合金气焊接头显微组织的分析研究

采用金相显微镜、扫描电镜、硬度计等测量方法,观察分析了铝锂合金钎焊前后母材和钎焊接头的显微组织变化,通过分析测试钎焊接头的显微硬度和断口微区的化学成分,研究分析了钎焊接头强度的变化规律。结果表明,焊后母材中的强化相由质点转变为板条状;氮气保护条件下,钎焊接头未见气孔、夹杂、裂纹等缺陷,钎焊接头存在一定的扩散区,从而有效地提高了钎焊接头的强度;无氮气保护的条件下,钎焊接头有大量的缺陷存在,这些缺陷的存在严重影响了钎焊接头的强度。

选用yg30硬质合金与45钢进行电子束对接焊复合试验,用扫描电镜、波长分散x射线谱仪对焊接接头显微组织进行了分析。结果表明:当电子束电流小、焊接速度慢时,焊接接头易形成有害的η相,η相分布于yg30/焊缝界面区域,并聚集长大,η相层厚度约10μm;焊接过程中硬质合金脱碳和铁向硬质合金迁移是η相形成的主要原因。

钛合金活性焊剂氩弧焊接头组织分析——采用北京航空制造工程研究所研制的ftr一0l钛合金活性焊剂进行了a·tig焊及常规tig焊焊接tc4钛合金工艺对比试验。利用金相试验方法对两种焊接接头的结晶组织形貌进行了详细的对比和分析，并对焊接接头区域的化学组成进行了...

采用北京航空制造工程研究所研制的ft-01钛合金活性焊剂进行了a-tig焊及常规tig焊焊接tc4钛合金工艺对比试验。利用金相试验方法对两种焊接接头的结晶组织形貌进行了详细的对比和分析,并对焊接接头区域的化学组成进行了测试和分析。结果表明,钛合金活性焊剂对焊接接头的宏观组织形貌有明显影响,但对焊接接头的化学组成没有影响。

采用一种含有铝、钛活性元素的镍基高温钎料,对k465镍基铸造高温合金在1220℃进行了高温真空钎焊实验,通过光镜、扫描电镜和能谱分析研究分析了不同钎焊间隙和焊后热处理状态下的钎焊接头组织。研究表明0.1~0.2mm钎焊间隙的钎缝组织由(γ+γ′)共晶、呈块状、骨架状或羽毛状和不规则形状的化合物相和γ固溶体组成;0.35mm间隙中填充镍网的钎缝组织,主要由大量γ枝晶、少量(γ+γ′)共晶和少量的化合物相组成。钎焊接头间隙在0.1~0.2mm时钎焊后固溶热处理不能明显消除有害化合物相;而接头添加镍网可明显改善接头组织,减少有害化合物相,提高固溶热处理的效果。

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。

利用自行改制的数控交流电阻焊机,采用cuni薄带钎料,配合改进型钎剂实现了tini形状记忆合金电阻钎焊连接。借助于光学显微镜、sem及edx对钎缝的组织进行了分析。结果表明,试验采用的电阻钎焊工艺对母材的热影响极小,接头中没有明显的热影响区;在钎缝中存在的ti3ni4化合物相是tini合金产生双程及全程形状记忆效应的主要因素

研制了钎焊锌铝合金的cd-sn-zn钎料、zncl2-nh4cl-kf钎剂,研究了锌铝合金炉中钎焊及火焰钎焊的工艺参数,并使用tem,sem和xr-ay对钎焊接头进行了分析。结果表明,经优化的炉中钎焊工艺参数为:加热温度320℃、保温时间15min、钎焊间隙0.14mm。钎焊接头界面区出现了大量的硬质点相,cd与mg2cu6al5之间存在(102)cd//(111)mg2cu6al5,(220)mg2cu6al5//(010)cd,(224)mg2cu6al5//(211)cd的相结构关系,提高了接头的结合强度;界面区包含了母材和钎料中的所有物相且有一定宽度,界面区的zn含量高且sn分布均匀,表明钎料与母材发生了剧烈的扩散。

采用金相显微镜、电子显微镜、x射线能谱仪、显微硬度、力学试验等检测手段,对ta17钛合金/ag95cunili/0cr18ni10ti不锈钢钎焊接头的组织特征进行了分析。结果表明:钎缝中不锈钢/钎料一侧,形成了三层金属间化合物钎缝组织;在钛合金/钎料一侧,形成两个组织区域;同时,银沿钛合金晶间扩散;在凝固钎焊接头的钎缝中,靠近不锈钢一侧出现了ti、cu的富集;靠近钛合金一侧cu原子的含量明显升高,钎缝中心区基本上是纯银;钎缝中除不锈钢/钎料扩散层外,其他各微区的显微硬度并没有增加;从钎缝断口分析也证明钎缝中靠近不锈钢一侧是接头最薄弱的位置。

对大厚度钛合金电子束焊接接头的显微组织、相组成和冷隔缺陷进行研究。结果表明，焊缝区组织为马氏体α′相；热影响区由细晶区和粗晶区两部分组成，细晶区组织为初生α相＋β相＋等轴α相，粗晶区组织为少量的初生α相＋针状α′相；母材区组织基本上都是长条状和块状的初生α相，其间分布着少量残余β相。对冷隔的形成原因进行了分析，并提出了预防措施。

t91钢管手工氩弧焊接头的显微组织——对9i60．3mmx8mm的t91钢管的母材及手工氩弧焊接头进行了化学成分、力学性能和显微组织的测定。结果表明，t91钢管的化学成分、力学性能和显微组织均满足gb531o一1995的要求，焊接接头的组织为正常组织。

以mgh956合金钎焊接头高温抗拉强度为考察对象进行了正交试验设计。结果表明,考察的3个因素对接头性能影响的主次顺序为:钎料成分﹥保温方式﹥焊缝间隙;对应较优工艺参数为:钎料为kco3,保温方式为:1240℃/10min加1000℃/30min;焊缝间隙为0.02mm。在所进行试验中,1000℃拉伸试验结果最好的焊缝强度接近了母材水平。

胶焊技术是将胶接与电阻占、焊（或凸焊）技术相结合的一种先进的复合连接技术。胶焊接头中由于存在焊点，弥补了胶接接头高温性能差、持久强度低、胶层老化等不足；胶焊接头中的胶粘剂使焊点附近应力集中减小，接头强度提高，尤其是疲劳性能得到很大改善，提高了接头抗腐蚀能力等。同时铝合金材料广泛地应用于汽车、飞机等的制造，从而达到轻量化、节能、环保、低成本等目的。本文首先通过正交试验对铝合金胶焊的点焊参数进行了研究，并对胶焊与点焊、胶接进行了对比试验分析。同时本文通过在点焊胶中添加兼有导电性能和点焊熔核强化作用的铜粉、铝粉、碳纳米管，进行试验以考察分析增强点焊胶导电性以及在点焊胶中加入对点焊熔核具有强化作用的物质对胶焊接头强度的影响。

通过对ta17/0cr18ni9ti相变超塑性扩散焊接头拉伸断口的观察分析,研究了其接头的组织结构,断裂机制。分析表明,在焊接过程中,由于钛合金/不锈钢两侧的ti、fe、cr等原子的互扩散,在接头界面处形成了β-ti、feti、fe2ti、σ等物相。由于界面处缺陷的存在以及钛合金侧拉向残余应力的存在,使拉伸断裂主要发生在β-ti和feti中。分析还发现,接头对缺陷很敏感,焊接端面上的倒角、划痕及孔洞会使接头的强度降低。

针对az31镁合金材料,研究了在a-tig焊中单一成分的活性剂对焊缝成形的影响。试验结果表明,与无活性剂的焊缝相比,活性剂tio2、sio2、cr2o3、cdcl2和cacl2能够有效地增加镁合金焊缝的熔深和深宽比。镁合金涂敷活性剂cdcl2后焊缝接头的微观组织与未涂敷时焊缝接头的微观组织没有明显区别,只是前者热影响区稍宽。未涂敷活性剂和涂敷cdcl2的试样硬度值分布相差不大。在az31镁合金的焊接中,活性剂cdcl2的作用效果最好。

点焊接头的设计 点焊通常采用搭接接头和折边接头接头可以由两个或两个以上等厚度或不等厚 度的工件组成。在设计点焊结构时，必须考虑电极的可达性，即电极必须能方便 地抵达工件的焊接部位。同时还应考虑诸如边距、搭接量、点距、装配间隙和焊 点强度诸因素。 边距的最小值取决于被焊金属的种类，厚度和焊接条件。对于屈服强度高的 金属、薄件或采用强条件时可取较小值。 搭接量是边距的两倍，推荐的最小搭接量见表1。 表1接头的最小搭接量（mm)3 最薄板件 厚度 单排焊点双排焊点 结构钢 不锈钢及 高温合金 轻合金结构钢 不锈钢及 高温合金 轻合金 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 8 9 10 11 12 14 16 18 20 22 6 7 8 9 10 12 14 16 18

本文采用bni-2、bпp-1两种钎料,对1cr18ni9ti不锈钢进行了电子束钎焊和真空钎焊,并对其接头进行了显微组织分析.结果表明,两种钎料电子束钎焊形成的接头显微组织主要都是固溶体;bni-2钎料真空钎焊形成接头的显微组织是由两部分组成的,一部分是位于母材附近的镍固溶体,另一部分是位于钎缝中心的化合物组织;bпp-1钎料真空钎焊形成接头的显微组织是由铜-镍固溶体和钎缝中少量的化合物相组成的.

采用ni基箔片钎料对gh3044镍基合金进行钎焊连接,利用电子扫描显微镜(sem)及能谱分析仪,对接头的界面组织进行观察和分析;采用电子万能试验机对gh3044镍基合金的钎焊接头进行抗剪试验,评价接头的室温抗剪强度.试验结果表明:当钎焊温度为1070℃,保温时间为10min时,界面处有(cr,w)2+ni固溶体析出,钎缝中有(cu,ni)固溶体组织+ni-mn金属间化合物层及η″+ξ′金属间化合物层生成,此钎焊工艺参数下获得的钎焊接头具有最高的室温抗剪强度319mpa.

用镍基钎料真空钎焊镍基合金时钎焊温度对钎料中si、b等元素的扩散有重要作用,因此采用3种钎焊温度对其进行真空钎焊,研究了1080、1110和1140℃钎焊温度下钎缝的微观组织、元素分布及显微硬度等。结果表明,随着钎焊温度的升高,钎料中元素向母材扩散越充分,钎焊温度为1140℃时,钎缝组织基本为固溶体。

对活性化焊接(a-tig)方法在镁合金焊接中的应用进行了初步的探讨。选取tio2作为活性剂,研究了单一活性剂tio2对镁合金焊接后微观组织的影响。试验结果表明,涂敷单一活性剂tio2可以使焊缝熔深比常规的tig焊增加2倍。与未涂敷活性剂的焊缝相比,涂敷tio2活性剂可以增大焊接的熔深,减小熔宽。

以co2激光为热源,以alsi12焊丝为填充材料,对ti-6al-4v钛合金和5056铝合金异种材料激光熔钎焊进行研究,采用sem、eds、xrd和金相显微镜分析接头的微观结构特征,通过拉伸实验评定接头的力学性能。研究结果表明:所得接头具有熔焊和钎焊双重性质,即铝母材局部熔化,为熔化焊,而钛母材与焊缝金属之间存在金属间化合物层钎焊界面;钎焊界面上部的金属间化合物层组成复杂,可分为2层,即呈针状或芽状的ti-al-si系金属间化合物层和以ti-al系金属间化合物为主的连续层;钎焊界面下部的金属间化合物层较薄;拉伸试样断裂倾向于发生在紧邻钎焊界面的焊缝上,平均抗拉强度为298.5mpa。

采用交流和直流两种方法对az31b镁合金进行了电阻点焊,分析了接头的组织形态。结果显示,焊点熔核中心为细小的等轴晶,结晶后的组织为非平衡凝固产生的远离平衡态的组织,在先共晶α-mg相上析出β-mg17al12离异共晶体;直流点焊中加大电极压力使得焊点热影响区组织形态由等轴晶转换为树枝晶;交流点焊规范的改变不引起焊点组织形态的变化,只是影响析出相的数量