TC4鈦合金厚板潛弧焊接頭顯微組織

通過對tc4板材進行兩種t型接頭的激光焊接試驗,分析了酸洗、焊接環(huán)境及焊后修復對鈦合金激光焊接接頭質(zhì)量的影響,實驗結(jié)果表明,鈦合金激光焊具有較強的氣孔傾向,酸洗及焊后重熔并未明顯改善接頭氣孔的情況,但氣孔數(shù)量對濕度的變化較為敏感。不同焊接試驗的結(jié)果統(tǒng)計表明,雖然接頭存在大量氣孔,但只有位于上下兩側(cè)板材的貼合面處的這一小部分氣孔才會造成受力面積的減小,因此接頭整體仍具有較高的抗剪力。

進行了母材氫含量為0.008%和0.023%的tc4鈦合金氬弧焊焊接頭力學性能試驗,發(fā)現(xiàn)在變形開始階段氫引起的軟化和后期階段的硬化和脆化現(xiàn)象.室溫下,變形速度在10-2-10-3s-1范圍內(nèi)面縮很低,出現(xiàn)脆性.分析認為,軟化是由于氫減弱晶格結(jié)合強度、加快位錯運動所致,硬化和脆化則是由于氫在晶界附近富集和位錯堆積難以運動所致.為恢復因氫降低的力學性能,應進行真空去氫處理.

鈦合金活性焊劑氬弧焊接頭組織分析——采用北京航空制造工程研究所研制的ftr一0l鈦合金活性焊劑進行了a·tig焊及常規(guī)tig焊焊接tc4鈦合金工藝對比試驗。利用金相試驗方法對兩種焊接接頭的結(jié)晶組織形貌進行了詳細的對比和分析，并對焊接接頭區(qū)域的化學組成進行了...

采用北京航空制造工程研究所研制的ft-01鈦合金活性焊劑進行了a-tig焊及常規(guī)tig焊焊接tc4鈦合金工藝對比試驗。利用金相試驗方法對兩種焊接接頭的結(jié)晶組織形貌進行了詳細的對比和分析,并對焊接接頭區(qū)域的化學組成進行了測試和分析。結(jié)果表明,鈦合金活性焊劑對焊接接頭的宏觀組織形貌有明顯影響,但對焊接接頭的化學組成沒有影響。

顯微組織對醫(yī)用TC4鈦合金U型釘縮口的影響

在釬焊時間3~30min,釬焊溫度860~1000℃的條件下,采用agcuti釬料對c/c復合材料和tc4合金進行了釬焊試驗。利用掃描電鏡及eds能譜分析的方法對接頭的界面組織及斷口形貌進行了研究。結(jié)果表明,接頭界面結(jié)構(gòu)為c/c復合材料/tic+c/ticu+tic/ag(s.s)+ti3cu4+ticu/ti3cu4/ticu/ti2cu/ti2cu+ti(s.s)/tc4。由壓剪試驗測得的接頭抗剪強度結(jié)果可知,在釬焊溫度910℃,保溫時間10min的條件下,接頭獲得的最高抗剪強度為25mpa。接頭的斷口分析結(jié)果表明,接頭斷裂的位置與被連接界面的碳纖維方向有關(guān),當碳纖維軸平行于連接面時,斷裂發(fā)生在復合材料中;當碳纖維軸垂直于連接面時,斷裂主要發(fā)生在復合材料與釬料的界面處。

通過對鈦合金厚板焊縫常用的應力測試方法進行對比分析,建立適合鈦合金窄間隙焊接試板的三維應力測試方法——逐層對稱剝削盲孔法,該方法克服窄間隙對接焊縫三維應力分布區(qū)間窄小、應力變化梯度大、應力測試操作難的技術(shù)難題,實現(xiàn)鈦合金厚板的三維應力測試,得出鈦合金厚板焊接接頭的三維殘余應力分布規(guī)律。

用光學顯微鏡、掃描電鏡、x射線衍射等分析手段,對高強度za合金釬焊接頭的顯微組織形態(tài)及其特征、性能及界面區(qū)的相組成等進行了研究分析。結(jié)果表明,用研制的新型高強軟釬料釬焊高強度za合金獲得的釬焊接頭在界面區(qū)局部有交互結(jié)晶產(chǎn)生;界面區(qū)組織構(gòu)成較復雜,既有cd、sn、zn固溶體,又有少量的細小的mg2sn、mgzn等化合物;固溶體可以提高釬焊接頭的強度和韌性,少量細小的化合物可強化基體組織,有利于強度的提高;但連續(xù)層狀的金屬間化合物可引起釬焊接頭的脆化,使其性能降低。測試結(jié)果表明釬焊接頭具有較高的力學性能,延伸率高于母材

對inconel718高溫合金12mm厚板的真空電子束焊(ebw)接頭整體及分層的顯微組織和高溫力學性能進行了研究。結(jié)果表明:經(jīng)熔透焊+修飾焊的接頭,焊縫中心的上、下層為樹枝晶,中層為柱狀晶;熱影響區(qū)由上層至下層晶粒長大程度逐漸減小。經(jīng)固溶+雙時效熱處理后,ebw接頭各區(qū)域晶界處均有δ相析出,在焊縫中心最多,在熱影響區(qū)及母材較少,晶粒內(nèi)部均析出了γ″相。在650℃時,接頭整體的抗拉強度σb、屈服強度σs和伸長率δ分別為1100mpa、800mpa和18%,達到了母材的90%、80%和80%。分層切片的力學性能下層最高,σb、σs和δ分別達到了1170mpa、870mpa和18%;上層最低,分別為1080mpa、780mpa和7%。上層斷口以脆性斷裂為主,中、下層斷口以韌性斷裂為主。顯微硬度分布為焊接中心最低,熱影響區(qū)與母材較高。晶界δ相的析出數(shù)量越多,顯微硬度值越低。

zn-al-cu-mg合金氣焊接頭顯微組織的分析研究——用透射電鏡對zn—a1一cu—mg合金的氧乙焰氣焊焊接接頭的組織及其形態(tài)進行了研究分析，結(jié)果表明，熔合區(qū)靠近母材的zn和a—a1大多呈顆粒狀，焊縫中的p_zn和a—a1呈條狀和顆粒狀，a—a1顆粒內(nèi)存在大量的位錯和位錯...

采用金相顯微鏡、電子顯微鏡、x射線能譜儀、顯微硬度、力學試驗等檢測手段,對ta17鈦合金/ag95cunili/0cr18ni10ti不銹鋼釬焊接頭的組織特征進行了分析。結(jié)果表明:釬縫中不銹鋼/釬料一側(cè),形成了三層金屬間化合物釬縫組織;在鈦合金/釬料一側(cè),形成兩個組織區(qū)域;同時,銀沿鈦合金晶間擴散;在凝固釬焊接頭的釬縫中,靠近不銹鋼一側(cè)出現(xiàn)了ti、cu的富集;靠近鈦合金一側(cè)cu原子的含量明顯升高,釬縫中心區(qū)基本上是純銀;釬縫中除不銹鋼/釬料擴散層外,其他各微區(qū)的顯微硬度并沒有增加;從釬縫斷口分析也證明釬縫中靠近不銹鋼一側(cè)是接頭最薄弱的位置。

對大厚度鈦合金電子束焊接接頭的顯微組織、相組成和冷隔缺陷進行研究。結(jié)果表明，焊縫區(qū)組織為馬氏體α′相；熱影響區(qū)由細晶區(qū)和粗晶區(qū)兩部分組成，細晶區(qū)組織為初生α相＋β相＋等軸α相，粗晶區(qū)組織為少量的初生α相＋針狀α′相；母材區(qū)組織基本上都是長條狀和塊狀的初生α相，其間分布著少量殘余β相。對冷隔的形成原因進行了分析，并提出了預防措施。

首次對tc4鈦合金板進行了激光沖擊成形實驗研究,實現(xiàn)了tc4板的激光沖擊成形。并利用金相顯微鏡、掃描電鏡(sem)和顯微硬度計分析了沖擊成形后試樣組織結(jié)構(gòu)和表層硬度的變化。實驗結(jié)果表明激光沖擊成形技術(shù)不但可以實現(xiàn)對tc4鈦合金板的成形,而且還可以提高了tc4鈦合金板的物理和力學性能。最后通過與sus304不銹鋼成形效果的比較,說明了tc4鈦合金比sus304不銹鋼更難成形。

t91鋼管手工氬弧焊接頭的顯微組織——對9i60．3mmx8mm的t91鋼管的母材及手工氬弧焊接頭進行了化學成分、力學性能和顯微組織的測定。結(jié)果表明，t91鋼管的化學成分、力學性能和顯微組織均滿足gb531o一1995的要求，焊接接頭的組織為正常組織。

通過對ta17/0cr18ni9ti相變超塑性擴散焊接頭拉伸斷口的觀察分析,研究了其接頭的組織結(jié)構(gòu),斷裂機制。分析表明,在焊接過程中,由于鈦合金/不銹鋼兩側(cè)的ti、fe、cr等原子的互擴散,在接頭界面處形成了β-ti、feti、fe2ti、σ等物相。由于界面處缺陷的存在以及鈦合金側(cè)拉向殘余應力的存在,使拉伸斷裂主要發(fā)生在β-ti和feti中。分析還發(fā)現(xiàn),接頭對缺陷很敏感,焊接端面上的倒角、劃痕及孔洞會使接頭的強度降低。

采用金相顯微鏡、掃描電鏡、硬度計等測量方法,觀察分析了鋁鋰合金釬焊前后母材和釬焊接頭的顯微組織變化,通過分析測試釬焊接頭的顯微硬度和斷口微區(qū)的化學成分,研究分析了釬焊接頭強度的變化規(guī)律。結(jié)果表明,焊后母材中的強化相由質(zhì)點轉(zhuǎn)變?yōu)榘鍡l狀;氮氣保護條件下,釬焊接頭未見氣孔、夾雜、裂紋等缺陷,釬焊接頭存在一定的擴散區(qū),從而有效地提高了釬焊接頭的強度;無氮氣保護的條件下,釬焊接頭有大量的缺陷存在,這些缺陷的存在嚴重影響了釬焊接頭的強度。

采用一種含有鋁、鈦活性元素的鎳基高溫釬料,對k465鎳基鑄造高溫合金在1220℃進行了高溫真空釬焊實驗,通過光鏡、掃描電鏡和能譜分析研究分析了不同釬焊間隙和焊后熱處理狀態(tài)下的釬焊接頭組織。研究表明0.1~0.2mm釬焊間隙的釬縫組織由(γ+γ′)共晶、呈塊狀、骨架狀或羽毛狀和不規(guī)則形狀的化合物相和γ固溶體組成;0.35mm間隙中填充鎳網(wǎng)的釬縫組織,主要由大量γ枝晶、少量(γ+γ′)共晶和少量的化合物相組成。釬焊接頭間隙在0.1~0.2mm時釬焊后固溶熱處理不能明顯消除有害化合物相;而接頭添加鎳網(wǎng)可明顯改善接頭組織,減少有害化合物相,提高固溶熱處理的效果。

采用50ti-20zr-20ni-10cu粉末釬料對ti3al-nb合金與tc4合金進行真空釬焊,通過sem、eds、電子探針及拉伸試驗研究不同釬焊溫度下釬焊接頭的顯微組織及性能特征。結(jié)果表明,釬焊溫度升高釬焊接頭強度并不提高;不同溫度下釬焊接頭中靠近tc4合金基體邊界處均生成魏氏體組織,隨溫度升高魏氏體組織粗化程度加劇;整個釬焊接頭中ti3al-nb合金基體與釬料的反應程度弱于tc4合金基體。

選用yg30硬質(zhì)合金與45鋼進行電子束對接焊復合試驗,用掃描電鏡、波長分散x射線譜儀對焊接接頭顯微組織進行了分析。結(jié)果表明:當電子束電流小、焊接速度慢時,焊接接頭易形成有害的η相,η相分布于yg30/焊縫界面區(qū)域,并聚集長大,η相層厚度約10μm;焊接過程中硬質(zhì)合金脫碳和鐵向硬質(zhì)合金遷移是η相形成的主要原因。

TC4鈦合金-304不銹鋼異種材料擴散焊研究

采用50ti-20zr-20ni-10cu粉末釬料對ti3al-nb(ti-13al-24nb)(質(zhì)量分數(shù))合金與tc4合金(ti-6al-4v)進行真空釬焊,通過sem、eds電子探針及拉伸試驗,研究不同釬縫間隙的釬焊接頭的顯微組織及性能特征。結(jié)果表明,釬縫間隙對釬焊接頭的組織及性能有較大影響,當釬縫間隙增大時,釬焊接頭的組織變得復雜,在接頭中既形成了共晶組織又形成了化合物帶,這種組織特征會顯著降低接頭的強度。

在車鉤座組成自動焊焊接過程中,射線探傷多次發(fā)現(xiàn)線性顯示,通過宏觀金相分析確認缺陷為焊縫側(cè)壁未熔合,多次返修嚴重影響了工件的焊接質(zhì)量及生產(chǎn)進度。本文結(jié)合常見的未熔合產(chǎn)生原因,同時將車鉤座組成與車鉤面板自動焊工藝進行對比,并進行了一系列的試驗及分析,對車鉤座自動焊工藝進行優(yōu)化,最終通過優(yōu)化車鉤座自動焊焊縫填充分布和焊接參數(shù)等措施,基本上解決了車鉤座自動焊的未熔合問題,射線探傷一次合格率提高到90%以上,提高了生產(chǎn)效率。