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船用钛合金焊接接头精细组织表征

焊接学报 2016年第4期37卷 124-128,134页

作者：高福洋廖志谦熊进辉李士凯中国船舶重工集团公司第七二五研究所洛阳471000

对12 mm厚Ti6321进行TIG焊,采用OM,TEM等方法对焊接接头显微组织进行了分析,划分了焊接接头的区域,并讨论了各区的精细组织变化规律.结果表明,焊缝从表面到中心晶粒逐渐由柱状晶过渡为等轴晶,随着高温停留时间的延长和温度梯度的降低,... 详细信息

对12 mm厚Ti6321进行TIG焊,采用OM,TEM等方法对焊接接头显微组织进行了分析,划分了焊接接头的区域,并讨论了各区的精细组织变化规律.结果表明,焊缝从表面到中心晶粒逐渐由柱状晶过渡为等轴晶,随着高温停留时间的延长和温度梯度的降低,晶内α相有粗大的等轴化趋势,位错密度不断升高.热影响区根据焊接热循环所处最高温度的不同划分为过渡区、细晶区和粗晶区.过渡区为等轴α、棒状α和残留β,细晶区为棒状α和残留β,粗晶区为针状α和残留β,随着高温停留时间的降低,晶内α较为细小,位错密度不断降低.

关键词：钛合金 TIG焊精细组织

大厚度船用钛合金等离子弧焊成型及控制技术研究

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大厚度船用钛合金等离子弧焊成型及控制技术研究

作者：廖志谦西北工业大学

学位级别：硕士

本文系统研究了板厚15.5mm的Ti75合金等离子弧焊成型及控制工程，首先建立了厚板钛合金等离子弧焊工艺研究条件，其次对小孔等离子弧焊参数对熔池形成规律进行了研究，分析建立了相关控制模型，基于ANSYS平台对厚板钛合金等离子弧焊接... 详细信息

本文系统研究了板厚15.5mm的Ti75合金等离子弧焊成型及控制工程，首先建立了厚板钛合金等离子弧焊工艺研究条件，其次对小孔等离子弧焊参数对熔池形成规律进行了研究，分析建立了相关控制模型，基于ANSYS平台对厚板钛合金等离子弧焊接头残余应力分布的规律进行了研究，在以下几个方面实现了大厚度船用钛合金巨型结构件焊接工艺和焊接质量控制体系的技术创新： 1、通过钛合金物性参数、焊接线能量与等离子弧特性的研究，发现了焊接工艺参数与钛合金板厚的关系，构建了焊接线能量控制模型。 2、对钛合金焊接熔池行为特征或等离子弧焊缝成型规律进行了系统研究，建立了焊缝成型与焊接工艺参数的回归分析关系。 3、运用所构建的模型试验研究了等离子弧焊工艺参数的匹配组合特性;结合钛合金物性参数对适合于大厚度空间位置、长焊缝的等离子弧焊枪、保护器和自动控制程序等弧源系统稳定性工艺体系进行技术创新，发现了12.6mm和15.5mmTi75合金板材小孔等离子弧焊接的工艺配置和工艺参数范围，在国内率先实现了大厚度船用钛合金板材等离子弧单面焊双面成型，焊缝表面渗透和X射线探伤均达到JB4730Ⅰ级，力学性能满足焊接系数≥0.9的技术指标要求。 4、焊接残余应力随板厚的增大而增大，是大厚度船用钛合金构件可靠性的主要问题，研究、计算发现，应用ANASYE对盲孔法残余应力测试A，B系数进行了确定，对提高测试精度有重要作用：采用超声冲击处理后，钛合金板等离子弧焊接头处于压应力，焊趾过渡半径大大增加等规律，是超声冲击处理提高接头疲劳强度，延长接头疲劳寿命的主要作用机制。 5、研究得到大厚度钛合金巨型结构件装配焊接时坡口根部间隙、错边量、环缝收弧小孔闭合等因素的工程规范及其工艺稳定性的关系，使焊接工艺稳定性，接头质量等试验研究体系具有卓越的实用化表现。

关键词：厚板钛合金等离子弧焊成型质量控制

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高强近β型钛合金电子束焊的焊后热处理

金属学报 2002年第Z1期38卷 701-703页

作者：廖志谦余巍孟祥军洛阳船舶材料研究所洛阳471039

论述了高强近β型钛合金电子束焊的焊后热处理对显微组织、力学性能和断裂特性的影响.随着焊后热处理温度的提高,将引起母材和焊接接头β晶粒中α沉淀相的粗化,并促使在β晶界处粗大的、更加连续的α相的长大.与显微组织的变化相一致,... 详细信息

论述了高强近β型钛合金电子束焊的焊后热处理对显微组织、力学性能和断裂特性的影响.随着焊后热处理温度的提高,将引起母材和焊接接头β晶粒中α沉淀相的粗化,并促使在β晶界处粗大的、更加连续的α相的长大.与显微组织的变化相一致,高的焊后热处理温度促进了母材及焊缝区硬度和强度的下降和韧性的提高.并在570℃/24 h,AC时效时达到最佳强韧性匹配.之后,随着时效温度继续升高,韧性反而会降低.

关键词：近β型钛合金,电子束焊,焊后热处理

超大厚度钛合金电子束焊接熔合区精细组织表征

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中国科学：技术科学 2017年第9期47卷 941-945页

作者：高福洋高奇蒋鹏刘志颖廖志谦中国船舶重工集团公司第七二五研究所洛阳471000

对大厚度船用钛合金电子束焊接接头熔合区组织进行了研究,采用金相显微镜观察熔合区在不同厚度的微观组织特点,并通过透射电子显微镜对相形貌进行了分析.结果表明:熔合区晶粒从两端面向90mm处逐渐增大.显微组织从两端面交错生长的细长... 详细信息

对大厚度船用钛合金电子束焊接接头熔合区组织进行了研究,采用金相显微镜观察熔合区在不同厚度的微观组织特点,并通过透射电子显微镜对相形貌进行了分析.结果表明:熔合区晶粒从两端面向90mm处逐渐增大.显微组织从两端面交错生长的细长马氏体,向厚度中部逐步转变成相互平行具有一定方向性的马氏体束域.相形貌在两端面主要是由含有大量位错的初生α'相和相互平行且细小的针状马氏体组成,交界面上有少量β相析出.90 mm处在细长的针状马氏体之间形成短棒状的马氏体.熔合区显微硬度在60 mm处最低,90 mm处最高,上下表面处相当,这与组织有密切关系.由于电子束焊接温度分布和温度梯度的特点,造成熔合区在厚度上晶粒和相形貌尺寸的不均匀,使得界面成为焊缝的薄弱部位.

关键词： Ti6321 电子束焊接熔合区精细组织

基于CMT的电弧增材制造Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo钛合金螺旋桨成形机理及组织性能

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稀有金属材料与工程 2022年第10期51卷 3876-3883页

作者：张帅锋魏正英廖志谦吕逸帆蒋鹏张文豪西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710049 中国船舶重工集团公司第七二五研究所河南洛阳471023

通过对基于冷金属过渡(CMT)的电弧增材制造成形过程中电弧形态、电流电压同步信号和熔池形貌的同步检测分析,研究了电弧不同阶段的熔滴过渡形式和熔池金属的受力状态,探明了悬垂结构成形过程中的熔池金属的受力机制,实现了钛合金螺旋桨... 详细信息

通过对基于冷金属过渡(CMT)的电弧增材制造成形过程中电弧形态、电流电压同步信号和熔池形貌的同步检测分析,研究了电弧不同阶段的熔滴过渡形式和熔池金属的受力状态,探明了悬垂结构成形过程中的熔池金属的受力机制,实现了钛合金螺旋桨的成形,并分析了成形后的组织性能。研究结果表明,通过对CMT电弧热输入和电弧力的精细控制,能够在无支撑条件下实现钛合金螺旋桨叶片的快速成形,同时获得良好的力学性能。在本研究条件下,钛合金CMT电弧增材制造过程中熔滴过渡主要以短路过渡的形式进行,降低基值和短路阶段的焊接电流能够增加悬垂结构倾角,且当I_(base)为50 A时,钛合金螺旋桨最大倾角达到53.26°。基于优化后的工艺制造的船用Ti6321钛合金内部组织致密且无贯穿式的粗大柱状晶,力学性能达到同级别锻件标准,水平方向和竖直方向的各向异性不明显。

关键词： CMT 电弧形态熔池电弧力钛合金螺旋桨

Ti-6Al-2Zr-1Mo-3Nb合金微弧氧化陶瓷膜的结构与性能

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稀有金属材料与工程 2011年第1期40卷 40-44页

作者：李兆峰廖志谦匡蒙生蒋鹏张建欣洛阳船舶材料研究所河南洛阳471039

利用微弧氧化技术,在Ti-6Al-2Zr-1Mo-3Nb合金表面制备陶瓷涂层。用扫描电镜和X射线衍射仪观察并分析陶瓷膜层的组织形貌和相结构,用电子万能材料试验机和数字万用表研究膜层的结合强度和绝缘性,并用MMS-1G高温高速销盘摩擦磨损试验机和Y... 详细信息

利用微弧氧化技术,在Ti-6Al-2Zr-1Mo-3Nb合金表面制备陶瓷涂层。用扫描电镜和X射线衍射仪观察并分析陶瓷膜层的组织形貌和相结构,用电子万能材料试验机和数字万用表研究膜层的结合强度和绝缘性,并用MMS-1G高温高速销盘摩擦磨损试验机和YWX/Q-750盐雾试验机考察涂层的摩擦性能和耐腐蚀性能。结果表明:陶瓷层主要由金红石TiO2相和锐钛矿TiO2相构成,膜基结合强度达到30MPa以上,膜层绝缘性和耐腐蚀性良好,耐磨性得到明显改善,涂层的磨损机制表现为轻微的磨粒磨损与粘着磨损。

关键词： Ti-6Al-2Zr-1Mo-3Nb 微弧氧化结合强度绝缘性磨损腐蚀

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原位反应在钎焊中的应用

材料导报 2023年第23期37卷 141-148页

作者：乔瑞林龙伟民钟素娟廖志谦樊喜刚魏永强郑州机械研究所有限公司新型钎焊材料与技术国家重点实验室洛阳船舶材料研究所北京星航机电装备有限公司郑州航空工业管理学院航空宇航学院

作为一种新型复合材料制备技术，原位合成法凭借其操作简单、成本低、与其他工艺的兼容性较好和便于推广等优势，成为近年来研究的热点。将原位反应引入钎焊领域，可以有效解决钎料在制备及使用过程中存在的成形性能差、接头残余应力大... 详细信息

作为一种新型复合材料制备技术，原位合成法凭借其操作简单、成本低、与其他工艺的兼容性较好和便于推广等优势，成为近年来研究的热点。将原位反应引入钎焊领域，可以有效解决钎料在制备及使用过程中存在的成形性能差、接头残余应力大、难以润湿母材等问题。本文综合评述了目前关于原位反应在钎料合成中的应用，首先介绍了通过改变成形工艺来原位熔合低熔点高强韧钎料的相关研究，归纳了常见的成形工艺，如层状复合式、挤压复合式、添加金属粉芯及表面镀覆等，之后介绍了利用原位反应生成复合钎料增强相来实现异种材料有效连接的研究进展，最后指出现阶段利用原位反应合成钎料时所存在的问题，并对未来的研究方向进行了展望。

关键词：原位反应钎料增强相异种材料连接

YG8/GH4169异种材料钎焊接头残余应力的数值模拟

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焊接学报 2024年第3期45卷 68-74,I0006,I0007页

作者：乔瑞林龙伟民秦建廖志谦樊喜刚魏永强郑州机械研究所有限公司新型钎焊材料与技术国家重点实验室郑州450001 北京科技大学北京100083 洛阳船舶材料研究所洛阳471039 北京星航机电装备有限公司北京100074 郑州航空工业管理学院郑州450046

钻探采样技术是实现月球土壤样本采集的首选方法,针对钻采工具中异种材料钎焊接头残余应力大、连接质量差等问题,以ANSYS有限元软件为平台,采用数值模拟方法,分析了YG8/GH4169钎焊接头残余应力的分布情况,以及添加Cu,Mo中间层时对接头... 详细信息

钻探采样技术是实现月球土壤样本采集的首选方法,针对钻采工具中异种材料钎焊接头残余应力大、连接质量差等问题,以ANSYS有限元软件为平台,采用数值模拟方法,分析了YG8/GH4169钎焊接头残余应力的分布情况,以及添加Cu,Mo中间层时对接头残余应力的影响规律.结果表明,在硬质合金/高温合金钎焊接头中存在极大的残余应力,硬质合金靠近焊缝的顶点附近为应力集中的危险区域,最大轴向残余应力约为1304 MPa;添加Cu,Mo中间层均能有效缓解接头残余应力,当中间层厚度小于0.6 mm时,Cu对接头残余应力的缓解效果更好,中间层厚度大于0.6 mm时,Mo的缓解效果更佳;Cu,Mo作为中间层时,缓解接头残余应力的最佳厚度均为1.0 mm左右,异种材料钎焊接头残余应力的试验结果与数值模拟结果基本吻合.

关键词：数值模拟残余应力硬质合金高温合金钎焊

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钛及钛合金焊接方法与研究现状

航空制造技术 2012年第23期55卷 86-90页

作者：高福洋廖志谦李文亚洛阳船舶材料研究所西北工业大学材料科学与工程学院

钛具有比强度高、耐海水及其他介质的腐蚀、耐低温,以及高温下具有高的疲劳强度、低的膨胀系数、良好的可加工性等优点,用其建造的结构在任何自然环境中都能充分发挥其作用.在舰船应用中,除利用其耐海水腐蚀和高比强度特点外,还有无磁... 详细信息

钛具有比强度高、耐海水及其他介质的腐蚀、耐低温,以及高温下具有高的疲劳强度、低的膨胀系数、良好的可加工性等优点,用其建造的结构在任何自然环境中都能充分发挥其作用.在舰船应用中,除利用其耐海水腐蚀和高比强度特点外,还有无磁、透声、抗冲击震动等优点,钛及钛合金在舰船中的使用大大延长了设备的使用寿命,减轻了重量,提升了设备及整舰船的技术战术性能,因此钛是一种优秀的舰船结构材料[1-3].

关键词：钛及钛合金焊接方法激光焊接焊缝成形钎焊材料导电材料搅拌头熔深焊接接头区电子束局部热处理研究现状