TC4钛合金激光焊对接接头超塑变形显微组织

采用双面潜弧焊焊接了45mm厚的tc4钛合金,得到了内部无缺陷的对接接头,采用光学显微镜分析了接头的显微组织。结果表明:焊缝为β柱状晶,柱状晶内为α′马氏体组成的网篮组织,先焊焊缝受后一道焊缝影响,α′马氏体呈条状,后焊焊缝高温停留时间较短,冷却后α′马氏体为针状;热影响区分为部分重结晶区、过渡区、细晶区与粗晶区,且皆为等轴晶,但尺寸及形态不同;部分重结晶区为等轴α、β组织;过渡区为等轴α、针状α′马氏体和残留β晶粒组织;细晶区则为针状α′马氏体和残留β晶粒;粗晶区组织为网篮状α′马氏体和残留β晶粒。

进行了母材氢含量为0.008%和0.023%的tc4钛合金氩弧焊焊接头力学性能试验,发现在变形开始阶段氢引起的软化和后期阶段的硬化和脆化现象.室温下,变形速度在10-2-10-3s-1范围内面缩很低,出现脆性.分析认为,软化是由于氢减弱晶格结合强度、加快位错运动所致,硬化和脆化则是由于氢在晶界附近富集和位错堆积难以运动所致.为恢复因氢降低的力学性能,应进行真空去氢处理.

采用对接焊方法,对比研究了tc4钛合金薄板光纤激光焊接和yag激光焊接接头的宏观形状特征,分析了两种焊接热源在焊缝背宽比相同时的接头拉伸性能差异,并获得了焊接热输入对光纤激光焊接接头宏观形状与拉伸性能的影响规律。试验结果表明:光纤激光焊缝背宽比常常大于yag激光焊缝,焊接接头的强度和塑性均高于yag激光焊接接头。在稳定光纤激光全熔透深熔焊接条件下,焊缝背宽比和焊接接头的拉伸性能随焊接热输入的增加呈现先上升再下降的趋势,当焊接热输入为40j/mm,焊缝背宽比约0.8时,光纤激光焊接接头具有最好的拉伸性能,抗拉强度为1133.72mpa,断后伸长率为14.32%。

采用统计分析的方法研究了固溶氢对tc4钛合金电子束焊接头疲劳寿命的影响,并对接头试样的疲劳断裂位置和疲劳断口形貌进行了观察与分析。结果表明,氢显著降低了tc4钛合金试样的疲劳寿命,氢含量0.028%(质量分数)的钛合金的疲劳寿命仅为未充氢试样的一半,当氢含量增大到0.120%时,疲劳寿命降到了未充氢的五分之一。疲劳试样多数断于接头的热影响区,造成这一结果的主要原因是热影响区的组织不均匀性和氢含量相对较高。断口的形貌特征表明,氢促进了疲劳裂纹的萌生和增加了裂纹扩展的速度,导致钛合金电子束焊接头的疲劳寿命显著降低。

显微组织对医用TC4钛合金U型钉缩口的影响

采用气胀成形方法对ta15钛合金四层结构芯板加强结构的激光焊接(lbw)/超塑成形(spf)技术进行了研究。结果表明,满足超塑成形的最佳激光穿透焊接工艺参数为:功率2300w,焊接速率0.8m·min-1,离焦量+1;最佳超塑成形参数为:成形温度930℃,成形压力2.0mpa,成形时间60min;芯板加强结构成形效果良好。

首次对tc4钛合金板进行了激光冲击成形实验研究,实现了tc4板的激光冲击成形。并利用金相显微镜、扫描电镜(sem)和显微硬度计分析了冲击成形后试样组织结构和表层硬度的变化。实验结果表明激光冲击成形技术不但可以实现对tc4钛合金板的成形,而且还可以提高了tc4钛合金板的物理和力学性能。最后通过与sus304不锈钢成形效果的比较,说明了tc4钛合金比sus304不锈钢更难成形。

Q235钢对接接头熔化焊金相组织

四、曲面工件对接接头的超声检测 1、基本要求 曲面工作是指（检测面）直径小于或等于500mm的承压设备，其检测方法基 本与9.2节所述的平板对接焊接接头的检测方法类似。但曲面工件纵缝和环缝因 其曲率的原因，有其自身特点。 1.1.检测条件的选择 （1）探头应根据工件的曲率和材料厚度选择探头k值，为了达到较好 的耦合宜选用小晶片探头。 曲面纵缝检测与管材纵向缺陷检测类似，应考虑几何临界角的限制，确保声 束能扫查到整个焊接接头。为了达到较好的耦合效果，若曲率较大，应将探头接 触面修磨成与工件外表面相吻合的曲面，此时应意探头入射点和k值的变化，并 用曲率试块作实际测定。 曲面环缝检测一般探头不需修磨也可有较好的耦合效果。若耦合效果不好， 可考虑修磨探头接触面。 1.2.对比试块 直接采用csk系列标准试块时，缺陷定位定量时考虑

对聚变堆用clam钢进行了激光焊接试验,并对接头进行740℃/1h焊后回火处理,分别对热处理前、后接头的显微组织及性能进行了研究.结果表明,获得了成形良好、无缺陷的焊接接头;焊态下,焊缝由淬硬的板条马氏体和大量的δ铁素体组织组成.完全淬火区由板条马氏体和极少量的δ铁素体组成,其硬度高达545hv;焊后热处理使焊缝及完全淬火区的板条马氏体分别转变为碳化物弥散分布的回火马氏体和回火索氏体组织.显著降低了接头的淬硬程度,最大硬度仅比母材高约15%;焊后回火热处理前、后接头的抗拉强度均高于基体母材,虽然焊后热处理使接头强度有所降低,但仍达到原始母材的98%以上.

利用光纤激光对激光熔化沉积tc17钛合金与锻造tc17钛合金薄板进行了激光热导熔化焊接,利用光学显微镜、扫描电镜、x射线衍射仪和显微硬度计分析了接头的组织结构及显微硬度分布。结果表明,tc17钛合金激光熔化沉积件及锻件薄壁板状试样激光焊接接头凝固组织为沿未熔母材外延定向生长的细小树枝晶组织。锻造钛合金焊缝热影响区(haz)大且热影响区β晶粒发生了严重的长大现象,而激光熔化沉积钛合金焊缝热影响区小且热影响区β晶粒尺寸几乎无明显变化,表现出优异的焊接热稳定性。无论锻造钛合金还是激光熔化沉积钛合金,其焊缝区显微硬度高于母材,热影响区显微硬度低于母材。

基于40cr待焊面表层实施激光淬火组织超细化处理后,与qcr0.5异材实施恒温超塑性固态焊接可行性分析的基础上,探讨了恒温超塑性固态焊接的接头形成过程。试验结果表明:在40cr与qcr0.5超塑性固态焊接的过程中,硬度较低的qcr0.5首先在硬度较高的40cr焊接面凸起处粘结,同时发生元素扩散,随焊接过程的进行,粘结物逐渐增多,元素扩散加剧,最终实现异材的超塑性固态连接。

利用ｘ射线衍射分析和扫描电镜，研究了金刚石锯片激光焊接接头的成分和组织，并测试了接头的力学性能。试验表明，刀头材料对焊接质量有重要影响，焊缝的成分和组织是不均匀的，光束偏移量对焊缝成分和组织有很大影响

通过对tc4-dt钛合金焊接接头显微组织的观察和疲劳断裂过程的原位观测,分析了焊接接头的显微组织特征,研究了焊接接头的疲劳裂纹萌生与扩展行为。结果表明:tc4-dt焊接接头疲劳断裂于母材区,疲劳裂纹萌生于试样的边缘,裂纹既可以沿着初生α相扩展又能直接切过初生α相扩展,裂纹的萌生寿命占整个疲劳寿命的比例较大,裂纹的扩展寿命很短。

采用单边缺口试样，用扫描电镜观察了tc4-dt钛合金母材及电子束焊接接头焊缝区与热影响区的疲劳断口，分别分析了疲劳裂纹起裂源、扩展区及瞬断区的断口形貌特征。结果表明，疲劳裂纹均起裂于试样缺口根部，并由试样的一侧扩展到另一侧，裂纹扩展初期均沿一定的结晶面扩展，属于脆性穿晶断裂；母材和热影响区的瞬断部位均有明显的韧窝出现，属于塑性沿晶断裂，而焊缝区断口上韧窝不明显；热影响区疲劳断口有疲劳条带出现，但在母材和焊缝区断口上很难看见。

采用光纤激光焊接az91d镁合金,借助金相显微镜、x射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜分别对焊接接头的微观组织结构、相组成、断口形貌进行分析。结果表明:光纤激光焊接az91d镁合金,能够得到无明显缺陷的焊接接头,焊缝组织为细小的柱状晶组织,接头热影响区小。焊缝组织由过饱和α-mg固溶体和al2mg相组成,焊缝金属冷却速度较快,没有β-mg17al12脆性相析出。α-mg晶内和晶界上有少量al2mg析出物,且存在大量位错线和位错胞。断口特征为韧脆混合断裂形式,有微小裂纹存在。

采用光纤激光焊接amca403镁合金。分析了焊接接头的微观组织、硬度变化及不同焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律及机理。结果表明:光纤激光焊接amca403镁合金,能够得到无明显缺陷的焊接接头。试验中出现了热导焊和深熔焊两种焊接模式。在一定参数范围内热输入是影响焊接模式和焊缝形状的主要因素。焊缝区晶粒比母材细化,显微硬度明显提高。同一功率下,随焊接速度提高,焊缝晶粒减小,硬度增大。

通过真空自耗熔炼制备的tc4合金铸锭,经开坯锻造后,终锻成棒坯并机加工成挤压管材用坯料,随后在不同工艺条件下挤压,以获得球形气瓶用具有细晶组织特征的超塑性tc4合金管材。研究了工艺参数对挤压管材的组织及力学性能的影响。结果表明:对挤压前的坯料在1050℃进行β固溶预处理,然后在950℃对两相区挤压,可获得晶粒尺寸达5～10μm的细晶组织,管材超塑性拉伸伸长率达600%～900%,有效地保证了球形气瓶的超塑性成型。

各种型钢对接接头参考值 1．等边角钢对接接头参考值(mm) 角钢对接接头角钢接头角钢长(l)空隙(δ)焊缝高(h)角钢对接接头角钢接头角钢长(l) 空隙 (δ) 焊缝高(h) 50×50×5 50×50×6 60×60×5 60×60×6 65×65×6 65×65×8 75×75×6 75×75×8 80×80×6 80×80×8 90×90×8 90×90×10 100×100×8 100×100×10 50×50×5 50×50×6 60×60×5 60×60×6 65×65×6 65×65×8 75×75×6 75×75×8 80×80×6 80×80×8 90×90×8 90×90×10 100×100×8 100×100×10 210 220 230

铝合金在采用对接接头胶接时能保证连接强度,但其应力分布不容易分析.通过数值分析方法,在ansys软件平台中通过搭建两种不同形式的铝合金对接接头,研究模型弯曲时其应力分布情况.胶层应力在两端部分波动较大,在中间应力分布比较有规则,x、y与第一主应力与胶结长度几乎成线性分布,而胶层的平均应力关于胶层的中点位置几乎呈现对称的抛物线分布.基于以上规律可以为铝合金在受到载荷时对接头的设计提供一定的方法和建议.

铝合金平板对接焊接接头变形及损伤行为研究

应用tig焊获得焊缝质量良好的6061铝合金对接焊接接头,进行静态拉伸试验;试验结果表明,试样大多断裂在距焊缝熔合线边缘7~9mm处的软化区;应用双孔微剪切试验与有限元结合获得焊接接头各微区的力学性能及损失参数,提供给有限元计算,建立静态拉伸试验的有限元模型,并与实际试验结果对比验证模型的正确性,在此基础上研究高匹配和低匹配焊接接头及试样相对宽度对焊接接头失效行为的影响,结果表明,对于低匹配焊接接头,接头越窄越容易失效,所以应尽量选择较宽的焊接接头;对于高匹配焊接接头,接头越窄,越不容易失效,所以建议应尽量选择较窄的焊接接头.