DZ125定向凝固高温合金氩弧焊修复工艺研究

DZ125合金具有良好的中温、高温综合性能和优异的疲劳性能,被广泛用于燃气轮机工作叶片和导向叶片。针对零件实际使用过程中出现的使役缺陷等问题,介绍了采用钨极氩弧焊(TIG)的方法焊接修复DZ125合金的研究进展。研究结果表明,采用传统焊接材料修复后,热影响区碳化物等位置易于产生热裂纹,焊缝硬度较低。针对上述试验结果,设计开发了一种新型焊接材料,采用此新型焊接材料和恰当的焊接与热处理工艺,可有效避免热影响区裂纹产生,接头微观组织较均匀,1000℃拉伸强度达到母材90%,可以满足DZ125合金使用要求。     

LD10铝合金焊缝液化裂纹的开裂温度与断口形貌

焊接裂纹是焊接结构中危害性最严重的缺陷。液化裂纹是焊接热裂纹的一种,是在金属晶界被液化的情况下产生的。本文通过实验,测定了液化裂纹产生的温度,并用扫描电镜对应于开裂温度观察其断口形貌、总结出液化裂纹的断口形貌特征及产生液化裂纹的临界温度区。文中所例举的断口形貌特征及其对应的开裂温度对故障的断口分析工作及铝合金焊接热裂纹的研究工作都有一定的参考价值。     

Al-Mg-Si合金LD_2焊接热裂纹研究——焊缝热裂纹

为了开发锻铝LD_2类合金广泛用做焊接结构,必须克服和解决其焊接热裂纹问题。本文对该合金的可焊性进行了分析,采用十字搭接和点加热变拘束裂纹试验方法,对LD_2合金不同热处理状态母材,利用两种焊丝、以不同熔合比,从冶金方面减少和防治焊接热裂纹问题进行了试验研究,并用几种评价热裂纹倾向的指标对试验结果进行了比较,从而得出了LD_2合金焊接时应采取的冶金与工艺措施。     

低膨胀高温合金焊接性的研究现状

从焊接热裂纹的形成机理、影响因素及防止措施等多个方面系统地介绍了低膨胀高温合金焊接性的研究现状,并指出将焊接性试验、微观组织分析和数值模拟相结合,才能从冶金和力学两方面更清楚地揭示低膨胀高温合金焊接裂纹的形成机理及各种因素的影响,为最终制定合理的焊接工艺并有效防止焊接裂纹提供理论上的指导。     

P460NL1钢焊接热裂纹初探

采用纵向可调拘束试验对最新研制的多元微量合金高强钢Ｐ４６０ＮＬ１的焊接热裂性能进行了试验研究，理论分析和试验结果都表明，该钢种产生热裂纹的倾向很小。     

辅助冷,热源防止焊凝固裂纹的研究

控制焊缝凝固时所受的拉伸应变是防止焊缝凝固裂纹产生的有效方法之一。利用数值模拟和试验研究了施加辅助冷、热源改变焊接温度场，减少焊缝所受的拉伸应变的规律以及施加冷。热源后对焊接接头组织和硬度的影响。研究表明，辅助热源的能量密度及施加位置合适时，可以有效地降低伸应变，防止凝固裂纹产生；施加辅助冷源也可以降低焊缝所受的拉伸应变，但效果不如辅助热源显著，在本试验条件下施加辅助冷、热泊对焊接接头的组织影响不     

电子束焊接Ti-45Al-1.7Cr-1.7Nb双相钛铝合金组织结构及其裂纹形成机制

研究了电子束焊接Ti-45Al-1.7Cr-1.7Nb双相钛铝合金的接头组织形态及裂纹形成机制.形成裂纹的主要原因是热致应力的产生;冷速过快导致α相分解受到抑制,α2与γ相间的热膨胀系数的差异,以及形成的层片状结构板束间距变化也对裂纹的产生有着重要影响.采用散焦预热、增大焊接线能量可有效防止焊接TiAl固相裂纹的产生.     

涡轮盘材料电子束焊接性分析

从发动机修复的角度分析经过４００ｈ服役后的涡轮盘材料ＧＨ４１３３Ａ（Ｂ）的电子束焊接性,探讨了焊缝热影响区沿晶微裂纹的形态、产生原因及经过长期试车等试验后的变化。     

Ti_2AlNb合金电子束焊接接头的残余应力与再热裂纹

利用数值分析和试验测量方法研究了不同板厚和不同形状Ti_2AlNb合金电子束焊接接头的焊接应力,分析了再热裂纹的产生特点和焊后热处理过程中的组织演变,讨论了再热裂纹产生的原因。结果表明,电子束焊缝中心部位承受3向拉应力,纵向残余拉伸应力最大,超过1100MPa;横向拉伸应力较小;板较薄时厚度方向残余拉伸应力也较小,但当焊接厚板时焊缝中心厚度方向的残余拉伸应力也很大,深窄焊缝中可达1000MPa。同样板厚条件下,环形焊缝与直线焊缝相比,周向拉伸应力略小于纵向应力,但径向拉伸应力远大于横向应力,尤其是环的直径较小时。再热裂纹的产生与再热过程中晶界析出物及较高的拉伸应力有关,在加热速度低于一定值,加热到700℃左右时,裂纹沿晶界析出层与基体之间的界面产生与扩展。     

30CrMnSiNi2A钢电子束焊接头的疲劳裂纹扩展特性研究

比较了26mm厚30CrMnSiNi2A超高强度钢电子束焊接头的母材、热影响区和焊缝区的疲劳裂纹扩展速率.试验结果表明,母材的抗疲劳裂纹扩展性能最好;热影响区抗疲劳裂纹扩展性能相对较弱;焊缝区的抗疲劳裂纹扩展性能接近母材.分别观察了母材、热影响区和焊缝区3个区域疲劳试样的断口形貌,发现接头各区域均呈现多源启裂特征,在稳...     

插销试验机计算机控制与分析系统开发

基于数据采集与变频调速技术,利用VB高级语言开发了焊接冷裂纹和再热裂纹插销试验计算机控制与分析系统.利用数据采集技术记录插销所经历的热循环和载荷历程.系统集成了部分钢材插销冷裂纹和再热裂纹试验的研究结果,形成共享数据库供用户查询.     

基于Tanaka-Mura模型的电子束焊接头疲劳裂纹萌生模拟

为揭示高温合金电子束焊接头的疲劳特性,对其开展了疲劳裂纹萌生数值模拟研究。考虑焊缝区微观组织特性,对Voronoi图法进行改进,建立了焊缝区包含柱状晶、细等轴晶及粗等轴晶的混合晶区微观组织模型;对ABAQUS进行二次开发,考虑晶粒随机取向,生成晶粒多滑移带模型。基于Tanaka-Mura位错滑移模型,编写了疲劳裂纹萌生算法,考虑晶界处裂纹的连接与合并,对算法进行了改进,并结合有限元计算建立了电子束焊接头疲劳裂纹萌生数值模拟方法。基于上述方法对GH4169电子束焊接头不同载荷大小的疲劳裂纹萌生进行数值模拟,分析了裂纹萌生过程及萌生寿命,并与试验结果进行对比验证;还探讨了不同热影响区晶粒尺寸对焊接接头疲劳裂纹萌生的影响规律。结果表明,电子束焊接头疲劳裂纹均萌生于热影响区,但随着载荷水平的提高,萌生位置向熔合区一侧靠近;当热影响区晶粒尺寸与母材区晶粒尺寸越接近时,接头疲劳寿命越长。     

铝锂合金的焊缝组织与开裂敏感性研究

采用横向变拘束试验,研究铝锂合金(A合金)和2024合金的焊接热裂纹敏感性;并对焊缝组织进行分析,探讨它对两种合金焊接开裂倾向的影响.结果表明,A合金焊缝组织为柱状枝晶,在焊缝与热影响区之间由于非均匀形核而形成精细等轴晶粒区域(EQZ),而2024合金焊缝为联生结晶的胞状枝晶组织.两种合金焊缝组织的差异造成A合金有更高的焊接热裂纹敏感性.     

某型航空发动机涡轮叶片再制造

采用SEM和EDS分析高压涡轮叶片冷却孔间裂纹的失效机理,发现引起裂纹的主要原因是作用在叶片上的热机械疲劳应力和局部应力集中所致,针对K417铸造高温等轴晶材料熔焊产生晶界裂纹和晶界液化裂纹机理,开发了微弧等离子低应力焊接技术,控制了焊接缺陷的产生,实现了冷却孔裂纹的高压涡轮叶片的再制造.     

工艺技术

焊接高强度铝合金时减少热裂纹的技术在气体保护钨极弧焊接（GTAW）高强度铝合金2024时采用了在焊枪后面增加移动热沉（急冷源）的方法，可减少甚至消除热裂纹。这是在采用先进的有限元分析和系统试验的基础上进行的。有限元分析法用于研究焊接过程中在脆性温度范围内（BTR）焊接金属时的热机械性能。传统GTA焊接铝合金时在熔池后面发现了BTR内的拉伸变形区。如果不能进一步改进焊接金属热延展性，那么要减少热裂纹就必须消除熔池后面的拉伸变形区，或把它减少到满意的程度。采用计算模型发现，通过使用焊弧后面的相隔一定距离的移动…     

INCOLOY800H焊接接头长期使用后裂纹的补焊

本文着重研究了在石油化工设备上采用的Incoloy800H焊接接头长期使用后裂纹产生的原因,提出了补焊裂纹的技术措施,并在1986年装置大修中现场实施,获得满意的结果。补焊接头使用两年后经着色检验,焊缝及热影响区均未发现裂纹。     

LD10CS高强铝合金及其焊接工艺

LD10属热处理强化的Al-Cu-Mg-Si系高强铝合金,相当于美1014和苏AK-8(?)LD10CS的比强度为2.8×10~6cm,是航天型号产品的重要结构材料。LD10CS焊接的主要问题:一是在焊缝金属及半熔化区极易产生热裂纹(含结晶裂纹或液化裂纹);二是焊接接头的非等强性,接头强度和塑性低于母材,焊接接头强度系数低于50%;三是焊接接头的存放裂纹及低应力破坏。影响焊     

TiAl/TiAl、TiAl/TC4真空电子束焊接头组织及缺陷分析

采用电子束焊接方法对航空航天用的新型结构材料TiAl合金的自体及与TC4的异体对接接头进行了焊接试验,并利用光学金相和元素能谱分析方法(EDS)对TiAl/TiAl及TiAl/TC4电子束焊接接头的组织结构和连接状况进行了研究.研究结果表明TiAl/TiAl的焊缝组织为铸态TiAl柱状晶组织,焊缝内部及熔合线热影响区附近有大量冷裂纹产生,接头强度恶化;过高的焊接速度及粗晶的TiAl母材是导致TiAl/TiAl接头中产生裂纹的主要原因;TiAl/TC4焊缝为近Ti3Al的支晶混合组织,因TiAl与TiAl相比具有较好的延塑性,从而使TiAl/TC4焊缝的抗裂性能提高,接头中未见有冷裂纹出现,这说明TiAl/TC4接头拥有比TiAl/TiAl接头更好的电子束焊接性.     

1420铝锂合金薄板激光焊接头的撕裂韧性研究

对 1420铝锂合金及其激光焊接头的撕裂韧性进行了研究。试验按照美国材料试验学会ASTMB871—01《铝合金产品撕裂试验标准》进行。同时调查了铝合金及激光焊接接头的硬度分布及显微组织。撕裂试验表明,所有试样的启裂能均高于裂纹扩展能。不论启裂能还是裂纹扩展能,基材均高于焊缝及热影响区,基材L T方向高于T L方向。断口观察发现,基材的断口表面,特别是T L方向存在长而深的撕裂凹槽,焊缝及热影响区试样表面主要是沿晶或沿亚晶的脆性断口。由基材的高韧性到焊缝与热影响区的低韧性,是由于发生了断裂模式的转变,发生了由延性断裂向沿晶脆性断裂的转变。     

激光焊接螺栓组件焊缝开裂失效分析

GH6159合金/GH4169合金激光焊接螺栓组件,在试验后发现螺栓顶端焊缝处存在裂纹。为分析螺栓组件裂纹产生原因,对裂纹螺栓进行断口和金相分析,确定裂纹的性质为过载断裂,裂纹从焊合区和未焊合区的界线起始,沿焊接深度方向扩展。为分析裂纹产生规律,采用金相法测量焊接深度,发现裂纹处焊接深度大多比非裂纹处焊接深度小,且焊接深度不满足设计要求。对螺栓组件使用情况和强度进行分析确定,弹簧片优先受力,使得焊接结构承受较大载荷,焊接薄弱处因焊接有效承载面积小而过载破坏,是开裂的主要原因。提出了结构和焊接优化措施,在试车过程中螺栓组件开裂问题未复现,说明采取的优化措施有效。