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先进材料与异种材料电子束焊接研究进展

焊接学报 2022年第8期43卷 95-101,I0009,I0010页

作者：张秉刚王一帆王厚勤哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001

电子束焊接是近年来飞速进步、蓬勃发展的一种先进连接技术,随着技术工艺的日益成熟,其在工业领域的竞争力也日渐增强,已为工业部门所广泛接受.文中综述了电子束焊接在高温钛合金、高温合金、难熔金属、金属间化合物等先进材料与各类互... 详细信息

电子束焊接是近年来飞速进步、蓬勃发展的一种先进连接技术,随着技术工艺的日益成熟,其在工业领域的竞争力也日渐增强,已为工业部门所广泛接受.文中综述了电子束焊接在高温钛合金、高温合金、难熔金属、金属间化合物等先进材料与各类互相固溶的、难以互溶的异种材料连接方面的研究现状,对国内外在焊接缺陷控制、焊接工艺优化、焊接机理研究等方面取得的典型研究成果进行了简要介绍,并从中概括总结了先进材料与异种材料电子束焊接的具体问题,归纳阐述了先进材料与异种材料电子束焊接中所采用的能量控制与冶金调控等特色技术方法.

关键词：电子束焊接先进材料异种材料研究进展

异种材料激光焊接焊缝成形过程及质量评估方法研究

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异种材料激光焊接焊缝成形过程及质量评估方法研究

作者：刘肖影中南大学

学位级别：硕士

为了满足产品的综合性能要求,异种材料激光焊接在制造领域中的应用越来越广泛。相比于同种材料激光焊接,不同材料之间性能的差异使得异种材料激光焊接过程容易出现溶质偏析、裂纹等焊接缺陷,严重影响了焊接接头的质量。本文主要针对Q235... 详细信息

为了满足产品的综合性能要求,异种材料激光焊接在制造领域中的应用越来越广泛。相比于同种材料激光焊接,不同材料之间性能的差异使得异种材料激光焊接过程容易出现溶质偏析、裂纹等焊接缺陷,严重影响了焊接接头的质量。本文主要针对Q235-316L异种材料激光焊接焊缝成形过程展开了研究,提出了激光焊接焊缝形貌质量的定量评估模型,构建了激光焊接熔池小孔耦合三维多相流数值模型,揭示了异种材料激光焊接焊缝的成形机理,对实际焊接过程具有重要的理论价值和指导意义。主要工作如下:(1)采用激光器、焊接头、机器人等实验设备搭建了激光焊接实验平台,通过正交实验方法进行了不同激光功率P、焊接速度S、离焦量FP等焊接工艺条件下的Q235-316L异种材料激光焊接实验研究,并获得了不同工艺条件下的成形焊缝。(2)分析了不同焊接工艺条件下Q235-316L异种材料激光焊接典型焊缝形貌特征,提取了焊缝完整性I、熔宽大小W、上下对称性UD以及左右对称性LR焊缝几何形状指标,分别建立了焊缝几何形状指标与焊缝形貌质量之间的关系模型及焊接工艺参数与焊缝几何形状指标之间的关系模型;基于以上两个关系模型,提出了以焊接工艺参数为输入的焊缝形貌质量定量评估模型,并验证了评估模型的有效性。(3)综合考虑激光焊接过程中的菲涅尔吸收、逆韧致吸收以及异种材料性能的差异性对焊接过程中受力、传热等边界条件的影响,构建了能够用于同种材料与异种材料激光焊接的熔池小孔耦合多相流数值模型,并验证了多相流模型的有效性。(4)基于所构建的激光焊接熔池小孔耦合多相流数值模型,分别研究了熔池小孔演变过程对316L-316L同种材料和Q235-316L异种材料焊接焊缝成形过程的影响,分析了异种材料激光焊接过程的不对称性特征,讨论了小孔的形成对异种材料焊接焊缝成形过程的影响,获得了激光功率、焊接速度工艺参数对异种材料激光焊接小孔演变以及混合熔池中温度场、流场、合金成分分布的影响规律,揭示了异种材料激光焊接焊缝的成形机理。图48幅,表16个,参考文献101篇

关键词：异种材料激光焊接质量评估数值模拟成形机理

AZ31B/TA15异种材料电阻点焊接头的疲劳寿命预测

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材料热处理学报 2022年第3期43卷 168-176页

作者：武陇岗王瑞杰刘飞覃秋雷常亚光王钟德昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009

对镁合金AZ31B/钛合金TA15异种材料电阻点焊拉剪接头进行了恒幅疲劳测试,并使用扫描电镜观察了疲劳断口特征。在实验中观察到,在不同的载荷水平下,试件有两种失效模式。在实验结果的基础上,对点焊试件建立有限元模型,分析了焊点附近的... 详细信息

对镁合金AZ31B/钛合金TA15异种材料电阻点焊拉剪接头进行了恒幅疲劳测试,并使用扫描电镜观察了疲劳断口特征。在实验中观察到,在不同的载荷水平下,试件有两种失效模式。在实验结果的基础上,对点焊试件建立有限元模型,分析了焊点附近的弹塑性应力应变。进而分别应用缺口应力法和局部应力应变法预测点焊接头的疲劳寿命,并与实验寿命进行比较,同时也对其他论文中的相关数据进行了探讨。有限元分析及疲劳寿命预测结果表明:应力、应变集中主要位于焊核周围的缺口根部的镁合金一侧;试件表面的电极压痕深度对于疲劳预测结果影响不大;缺口应力法预测的疲劳寿命与实验寿命相比,结果相对保守;而使用局部应力应变法中的两种损伤式预测结果表明,Smith-Watson-Topper(SWT)法预测的结果比Manson-Coffin(MC)法更合理。

关键词：异种材料电阻点焊断口形貌应力应变集中疲劳寿命

316LN不锈钢/Inconel 718高温合金异种材料激光焊接工艺研究

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热加工工艺 2023年第9期52卷 26-30,41页

作者：黄菁孙宇峰信纪军牛二武卫靖戴文华安徽工程大学材料科学与工程学院安徽芜湖241000 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所安徽合肥230031 松山湖材料实验室广东东莞523808 中国国际核聚变能源计划执行中心北京100862

对5 mm厚的316LN不锈钢和Inconel718高温合金异种材料板材进行正弦扫描路径和无扫描路径的激光焊接试验,研究了焊接工艺参数对焊缝质量的影响,并对激光焊接头的显微组织、显微硬度及拉伸性能进行了研究。结果表明,无扫描激光焊比正弦路... 详细信息

对5 mm厚的316LN不锈钢和Inconel718高温合金异种材料板材进行正弦扫描路径和无扫描路径的激光焊接试验,研究了焊接工艺参数对焊缝质量的影响,并对激光焊接头的显微组织、显微硬度及拉伸性能进行了研究。结果表明,无扫描激光焊比正弦路径的扫描焊更易实现稳定焊接,获得成形质量良好的焊缝。正弦扫描激光焊接头的焊缝下部有大量气孔,无扫描激光焊接接头无气孔缺陷。随焊接速度的增大,无扫描激光焊接头的表面成形越来越好。焊接速度为1.8 m/min时,焊缝上下表面熔宽变窄,不存在咬边、飞溅等缺陷;焊缝区为垂直于熔合线并向焊缝中心生长的柱状树枝晶等组织且焊缝中有M23C6型碳化物析出,提高了焊缝强度。焊接接头的显微硬度由Inconel718母材到焊缝再到316LN母材呈现逐步降低趋势。焊接接头的断裂位置均位于远离焊缝的316LN母材,室温下抗拉强度可达到650 MPa且接头断裂方式为韧性断裂。

关键词：异种材料激光焊接扫描路径焊接速度力学性能

铝-钢异种材料回填式搅拌摩擦点焊接头界面连接机制与力学性能研究

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热加工工艺 2024年第11期 53-59+65页

作者：李聪尤佳庆张悦杨浩坤赵运强广东省科学院中乌焊接研究所广东省现代焊接技术重点实验室香港生产力促进局智能制造部沈阳工业大学材料科学与工程学院

以5754铝合金与DC04钢为研究对象，进行了铝板在上的回填式搅拌摩擦点焊试验，研究了搅拌套下扎深度对铝-钢界面微观组织特征与接头力学性能的影响。结果表明，当搅拌套未扎入下层钢板时，冶金结合为铝-钢界面的主要连接机制。当搅拌套... 详细信息

以5754铝合金与DC04钢为研究对象，进行了铝板在上的回填式搅拌摩擦点焊试验，研究了搅拌套下扎深度对铝-钢界面微观组织特征与接头力学性能的影响。结果表明，当搅拌套未扎入下层钢板时，冶金结合为铝-钢界面的主要连接机制。当搅拌套扎入下层钢板时，铝-钢界面同时发生机械咬合与冶金结合，其中，机械咬合主要发生在搅拌套作用区。通过工艺优化得出最优工艺参数为：转速2000 r/min，焊速0.5 mm/s，搅拌套下扎深度1.45 mm，此时接头最大拉剪失效载荷达5105 N。

关键词：异种材料回填式搅拌摩擦点焊拉剪载荷连接机制

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异种材料连接研究进展综述

航空学报 2022年第2期43卷 1-37页

作者：冯吉才哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001

异种材料构件因其可实现不同材料的优异性能组合,极大提高设计和生产的灵活性,满足现代工程结构的功能和性能要求,具有更高的技术和经济价值,在各领域有广阔的应用前景。因此,异种材料的可靠连接尤为重要。然而,异种材料往往因物理及化... 详细信息

异种材料构件因其可实现不同材料的优异性能组合,极大提高设计和生产的灵活性,满足现代工程结构的功能和性能要求,具有更高的技术和经济价值,在各领域有广阔的应用前景。因此,异种材料的可靠连接尤为重要。然而,异种材料往往因物理及化学性能差异较大导致连接困难。本文综述了异种材料钎焊、激光焊、电子束焊、电弧焊以及搅拌摩擦焊的国内外研究进展和应用现状,总结了各焊接方法在异种材料连接过程中的研究焦点。在此基础之上,对异种材料连接进行了总结和展望,拟为未来异种材料连接的研究方向和技术突破提供参考。

关键词：异种材料钎焊激光焊电子束焊电弧焊搅拌摩擦焊

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异种材料不锈钢和铝合金焊接技术分析及应用

现代工程科技 2024年第9期3卷 13-16页

作者：李利元广西建工集团第一安装工程有限公司广西南宁530020

不锈钢和铝合金作为两种常用的金属材料,由于其特殊的物理和化学性质,在工程和制造领域中得到了广泛的应用。然而,由于两种材料的性质差异,其焊接技术一直是一个具有挑战性的问题。对不锈钢和铝合金焊接技术进行深入分析,并探讨其在工... 详细信息

不锈钢和铝合金作为两种常用的金属材料,由于其特殊的物理和化学性质,在工程和制造领域中得到了广泛的应用。然而,由于两种材料的性质差异,其焊接技术一直是一个具有挑战性的问题。对不锈钢和铝合金焊接技术进行深入分析,并探讨其在工程实践中的应用,以期为相关行业的工程师和研究人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：异种材料不锈钢铝合金焊接技术

基于红外热像法的SUS301L-Q235B异种材料点焊接头疲劳强度快速评定

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焊接学报 2020年第1期41卷 61-66,I0004页

作者：孙杨刘亚良李赫杨鑫华许鸿吉大连交通大学大连116028 辽宁省轨道交通装备焊接与可靠性重点实验室大连116028

借助高性能红外热像仪对SUS301L-Q235B异种材料点焊接头的SUS301L不锈钢侧熔核及塑性环表面局部热点进行监测,建立了异种材料点焊接头温升斜率与疲劳极限间的定量关系,提出了一种基于温升斜率转折点预测异种材料点焊接头疲劳极限的方法... 详细信息

借助高性能红外热像仪对SUS301L-Q235B异种材料点焊接头的SUS301L不锈钢侧熔核及塑性环表面局部热点进行监测,建立了异种材料点焊接头温升斜率与疲劳极限间的定量关系,提出了一种基于温升斜率转折点预测异种材料点焊接头疲劳极限的方法.结果表明,SUS301L-Q235B异种材料点焊接头向Q235B侧发生了较严重的熔核偏移,导致不锈钢侧承载能力降低;点焊接头在高频循环剪切拉伸作用下,SUS301L不锈钢侧熔核及塑性环表面热点表现出“4个阶段”的温度演化特征;利用红外热像法预测的疲劳极限为5.569 kN,采用传统阶梯法试验获得的疲劳极限为5.875 kN,预测值与试验值之间的误差为5.21%,具有较高的一致性.所提出的疲劳极限快速预测方法能够克服传统疲劳试验方法的局限性,实现异种材料点焊接头疲劳极限的非接触、非破坏快速预测,具有重要的工程意义和科研价值.

关键词：红外热像法异种材料条件疲劳强度快速评定点焊

陶瓷基复合材料与金属异种材料焊接技术的研究现状

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热加工工艺 2023年第15期52卷 1-5,12页

作者：张瑜徐荣正国旭明郭伟马琳沈阳航空航天大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110136 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

陶瓷基复合材料因具有良好的抗高温性能,被广泛应用于航空航天、核能等工业领域。随着工程应用中对结构件性能要求越来越高,陶瓷基复合材料与金属材料之间的焊接技术成为陶瓷基复合材料领域的研究热点。本文综述了陶瓷基复合材料与金属... 详细信息

陶瓷基复合材料因具有良好的抗高温性能,被广泛应用于航空航天、核能等工业领域。随着工程应用中对结构件性能要求越来越高,陶瓷基复合材料与金属材料之间的焊接技术成为陶瓷基复合材料领域的研究热点。本文综述了陶瓷基复合材料与金属之间的焊接技术的研究现状,包括钎焊、扩散焊、自蔓延高温合成焊和熔化焊,可以为陶瓷基复合材料与金属之间的焊接技术研究提供参考。

关键词：陶瓷基复合材料金属异种材料焊接技术