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SiCp/Al复合材料焊接综述

精密成形工程 2024年第3期16卷 32-43页

作者：郑凛张铭洋熊凌达蒋熠鸣米高阳曾广欧阳求保华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074 中南大学材料科学与工程学院长沙410083 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

为实现SiCp/Al复合材料的高质量可靠焊接,推广SiCp/Al复合材料在各领域的应用,调研了国内外SiCp/Al复合材料不同焊接方法的研究现状。在熔化焊方面,国内外学者通过调整工艺参数、在焊缝中加入Ti元素发生诱发反应等方法,抑制了焊缝中Al4C... 详细信息

为实现SiCp/Al复合材料的高质量可靠焊接,推广SiCp/Al复合材料在各领域的应用,调研了国内外SiCp/Al复合材料不同焊接方法的研究现状。在熔化焊方面,国内外学者通过调整工艺参数、在焊缝中加入Ti元素发生诱发反应等方法,抑制了焊缝中Al4C3针状脆性相的形成,从而提高了焊接接头的力学性能。在搅拌摩擦焊方面,国内外学者针对不同材料设计了专用的焊接搅拌头,以保证它们具备高耐磨性与足够的冲击韧性,在焊接过程中不出现破损情况;关注了焊接过程中焊接头转速、焊接速度、轴向力与热输入等因素,以获得力学性能优秀、晶粒细小均匀的焊接接头。在扩散焊方面,国内外学者探究了中间夹层对焊缝界面间原子相互扩散的促进作用;采取不同工艺参数,以外加超声或电子束表面加热等方式促进了原子间的相互扩散,以获得力学性能优异的焊接接头,提高焊接效率。在钎焊方面,国内外学者通过探究钎料与SiCp/Al复合材料之间的润湿性来组合钎料与钎剂,通过化学腐蚀处理表面暴露颗粒增强相、在复合材料表面电镀金属等方法来增大钎料与增强相的润湿性、解决钎料铺展受阻的问题,以进一步提高钎焊焊接接头质量。

关键词： SiCp/Al复合材料熔化焊扩散焊搅拌摩擦焊钎焊

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大厚度NiCrFe-7熔化焊焊缝微裂纹

焊接学报 2023年第6期44卷 15-19,I0003,I0004页

作者：吴栋董文超鲁艳红侯冬冬张茂龙陆善平中国科学院金属研究所沈阳材料科学研究中心沈阳110016 上海电气核电装备有限公司上海201306

通过金相显微镜、扫描显微镜和电子背散射衍射方法对一种大厚度NiCrFe-7熔化焊焊缝中的微裂纹进行了表征和机制分析,焊接方法分别为焊条电弧焊(SMAW)和钨极氩弧焊(GTAW).结果表明,该种热裂纹为沿晶的再热裂纹,其形成是由于焊接热影响区... 详细信息

通过金相显微镜、扫描显微镜和电子背散射衍射方法对一种大厚度NiCrFe-7熔化焊焊缝中的微裂纹进行了表征和机制分析,焊接方法分别为焊条电弧焊(SMAW)和钨极氩弧焊(GTAW).结果表明,该种热裂纹为沿晶的再热裂纹,其形成是由于焊接热影响区在高温下发生应力松弛现象,导致晶界大尺寸MC型碳化物和氧化物处出现应力集中,造成裂纹沿这些颗粒内部或界面开裂.相比于GTAW工艺,SMAW工艺的焊缝中存在大量氧化物,造成SMAW焊缝再热裂纹倾向高于GTAW焊缝,进而导致前者焊缝弯曲性能不符合国家标准要求.通过此研究,建议采用保护气效果更佳的GTAW工艺.

关键词：镍基焊缝熔化焊沿晶裂纹微观组织

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钛合金/钢异种材料熔化焊研究现状

材料导报 2022年第14期36卷 184-190页

作者：李帅夏月庆王星星刘中英吴港董红刚贾连辉华北水利水电大学河南省高效特种绿色焊接国际联合实验室郑州450045 河南农业大学机电工程学院郑州450002 大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024 中铁工程装备集团有限公司郑州450016

钛合金具有比强度高、耐腐蚀和耐高温等优点,但其推广应用受限于高制造成本。而钢是应用最广泛的传统结构材料,具有制造成本低、力学性能优异等优点,但其具有高温可靠性且耐蚀性较差、密度比较大。钛合金/钢异种材料的高可靠性连接能充... 详细信息

钛合金具有比强度高、耐腐蚀和耐高温等优点,但其推广应用受限于高制造成本。而钢是应用最广泛的传统结构材料,具有制造成本低、力学性能优异等优点,但其具有高温可靠性且耐蚀性较差、密度比较大。钛合金/钢异种材料的高可靠性连接能充分发挥两种材料在性能和经济上的优势互补,在航空航天、能源化工、海洋装备和医疗器械等诸多领域具有广阔的应用前景。因此,开展钛合金与钢连接方面的研究工作具有重大意义。钛合金和钢在物理化学性能方面的差异导致二者连接过程中存在诸多问题,主要集中于以下两个方面:(1)残余应力大。由于热膨胀系数的差异性,钛合金/钢异质材料连接接头会产生较大的残余应力,严重影响连接接头的可靠性。(2)脆性金属间化合物的形成。室温下,Fe在Ti中的固溶度极小(仅为0.05%~0.1%),而在钛合金/钢连接接头中容易形成一系列Fe-Ti脆性金属间化合物,造成接头脆化、韧性降低甚至开裂。近年来,研究人员通过改变连接工艺和制备合金化焊料等措施调控脆性金属间化合物的形成,改善接头的可靠性,取得了一些突破性进展。在诸多连接方法中,熔化焊方法具有焊前准备简单、生产效率高和连接件尺寸外形限制少等特点,是实现钛合金/钢异质金属高可靠性连接的主要焊接方式。本文总结了近年来采用熔化焊方法实现钛合金/钢连接的国内外研究成果,探讨了中间层种类、焊接参数对接头微观组织演变和力学性能变化的影响规律,讨论了钛合金/钢连接技术存在的问题,以期为钛合金/钢连接领域的研究和技术发展提供理论依据及技术参考。

关键词：钛合金/钢熔化焊中间层焊接参数

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7xxx高强铝合金熔化焊研究进展

焊接 2023年第8期 44-54页

作者：王龙权尹天天张岩宋闽张基隆曲畅中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司哈尔滨150028 东北轻合金有限责任公司哈尔滨150060 机械工业哈尔滨焊接技术培训中心哈尔滨150046 大连船舶重工集团有限公司辽宁大连116103

针对7xxx高强铝合金的焊接研究现状,主要从TIG,MIG,激光焊及激光-电弧复合焊4类熔化焊工艺进行了介绍;从焊接缺陷、焊缝成形、接头软化、疲劳性能及耐蚀性等方面详述了7xxx高强铝合金熔化焊过程中存在的问题。对于7xxx高强铝合金的TIG,M... 详细信息

针对7xxx高强铝合金的焊接研究现状,主要从TIG,MIG,激光焊及激光-电弧复合焊4类熔化焊工艺进行了介绍;从焊接缺陷、焊缝成形、接头软化、疲劳性能及耐蚀性等方面详述了7xxx高强铝合金熔化焊过程中存在的问题。对于7xxx高强铝合金的TIG,MIG,激光焊及激光-电弧复合焊,焊接缺陷、焊缝成形质量差及接头中强化相熔解等因素都会导致接头发生软化、耐蚀性变差及疲劳寿命降低;通过优化焊接工艺参数,减少焊接缺陷,改善焊缝成形质量,有利于改善接头的软化、耐蚀性差及疲劳寿命低等问题。选用合适的焊丝(含Ti,Zr元素及Er,Sc稀土元素)使焊缝产生沉淀强化、细晶强化及固溶强化,可改善接头软化的问题;采用适当的焊后热处理,改善强化相的尺寸、形态及分布状态,也可改善接头软化的问题;而采用适当的焊后热处理,还可以改善接头的耐蚀性。

关键词： 7xxx高强铝合金熔化焊接头软化耐蚀性疲劳性能

2219铝合金熔化焊焊缝中的偏析及其对力学性能的影响（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2017年第2期27卷 258-271页

作者：李权吴爱萍李艳军王国庆齐铂金鄢东洋熊林玉清华大学机械工程系北京100084 首都航天机械公司北京100076 清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 清华大学先进成形制造教育部重点实验室北京100084 中国运载火箭技术研究院北京100076 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 北京宇航系统工程研究所北京100076

采用氩气保护的低频脉冲变极性氩弧焊(LPVPTIG)、氦气保护的直流氩弧焊(DCTIG)和氩气保护的高频脉冲变极性氩弧焊(HPVPTIG)等焊接方法获得了3种不同的焊缝。结果表明:由于热输入的波动,LPVPTIG焊缝存在宏观偏析带,带内聚集了粗大的共晶... 详细信息

采用氩气保护的低频脉冲变极性氩弧焊(LPVPTIG)、氦气保护的直流氩弧焊(DCTIG)和氩气保护的高频脉冲变极性氩弧焊(HPVPTIG)等焊接方法获得了3种不同的焊缝。结果表明:由于热输入的波动,LPVPTIG焊缝存在宏观偏析带,带内聚集了粗大的共晶和显微气孔;DCTIG和HPVPTIG焊缝仅存在微观偏析,但由于焊接速度较慢,HPVPTIG焊缝Cu元素微观偏析程度低于DCTIG焊缝。力学性能测试结果表明:焊缝的力学性能随着Cu元素和气孔偏析程度的增加而降低,LPVPTIG焊缝由于存在宏观偏析带,其纵向拉伸力学性能低于横向拉伸力学性能。

关键词： 2219铝合金熔化焊宏观偏析微观偏析力学行为

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熔化焊和摩擦焊残余应力分布规律分析

锻压装备与制造技术 2023年第5期58卷 115-118页

作者：苏文韬姚恺方圆马春伟上海工程技术大学上海201620

为了研究熔化焊和摩擦焊焊接方法残余应力的分布规律,分别对4 mm厚的低合金高强钢采用手工电弧焊和摩擦焊进行焊接实验,焊接后采用盲孔法测量钢板的残余应力,得到了残余应力的分布曲线。再通过有限元仿真模拟出熔化焊和摩擦焊的加热和... 详细信息

为了研究熔化焊和摩擦焊焊接方法残余应力的分布规律,分别对4 mm厚的低合金高强钢采用手工电弧焊和摩擦焊进行焊接实验,焊接后采用盲孔法测量钢板的残余应力,得到了残余应力的分布曲线。再通过有限元仿真模拟出熔化焊和摩擦焊的加热和冷却过程,分析残余应力的分布规律。讨论了转速与焊接速度对残余应力分布的影响机理,进一步提高了搅拌摩擦焊接头性能、质量和可靠性。

关键词：熔化焊摩擦焊盲孔法残余应力分布规律

动车组连接板搅拌摩擦焊及熔化焊接头性能研究

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电焊机 2022年第10期52卷 62-71页

作者：郁志凯梁晨毛孟颖钮旭晶中车唐山机车车辆有限公司制造技术中心河北唐山063000

对分别采用搅拌摩擦焊和熔化焊的连接板焊接接头的金相、拉伸、弯曲、硬度及疲劳性能等方面进行对比研究。两种焊接方式金相均合格;采用搅拌摩擦焊的连接板接头抗拉强度为275.67 MPa,比熔化焊(263.8 MPa)高约4.5%;搅拌摩擦焊接头弯曲性... 详细信息

对分别采用搅拌摩擦焊和熔化焊的连接板焊接接头的金相、拉伸、弯曲、硬度及疲劳性能等方面进行对比研究。两种焊接方式金相均合格;采用搅拌摩擦焊的连接板接头抗拉强度为275.67 MPa,比熔化焊(263.8 MPa)高约4.5%;搅拌摩擦焊接头弯曲性能侧弯180°均合格,熔化焊接头侧弯试件在110°左右时由于存在气孔导致裂纹出现;搅拌摩擦焊接头的硬度分布近似W形,中心层焊核区显微硬度值约为79~104 HV,在-18~-6 mm和6~18 mm范围内出现软化现象,最低硬度为69 HV,熔化焊接头的中心层焊缝区显微硬度值约为92~97 HV,在3~9 mm范围内出现软化现象,最低硬度为71 HV;搅拌摩擦焊接头中值疲劳极限为137 MPa,比熔化焊(117 MPa)高约17%。

关键词： 6082-T6铝合金搅拌摩擦焊熔化焊显微硬度疲劳性能