7A09铝合金电子束焊接接头的显微组织与力学性能

采用电子束焊方法对7A09铝合金进行焊接,分析不同焊接工艺对接头显微组织与力学性能的影响,获得了焊缝表面成形良好的焊接接头。为了进一步改善接头区域的显微组织,以提高接头的力学性能,对接头进行焊后热处理。接头微观分析显示,焊态下接头熔合区由柱状晶和等轴状枝晶组成,初生相在晶界处聚集,形成共晶组织。在焊接过程中添加圆形电子束扫描,可改善接头焊缝成形,细化焊缝晶粒。接头经过焊后热处理,晶界初生相减少,较多的强化相η′(MgZn2)等在接头焊缝区析出。力学性能测试表明,热处理后接头的拉伸强度达 400.6 MPa,为母材拉伸强度的80.8%。拉伸断口扫描观察显示,接头断口表面分布有许多大且深的韧窝,呈明显的韧性断裂特征。     

Al-Zn-Mg-Sc合金电子束焊接接头组织与性能研究

针对Al-Zn-Mg-Sc铝合金进行真空电子束焊接试验,研究表明,焊接接头各区域显微组织有所变化,与母材相比,热影响区晶粒有所粗化,且晶粒内部弥散分布的Al3Sc粒子数量有所减小,焊缝区发生了再结晶,由母材细长的纤维状组织转变为等轴晶组织,Al3Sc粒子发生了溶解,且焊缝上部的晶粒尺寸明显大于焊缝中部的晶粒。拉伸试验结果表明,焊接接头抗拉强度达到基材强度的80%以上,大部分拉伸试样均在焊缝处断裂,退火态焊接接头经过焊后时效处理,接头强度可达515.7MPa,为母材的94.2%,有效地提高了焊接接头的抗拉强度。     

铜及铜合金真空扩散焊接工艺优化及接头组织性能分析

采用真空扩散焊接技术进行了铜及铜合金焊接工艺试验,研究了焊接温度、保温时间、焊接压力、镀层(Ni)对接头界面组织及性能的影响,并测量分析了接头金相、力学性能与显微硬度。结果表明:通过镀镍有效消除了零件表面粗糙度带来的不利影响,提高了扩散界面的接触面积,焊合率超过95%;连接界面铜与镍扩散充分且均匀;接头拉伸强度与母材等强,断口位于母材侧,为韧性断口。     

激光焊接TC4钛合金组织性能研究

研究激光焊接对TC4钛合金焊缝成形和力学性能的影响,并利用OM、XRD和TEM等手段对焊接接头的显微组织特征进行了分析。结果表明,激光焊接TC4钛合金成形较好,但在焊缝熔合线附近容易产生圆形气孔。焊缝由单一的α′马氏体构成,并呈网篮状分布。热影响区组织为α′马氏体和初始α相。焊缝和热影响区的显微硬度明显高于母材,而焊缝的硬度最高且硬度分布平缓。TC4钛合金焊接接头的室温平均抗拉强度为1126MPa,与母材的抗拉强度相当,延伸率为11.12%,比母材略低,焊接接头均断在母材区域。     

热处理对TA15钛合金电子束焊接接头力学性能和微观组织的影响

TA15钛合金电子束焊接接头脆性较大,疲劳性能较差。为了解决这些问题,研究了退火热处理对TA15钛合金焊接接头力学性能和组织的影响。结果表明,热处理可以在不影响接头强度的情况下改善接头的塑性,提高接头的疲劳性能。电子束焊接接头经过650℃+2h退火处理后抗拉强度和截面收缩率都达到了最佳状态。     

Ti60钛合金电子束焊接接头性能及组织

采用ELA-30中压型电子束焊机对Ti60钛合金进行焊接,并对其接头显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:Ti60钛合金可焊性良好,选择合适的工艺参数能达到优质的接头;其焊缝显微组织主要为针状细小的α’马氏体及片状的初生α组织,母材显微组织为等轴组织初生α+片层β转变组织;其接头断裂的断口面主要表现为韧性断裂;焊缝区域的显微硬度稍高于基体;室温抗拉强度达到母材的95.7%,冲击韧度达到母材的64%;600℃下接头抗拉强度达到母材的91.7%。     

大型贮箱箱底自动焊工艺方法研究

为克服两面手工交流钨极氩弧焊焊接大型铝合金贮箱箱底的缺点，并为今后实现焊接自动化作技术上的储备，开展了直流正接氯弧焊不加丝打底，交流脉冲钨极氩弧焊盖面单面两层自动焊接工艺的研究。试验表明，该工艺方法焊缝成形好，焊漏过渡圆滑，内部缺陷少，接头热影响区窄。变形小，力学性能良好。焊前预热、焊后热处理可进一步提高接头塑性。     

电流对激光-电阻复合焊接铝合金焊缝成形的影响

采用激光-电阻缝焊复合焊接进行了铝合金T型接头焊接试验,并通过改变滚轮电极形状、电流流过方式和电流大小等研究了不同焊接电流对焊缝成形的影响规律。试验结果表明:对于单侧双滚轮电阻缝焊与激光复合焊接来说,采用圆弧形滚轮电极,一滚轮作用于蒙皮、另一滚轮作用于骨架进行复合焊接,有利于获得良好的焊缝成形和优质焊接接头。此外,激光-电阻缝焊复合焊接铝合金T型接头的焊缝组织与力学性能测试结果表明:与单激光焊接相比,激光-电阻缝焊复合焊接虽然由于热输入量增大,导致析出相明显长大;但由于复合焊接增加了搭接面熔合尺寸,焊接接头抗剪力可以提高24.7%左右。     

焊后热处理对7050铝合金FSW接头的影响

对20mm厚7050-T7451铝合金进行搅拌摩擦焊和接头的焊后热处理。对比分析了热处理前后接头的组织和性能。结果表明:在搅拌头旋转速度300r/min,焊接速度50mm/min时,接头抗拉强度为426MPa,延伸率为8.2%。经过固溶时效处理后,接头组织细化,并析出大量第二相粒子,接头性能进一步提高,抗拉强度达到511MPa,延伸率为8.5%;热处理前接头均断裂于前进侧热影响区,与接头的硬度分布有对应关系。热处理后,接头断裂于焊核区。热处理前后接头断口均表现出韧性断裂特征。     

搅拌摩擦焊在2219铝合金VPPA熔焊接头缺陷补焊中的应用

采用搅拌摩擦焊方法对带有缺陷的2219铝合金变极性等离子弧熔焊接头进行补焊,焊后对补焊接头的微观组织和力学性能及断裂特性进行了分析。研究结果表明:补焊接头焊核区由细小的等轴再结晶组织构成;热机影响区内的组织发生了较大的弯曲变形;热影响区组织明显粗化。力学试验表明:补焊接头的抗拉强度比熔焊接头提高18%以上,延伸率可以提高一倍,接头性能得到明显改善。断口形貌分析显示,接头断裂模式为韧性和脆性的混合型断裂。     

焊接方法对5A06铝合金厚板焊缝接头性能的影响

分别采用搅拌摩擦焊(FSW)和熔化极氩弧焊(MIG)对20mm厚的5A06铝合金进行了焊接试验,对两种焊接方式的焊缝接头进行了机械性能测试、显微组织的观察以及表面残余应力的检测。结果表明,搅拌摩擦焊缝接头的抗拉强度比熔化极氩弧焊缝接头的高,搅拌摩擦焊缝接头往往断裂于前进侧的熔合过渡区,熔化极氩弧焊缝接头断裂于热影响区;相比熔化极氩弧焊,搅拌摩擦焊接头晶粒明显细化,焊缝中Mg、Mn等合金元素烧损明显减少,焊缝表面的残余应力水平也较低。     

三重退火对TC21钛合金电子束焊接接头组织性能的影响

TC21钛合金电子束焊接接头的脆性较大,为了提高其电子束焊接接头的韧性,解决脆性的问题,研究了三重退火的热处理对TC21钛合金电子束焊接接头组织性能的影响。研究表明,TC21钛合金电子束焊接接头经三重退火热处理后具有较好的强度和塑性;冲击韧性有很大程度的提高,达到了母材的63.3%。     

钛合金舵芯的电子束焊接工艺

叙述了钛合金舵芯的电子束焊接工艺试验研究过程。分析了舵芯蒙皮与骨架的接头形式不同所带来的影响以及焊接顺序对焊接变形的影响与变形控制问题。结果表明:真空电子束焊接的钛合金舵芯焊缝外观成形良好,内部质量好,焊接变形小,焊后构件的形位公差能够达到图纸要求,是焊接钛合金舵芯的一种优选方法。     

电子束焊接能量对焊缝力学性能的影响研究

研究了电子束焊接能量对TC4钛合金焊缝力学性能的影响,为确定补焊次数提供理论依据。研究结果表明:随着电子束焊接次数的增加,焊缝能量输入增加,焊接残余拉应力逐渐增大,焊缝拉伸性能和断裂延伸率降低;当焊接次数达到6次时,拉伸强度为927 MPa,低于母材强度的90%,无法满足GJB1718A-2005I级标准要求;当焊接次数达到4次时,焊缝断裂伸长率低于10%;对于需要满足一级焊接标准的焊缝,焊接次数不超过3次。     

铸钢裂纹补焊的试验结果及分析

对万吨水压机下横梁局部结构的模拟试件进行了焊后检测，从焊接接头抗裂性能、焊缝金相组织、焊接接头强度及焊缝组织硬度分布几方面进行了深一步的理论分析，并对采用三种不同焊材进行焊接的焊缝作了对比。这些分析及对比的结果为下横梁裂纹的实际焊接修复奠定了基础。     

Ti3Al基合金的电子束焊焊接性研究

研究了电子束焊焊接工艺参数对Ｔｉ_３Ａｌ基合金焊接接头的组织和力学性能的影响，得到了无缺陷的Ｔｉ_３Ａｌ基合金电子束焊接接头，但弯曲塑性明显降低，焊接线能量对材料性能的变化有决定性影响。在试验的工艺参数范围内，随着焊接线能量的提高，弯曲塑性降低，硬度增加。     

SLM成形Inconel 718合金的组织性能调控研究

针对Inconel 718合金零部件传统制造技术中存在的制造极限问题,基于材料合金显微组织与力学性能之间的相关性等内容,开展激光选区熔化(SLM)成形Inconel 718合金性能的研究,建立了适用于SLM成形Inconel718合金的热处理制度,提高了该合金的室温与高温力学性能。考虑到SLM成形Inconel 718合金组织内部晶粒极其细小、内应力积累较大,传统的热处理制度不再适合新技术成形的零部件,根据基体中二次相的析出温度区间,对该合金的传统后热处理制度进行改进。力学性能测试结果证明:项目组提出的均匀化热处理+固溶处理+双时效的热处理制度能有效改善SLM成形Inconel 718合金的显微组织和综合力学性能,并满足锻件的使用要求。     

2519/5A06异种铝合金熔焊焊接接头性能试验研究

通过试验对比了不同状态下2519/5A06异种铝合金熔焊焊接接头的力学性能。分析发现,采用热输入小的脉冲氩弧焊时,焊接接头力学指标离散度较大,并且强度较低。增加辅助随焊捶击后,虽然焊接接头力学性能稳定,但强度提高不明显。而采用A-TIG方法焊接时,焊接接头力学性能明显提高。     

2219铝合金激光-TIG复合焊接头特性分析

采用CO_2激光-TIG复合焊接对4mm厚2219铝合金开展焊接工艺研究,分析了不同电流对焊缝组织形貌以及接头性能的影响。分析结果表明,由于焊缝晶粒组织形态和尺寸均发生了变化,焊缝的显微硬度要小于母材和热影响区,在2219复合焊接头中存在明显的接头软化现象。接头的最大抗拉强度为母材的70.84%,断裂发生在试样焊缝边缘位置。     

TC4激光拼焊板超塑成形试验研究

利用2kW YAG激光机,拼焊了厚度0.93mm细晶Ti6Al4V(TC4)板材,焊缝强度高于母材。焊接熔池区未出现裂纹或大的气孔,焊缝热影响区宽度约为0.3～0.4mm。在温度880℃和应变速率10-3s-1下,模拟分析了TC4激光拼焊板超塑成形过程,获得了压力时间加载曲线。对比研究了TC4激光拼焊板和其母材的超塑成形极限,结果表明:TC4激光拼焊板与TC4母材超塑成形性能无明显差别。微观组织观测显示:随着超塑变形量增大,激光拼焊过程中产生的针状α′马氏体,先转变为板条状马氏体,再因动态再结晶而破碎,同时α+β组织分数逐渐增多。