胶量大于350 g/m^(2)时,胶接接头的失效形式为聚氨酯泡沫板内聚破坏;适用于实际生产中的涂胶量的工艺窗口和精度控制范围为400 g/m^(2)±20 g/m^(2)。阐述大面积胶接界面的质量控制方法,明确胶条的排布形式和压合过程中压合台面与箱体平面平行度对箱体各位置的胶接性能的影响规律;在固化压力、胶条形状和胶条中心间距均相同的情况下,采用平行式胶条排布形式和压合台面与箱体平面的平行度小于0.1 mm,可使绝缘箱的整体胶接性能的一致性得到充分保证。     

旋转半径对复合搅拌摩擦点焊接头断裂途径及抗剪力的影响

对2 mm LF21铝合金薄板采用复合搅拌摩擦点焊进行焊接,测试不同旋转半径下焊接接头的抗剪力,分析点焊接头在剪切时的断裂途径及微观组织.研究结果表明:当其他参数不变时,点焊接头的断裂途径随旋转半径的不同而变化;在旋转半径R等于1 mm时可得到表面光亮、成形美观的焊点,且接头的抗剪力达到最大值,为3.47 kN.微观组织分析表明:复合搅拌摩擦点焊接头塑性环区和热机械影响区均发生了强烈的金属塑性流动,其中塑性环区的晶粒尺寸细小、组织致密.     

Ti(C,N)-Al_2O_3与40Cr焊接界面组织与接头强度研究

采用Cu73Ti27/Cu/Ag72Cu28非对称中间层,通过辅助脉冲电流液相扩散焊和常规钎焊,对Ti(C,N)-Al_2O_3陶瓷基复合材料和40 Cr钢进行了焊接试验,利用扫描电镜研究了焊接界面的微观组织及元素扩散行为.结果表明:辅助脉冲电流液相扩散焊可以减少焊缝中Cu-Ti金属间化合物的生成量,从而提高焊接接头的强度;液相区宽度随着焊接温度的提高而增加.而常规钎焊因为焊接温度较高,保温时间较长,易生成大量的Cu-Ti金属间化合物,降低了接头强度.