钛/铝异种合金激光熔钎焊接头组织与性能

通过改变激光在铝合金上聚焦时的光束偏移距离,对4 mm的Ti/Al异种合金进行焊接.焊后测试了不同参数条件下接头的力学性能,观察并分析了Ti/Al界面的微观组织形貌.试验结果表明:激光偏转角度为10°,光束偏移距离分别为1.1、1.2 mm时,Ti/Al界面处分别形成约30、10μm的扩散层,此时断裂形式为脆断;光束偏移距离为1.3 mm时,Ti/Al界面处形成了约0.8μm的扩散层,其主要成分为TiAl_2、TiAl、Ti_3Al金属间化合物,此时断裂形式为韧断,接头的抗拉强度最高,为192 MPa,达到铝合金母材强度的63%.     

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.     

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.     

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。     

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.     

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.     

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.     

Ag-Cu-Ti急冷钎料钎焊Si3N4陶瓷接头界面结构及性能

采用（Ag72Cu28）％Ti4急冷钎料钎焊Si3N4陶瓷,研究联接温度、时间和压力等工艺参数对Si3N4陶瓷的接头界面结构以及强度的影响,并与同成分的常规钎料进行对比．研究结果表明：钎焊温度、保温时间和钎焊时施加的压力对钎焊接头强度均有影响,主要通过影响反应层结构和厚度来体现;Si3N4／（Ag72Cu28）96Ti4界面微观结构为Si3N4／TiN／Ti—Si化合物／Ag-Cu共晶;在相同的试验条件下,采用（Ag72Cu28）96Ti4急冷钎料钎焊的接头强度比常规钎料钎焊的接头强度提高37％．     

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.     

Ti64钛合金窄间隙激光填丝焊接头组织性能

采用钛基金属粉芯焊丝，通过激光填丝焊接方法对Ti64钛合金板进行窄间隙焊接，分析了激光填丝焊接接头各区域的微观组织类型及形貌特征；测试了焊接接头的力学性能，如显微硬度、室温拉伸性能。结果表明：焊缝区(WM)主要由粗大的原始β柱状晶粒和内部网篮状针状α’马氏体组成，热影响区(HAZ)主要由等轴状α相和长条状α相，以及少量次生α_p相组成；在焊缝组织中，小角度晶界主要集中分布在片层组织边界，焊缝中的大角度晶界比例较大，大于15°的大角度晶界占比约85.55%;Ti64钛合金焊接接头的焊缝区都由密排六方(HCP)晶体结构构成，没有发现其他晶体结构；焊接接头的抗拉强度达939MPa，断后伸长率为13%，断裂位置在母材(BM)区域，拉伸断口存在明显的剪切唇，韧窝较深且均匀；焊缝区的平均显微硬度值明显高于母材及热影响区。     

F550Z海洋平台用钢SAW焊接接头低温韧性研究

为研究大热输入条件下埋弧自动焊（ submerged arc welding ,SAW）对海洋平台用550 MPa钢焊接接头组织与低温韧性的影响,采用50 kJ＆#183; cm-1的焊接热输入,测定接头各区域冲击吸收功,并观测各区断口形貌及显微组织．结果表明：焊接接头韧性从焊缝到母材,呈现先降低后升高的趋势,最低处在熔合线及熔合线2 mm处．焊缝处组织为针状铁素体加细小弥散的碳化物,断口形貌为韧窝和解理台阶,-60℃冲击吸收功为110 J．熔合线及熔合线2 mm处断口形貌基本相同,只由放射区组成,无纤维区,微观特征为大面积的解理面,没有韧窝;微观组织为粗大粒状贝氏体,冲击吸收功非常低只有25 J．熔合线5 mm处断口纤维区面积较大,微观形貌含有大量的韧窝,微观组织为细小的铁素体、碳化物及粒状贝氏体,该区为焊接接头的正火区,具有优异的低温韧性,-60℃冲击吸收功为202 J．     

Ti含量及冷却速度对Al-Mn-Ti合金组织的影响

采用高频感应炉对Al-Mn-Ti合金进行制备和研究,探究Ti含量及冷却速度对Al-Mn-Ti合金组织的影响.研究结果表明:未加Ti时,Al-Mn-Ti的合金组织由Al基体和T相准晶组成;加入Ti元素后,合金组织中出现花瓣状准晶Al_(72)Mn_(10)Ti_(18),随Ti含量的增加,花瓣状准晶增多,形状无明显变化;当Ti含量增加到7%时,组织中的Al基体消失,由T相准晶和花瓣状准晶Al_(72)Mn_(10)Ti_(18)组成.随冷却速度增加,过冷度增大,花瓣状准晶Al_(72)Mn_(10)Ti_(18)进一步生长形成树枝状的二次枝晶.     

2A21铝合金厚板搅拌摩擦焊接头组织与分层性能研究

采用搅拌摩擦焊焊接19 mm的2A21铝合金,焊后观察并分析了接头不同区域的微观组织,通过接头的拉伸试验和显微硬度测试评定接头的力学性能.结果表明:轴肩影响区和焊核区组织均为细小致密的等轴晶,在靠近焊核区底部的后退侧出现了晶粒大小不一的部分重结晶区;拉伸试验表明上层接头的抗拉强度最高,为348 MPa,达到母材强度的76.5%,断裂位置在后退侧轴肩影响区和热机械影响区分界处;下层接头的抗拉强度最低,断裂位置在部分重结晶区;接头横截面显微硬度分布整体成"W"状,焊核硬度值最高,热影响区硬度值最低,焊缝上部硬度高于焊缝下部.     

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℃、180s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。     

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.     

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。     

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.     

LF21铝合金厚板搅拌摩擦焊接接头微观组织研究

针对14 mm厚的LF21铝合金,采用搅拌摩擦焊进行焊接,焊后对接头的宏观形貌、微观组织和接头不同区域的显微硬度进行分析.实验结果表明:在焊接速度v为200mm*min-1,转速ω为1200rad*min-1时,焊缝成型较美观,焊缝内部无空洞、裂纹等缺陷.显微组织观察发现焊核区的组织为再结晶等轴晶粒,晶粒明显细化;热机械影响区组织由原始母材细纤维组织转变为具有一定弧度的弯曲粗纤维组织;热影响区范围较窄,晶粒与母材相似,但出现了晶粒粗化现象.显微硬度实验发现,焊缝中层和上层的显微硬度较高,而下层较低.     

船用钢T型接头焊趾选择优化研究

针对船体焊接构件焊趾处应力集中影响船艇结构寿命的问题,利用有限元软件建立船艇重要区域中内龙骨的有限元模型,在约束和载荷相同的情况下,对比分析不同焊趾形式及尺寸T型接头的应力分布和疲劳寿命。研究表明,对于陆军船艇而言,平面形焊趾形式应力集中程度较小,焊后加工方便,适合船艇修理实际要求;焊脚尺寸为4~6 mm的平面形焊趾形式的T型接头疲劳寿命最大,在船艇T型构件焊接时焊脚尺寸应选用此范围内。