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固溶处理对电弧增材制造超级双相不锈钢微观组织及摩擦磨损性能的影响

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摩擦学学报（中英文） 2024年第7期44卷 893-902页

作者：李科林义民王飞易江龙邹晓东潘琳琳牛犇五邑大学智能制造学部广东江门529030 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广东广州510651 宝武特种冶金有限公司技术中心上海200940

采用直径为1.2 mm的ER2594-超级双相不锈钢焊丝进行了多层单道墙体电弧增材试验,对增材件分别进行1050、1150和1250℃的固溶处理,并在固溶处理后对各试样进行了往复式摩擦磨损试验.试验结果表明:随着固溶温度的升高,双相比中的铁素体含... 详细信息

采用直径为1.2 mm的ER2594-超级双相不锈钢焊丝进行了多层单道墙体电弧增材试验,对增材件分别进行1050、1150和1250℃的固溶处理,并在固溶处理后对各试样进行了往复式摩擦磨损试验.试验结果表明:随着固溶温度的升高,双相比中的铁素体含量增加,其显微硬度也相应提高.此外,固溶处理可降低增材件的内应力,最终基于较高硬度和较低内应力的协同作用,在1250℃时获得耐磨性能较优的试样,有效地提升了热处理后增材件试样的摩擦磨损性能.

关键词：超级双相不锈钢增材制造固溶处理内应力摩擦磨损

焊接工艺参数对TA15/304不锈钢真空扩散焊接头组织与抗剪强度影响

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焊接学报 2024年第5期45卷 64-73页

作者：余曦李琪常荣辉秦彬皓张宇鹏尹立孟王海燕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广州510650 重庆科技大学冶金与材料工程学院重庆401331 沈阳飞机工业(集团)有限公司沈阳110034

针对TA15钛合金与304不锈钢的异种金属连接及其接头进行了研究.结果表明,在850~950℃的焊接温度下,接头扩散区(β-Ti区)和(α+β)-Ti双相区的宽度随温度的升高而增加,元素扩散更充分,接头孔洞逐渐减少,观察到逐渐增加的分层产物.分层产... 详细信息

针对TA15钛合金与304不锈钢的异种金属连接及其接头进行了研究.结果表明,在850~950℃的焊接温度下,接头扩散区(β-Ti区)和(α+β)-Ti双相区的宽度随温度的升高而增加,元素扩散更充分,接头孔洞逐渐减少,观察到逐渐增加的分层产物.分层产物主要为金属间化合物组成的界面层,即σ-Fe(第1层),FeTi+Fe_(2)Ti(第2层),FeTi+β-Ti(第3层)和β-Ti(第4层).当焊接温度为900℃时,焊接接头达到最大抗剪强度为108 MPa,随着焊接时间的提升,焊接接头的微观形貌,元素成分和物相组织与焊接温度参数接头类似,但焊接时间对接头的抗剪强度影响较小,当焊接时间为80 min时,抗剪强度达到最大,断口出现以韧性为主的脆-韧性混合断裂特征.

关键词： TA15/304SS 异种金属焊接真空扩散焊接工艺参数微观组织力学性能

SiC_(p)/2024Al复合材料热挤压对激光焊接接头组织性能的影响

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兵工学报 2024年第6期45卷 2054-2064页

作者：韩瑞李晓鹏彭勇闫德俊王克鸿南京理工大学材料科学与工程学院江苏南京210094 中船黄埔文冲船舶有限公司广东省舰船先进焊接技术企业重点实验室广东广州510715

采用SiC颗粒增强铝基复合材料替代铝合金制造舰船船体或装甲车体,是解决当前舰船、装甲机动性和防护性二元矛盾的潜在途径。在实际应用过程中因为供货渠道不同,此材料存在不同的状态,这对材料焊接会产生较大的影响。对不同供货状态的SiC... 详细信息

采用SiC颗粒增强铝基复合材料替代铝合金制造舰船船体或装甲车体,是解决当前舰船、装甲机动性和防护性二元矛盾的潜在途径。在实际应用过程中因为供货渠道不同,此材料存在不同的状态,这对材料焊接会产生较大的影响。对不同供货状态的SiC_(p)/2024Al复合材料进行激光焊接,对比热挤压前后材料的焊缝成形情况,分析热挤压工艺对焊缝成形以及焊缝接头的物相和显微组织的影响;通过显微硬度,拉伸等力学性能测试,分析复合材料的断裂行为并确定其断裂机理。试验结果表明:热压烧结的SiC_(p)/2024Al复合材料激光焊缝中存在大量的气孔缺陷,接头的最高抗拉强度为76 MPa,仅达到母材强度的28%,焊接后材料强度下降严重;采用热挤压后的复合材料进行激光焊接,焊缝完整,无气孔缺陷,接头没有出现明显的低硬度区域,接头的抗拉强度达到124 MPa,相比于热挤压前的材料焊接接头抗拉强度上升60%;相较于热压烧结的材料,热挤压后的材料焊接性明显增强,接头力学性能有明显的提升。

关键词：激光焊接铝基复合材料 SiC 热挤压微观组织及力学性能

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厚板5A06铝合金万瓦级扫描激光立焊组织与性能

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焊接学报 2024年第6期45卷 68-76页

作者：方迪生凡园园黄瑞生徐富家裴亮李嘉实中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司高效焊接新技术国家工程研究中心哈尔滨150028 中国一重集团大连核电石化有限公司大连116113 宁波天安(集团)股份有限公司宁波315700

针对厚板铝合金万瓦级常规激光焊接往往存在焊缝成形差和气孔缺陷严重的问题,文中提出了厚板铝合金万瓦级扫描激光立焊方法,采用厚板5A06铝合金进行了焊接工艺试验,并综合分析了焊接接头焊缝成形、微观组织、力学性能.结果表明,该方法... 详细信息

针对厚板铝合金万瓦级常规激光焊接往往存在焊缝成形差和气孔缺陷严重的问题,文中提出了厚板铝合金万瓦级扫描激光立焊方法,采用厚板5A06铝合金进行了焊接工艺试验,并综合分析了焊接接头焊缝成形、微观组织、力学性能.结果表明,该方法有效的改善了厚板铝合金常规激光的焊缝成形,且减少了气孔缺陷.根据熔池形貌图像,扫描激光大幅增加了熔池尺寸,因此熔池尾部受熔池前沿激光干扰减弱,有利于改善熔池尾部焊缝成形和减少气孔缺陷.针对厚度为50 mm铝合金板,采用万瓦级扫描激光立焊实现了窄间隙坡口形式24 mm厚钝边的双面双道焊接.当扫描幅度增大时,即焊接参数Ⅱ和Ⅲ,焊缝均匀光滑,成形良好,且X射线探伤未见气孔缺陷.焊接参数Ⅱ接头微观组织全部由等轴晶构成,焊接参数Ⅲ接头由等轴晶和少量柱状晶构成.由于焊接参数Ⅲ焊接速度小,热输入更大,焊接参数Ⅲ接头晶粒尺寸更大.焊接参数Ⅱ和Ⅲ接头抗拉强度为337 MPa和322 MPa,分别达到了母材的93.6%和89.4%,焊缝性能良好.焊缝拉伸断口均呈现韧窝形态,为韧性断裂.

关键词：厚板铝合金扫描激光双面焊立焊焊缝性能

热传导模式对电弧增材制造800 MPa级船用高强钢组织与性能的影响

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焊接学报 2024年第5期45卷 38-46页

作者：郑文健李正阳王杏华宫旭辉闫德俊赖少波杨建国浙江工业大学机械工程学院杭州310023 中国船舶重工集团公司第七二五研究所洛阳471023 中船黄埔文冲船舶有限公司广东省舰船先进焊接技术企业重点实验室广州510715

为了研究热传导模式对800 MPa级船用高强钢增材构件组织与性能的影响,采用电弧增材制造技术在不同工艺下沉积了800 MPa级船用高强钢构件,并对其进行微观组织表征和力学性能测试.沿高度方向沉积时,构件底部主要为针状铁素体和马氏体组织... 详细信息

为了研究热传导模式对800 MPa级船用高强钢增材构件组织与性能的影响,采用电弧增材制造技术在不同工艺下沉积了800 MPa级船用高强钢构件,并对其进行微观组织表征和力学性能测试.沿高度方向沉积时,构件底部主要为针状铁素体和马氏体组织,中部和顶部为块状和针状铁素体+粒状贝氏体组织,水平和竖直方向的屈服强度分别为708 MPa和652MPa,抗拉强度分别为895 MPa和831 MPa,-60℃冲击吸收能量分别为66 J和86 J;沿横向沉积时,构件的显微组织为细小的针状铁素体和板条状马氏体,屈服强度和抗拉强度分别达到929 MPa和1 020 MPa,-60℃冲击吸收能量为92 J,结果表明,800 MPa级船用高强钢增材构件的力学性能对热传导模式的敏感性较高,优化热传导模式可以明显提升其综合力学性能.

关键词：电弧增材制造船用高强钢微观组织特征力学性能

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缆式焊丝GMAW焊缝截面侧偏行为机理分析

焊接学报 2024年第1期45卷 83-87,I0008页

作者：杨泽坤徐锴杨战利张焱费大奎周坤杨永波中国机械科学研究总院集团有限公司北京100048 中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司哈尔滨150028 哈尔滨威尔焊接有限责任公司哈尔滨150000

缆式焊丝熔化极气体保护电弧焊(gas metal arc welding,GMAW)中存在的焊缝截面侧偏现象会导致焊接接头熔合不良,基于熔滴受力分析和最小电压理论对焊缝截面侧偏现象的变化规律进行机理分析.结果表明,电流是影响截面侧偏的关键因素,由于... 详细信息

缆式焊丝熔化极气体保护电弧焊(gas metal arc welding,GMAW)中存在的焊缝截面侧偏现象会导致焊接接头熔合不良,基于熔滴受力分析和最小电压理论对焊缝截面侧偏现象的变化规律进行机理分析.结果表明,电流是影响截面侧偏的关键因素,由于缆式焊丝独特的绞合结构引起电弧旋转,进而导致出现熔滴受力不均的现象,熔滴过渡方向与焊丝轴线存在夹角,在熔滴冲击力的作用下导致焊缝截面出现侧偏现象,随着电流的增加,电弧对熔滴的拘束增强,熔滴过渡方向逐渐趋于轴线,因而焊缝截面侧偏的趋势随着电流增加而减小.

关键词：缆式焊丝熔化极气体保护焊焊缝截面侧偏熔滴过渡最小电压原理

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外加能场辅助搅拌摩擦焊研究现状

焊接学报 2024年第4期45卷 109-119,I0009,I0010页

作者：孙广达闫中宪周利高福洋吕逸帆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 哈尔滨工业大学(威海) 山东省特种焊接技术重点实验室威海264209 中国船舶重工集团公司第七二五研究所洛阳471000

搅拌摩擦焊作为先进固相连接技术,广泛应用于航空航天等领域,轻质高强材料及异种材料连接对常规搅拌摩擦焊的发展提出了新的挑战.近年来,外加能场辅助搅拌摩擦焊技术的兴起有效地解决了异种材料连接中塑化程度不匹配和界面金属间化合物... 详细信息

搅拌摩擦焊作为先进固相连接技术,广泛应用于航空航天等领域,轻质高强材料及异种材料连接对常规搅拌摩擦焊的发展提出了新的挑战.近年来,外加能场辅助搅拌摩擦焊技术的兴起有效地解决了异种材料连接中塑化程度不匹配和界面金属间化合物导致接头脆化的问题.同时,这一技术也为解决高熔点材料流变应力大、塑性变形能力差以及焊具磨损严重、焊接效率低等问题提供了新的思路.文中综述了外加能场辅助搅拌摩擦焊的研究现状,包括感应加热、激光加热、电流加热、电弧加热和超声辅助等,从过程产热、材料流动、组织性能调控和耦合作用机制等方面分析了热能和机械能对接头微观组织和性能的影响规律,同时对未来的研究方向进行展望.

关键词：高熔点材料异种材料能场辅助搅拌摩擦焊塑性材料流动

基于激光毛化的不锈钢与GFRP单面单点电阻焊接工艺及性能研究

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中国激光 2024年第16期51卷 1-11页

作者：檀财旺王世嘉苏健晖韩晓辉陈波宋晓国哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院山东特种焊接技术重点实验室山东威海264209 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001 中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111

不锈钢与玻璃纤维增强树脂基复合材料(GFRP)的异质材料复合结构在汽车轻量化领域有着广阔的应用前景。采用激光毛化技术在不锈钢表面制备网格微织构,开展了微织构的引入对不锈钢与GFRP单面单点电阻连接界面的强化机理研究。研究结果表明... 详细信息

不锈钢与玻璃纤维增强树脂基复合材料(GFRP)的异质材料复合结构在汽车轻量化领域有着广阔的应用前景。采用激光毛化技术在不锈钢表面制备网格微织构,开展了微织构的引入对不锈钢与GFRP单面单点电阻连接界面的强化机理研究。研究结果表明:表面微织构的引入显著改善了不锈钢表面的润湿性,熔化的GFRP在不锈钢表面由不润湿性转变为润湿性;随着微织构间距的增大,接触角先减小后增大,当微织构间距为0.2 mm时,接触角达到最小值62.4°,此时表面微织构的引入对界面机械嵌合的促进效果最佳;此外,微织构的引入促进了界面化学扩散,使得接头拉剪力达到最大值3548 N,界面失效形式由界面断裂转变为界面断裂与内聚断裂混合的失效形式。

关键词：激光技术纳秒激光微织构单面单点电阻焊润湿性机械嵌合

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功率调制对激光振镜焊接铝合金的影响

焊接学报 2024年第8期45卷 70-78页

作者：韩静石玗张刚李广乐望赟代锋先兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 浙江巴顿焊接技术研究院杭州311200 浙江金旦智能科技有限公司杭州311200

为了验证能量分布模式对异种铝合金焊接质量的影响,采用全域功率调制激光振镜焊接系统对6061和5052铝合金进行了对接焊试验.对比了传统激光焊(LW)和两种激光振镜焊接模式(恒功率-CP和梯度功率-GP)对焊缝成形、焊接气孔、显微组织和力学... 详细信息

为了验证能量分布模式对异种铝合金焊接质量的影响,采用全域功率调制激光振镜焊接系统对6061和5052铝合金进行了对接焊试验.对比了传统激光焊(LW)和两种激光振镜焊接模式(恒功率-CP和梯度功率-GP)对焊缝成形、焊接气孔、显微组织和力学性能的影响.结果表明,光束振荡改善了焊缝成形,GP模式焊缝表面凹陷程度最小;振镜模式下焊缝等轴晶的比例比激光焊增多,其中GP模式焊缝等轴化程度最高,显示出最高的接头强度和熔合区硬度;GP模式焊接时降低了熔池温度梯度,使熔池产生了最大的过冷度和异质形核率,从而提高了焊缝中等轴晶的比例;振镜激光焊接改变了能量分布模式,降低了能量峰值;GP模式下焊缝中心的能量密度高于CP模式,使得焊缝熔合良好.

关键词：全域功率调制光束振荡异种铝合金显微组织