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焊接学报
焊接学报

王亚

月刊

0253-360X

hjxbjb@126.com

0451-86323218

150028

哈尔滨市和兴路111号

焊接学报/Journal Transactions of the China Welding InstitutionCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊主要刊登焊接各专业学科理论研究的专题论文和反映焊接新材料、新工艺方法的专题论文。它代表了中国焊接学术水平具有一定的权威性,在国内外拥有广大的读者,在国际上享有一定的声誉。被美国《工程索引(Ei)》、《科学引文索引(SCI)》收录,是中国科技论文统计源期刊。
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    (TiZrHf)40(NiCu)55Al5高熵非晶钎料真空钎焊Ti2AlNb/GH4169合金

    李鹏张振阳张亮亮马雄...
    1-11页
    查看更多>>摘要:设计了一种高熵非晶钎料(TiZrHf)40(NiCu)55Al5 对Ti2AlNb合金与GH4169镍基高温合金进行真空钎焊,分析了钎焊工艺对Ti2AlNb合金/GH4169镍基高温合金接头界面组织形貌、力学性能及断裂行为的影响规律.结果表明,钎焊接头可划分为Ti2AlNb/等温凝固区(Ⅰ区)/钎缝中心区(Ⅱ区)/扩散反应区(Ⅲ区)/GH4169;钎焊接头典型界面组织为Ti2AlNb/B2+Ti2Ni(Al,Nb)/(Ti,Zr,Hf)(Ni,Cu)/(Ni,Cr,Fe,Ti)ss+Cr-rich(Ni,Cr,Fe)ss+Ni-rich(Ni,Cr,Fe)ss+(Ni,Cr,Fe)ss/GH4169;随钎焊温度升高和保温时间延长,钎焊接头的抗剪强度均呈现出先增大后减小的趋势,当钎焊温度为 1 020℃、钎焊时间为 15 min时,接头的抗剪强度达到最大 237 MPa.断口分析表明,接头主要断裂在Ti2Ni(Al,Nb)+(Ti,Zr,Hf)(Ni,Cu)+(Ni,Cr,Fe,Ti)ss处,并逐渐向扩散反应区扩展,断口形貌呈现出典型的解理断裂特征.

    Ti2AlNb合金GH4169镍基高温合金真空钎焊微观组织抗剪强度

    6061铝合金搅拌摩擦沉积增材修复工艺及修复区性能

    程龙杨新岐唐文珅罗庭...
    12-23页
    查看更多>>摘要:为了探讨修复工艺及模拟凹槽缺陷尺寸对搅拌摩擦沉积增材(additive friction stir deposition,AFSD)修复区组织及性能影响规律,对 5 mm厚AA6061-T6板进行AFSD修复工艺试验.结果表明,对于 3 mm深度、6~24 mm不同宽度凹槽缺陷,采用主轴转速 400 r/min、移动速度 150~300 mm/min修复工艺均能实现沉积层与基板的有效冶金连接.当凹槽宽度小于送料棒直径时,可以获得完全致密无缺陷的修复区;修复区附近可划分为修复沉积区、热力影响区、热影响区及母材.沉积区完全由细小等轴晶组成,晶粒尺寸相当于基材晶粒尺寸的 9.1%~12.8%;在沉积区内主要强化相β"相几乎全部溶解,平均硬度为母材硬度的 71.6%.在 400 r/min和 300 mm/min工艺下,凹槽宽度 12 mm修复态力学性能最佳,抗拉强度和断后伸长率分别为 197.4 MPa和 10.92%,试样均断裂于母材热影响区与热力影响区的交界处,具有韧性断裂模式.当凹槽宽度为24 mm大于送料棒直径时,在 400 r/min和 150 mm/min工艺下力学性能最佳,修复态抗拉强度和断后伸长率分别为 178.9 MPa和7.74%,此时产生于沉积层与基材结合界面的弱连接是影响修复性能关键因素.

    搅拌摩擦沉积增材(AFSD)6061-T6铝合金修复工艺力学性能

    电阻缝焊制备铁基非晶涂层温度场数值模拟

    王文琴徐永东韩召先张超华...
    24-32页
    查看更多>>摘要:通过电阻缝焊成功在SUS304上制备出铁基非晶涂层,并测量制备过程的温度热循环.基于Comsol采用电-热耦合的有限元方法,重点分析制备过程电流密度及温度场的动态分布及换热机理,对比温度场的试验和模拟结果可知,相同位置模拟与试验的温度热循环曲线误差很小,验证了电-热耦合方法计算电阻缝焊制备制备铁基非晶涂层温度场的可靠性.结果表明,高电流密度区域主要存在于电极轮正下方粉末层底部的某些点位、以电极轮与粉末层接触面左右两端为中心的邻近区域,铁基非晶涂层制备过程的温度场不仅与电流密度分布相关,还受电极轮移动及涂层与附近区域的热交换所影响,使稳定时,在纵向温度几乎没有变化,在x-z截面呈左边高、右边次之、中间低的"凹"字形分布,相对应的热循环曲线则呈"升-降-升"的整体升温趋势.

    电阻缝焊电热耦合数值模拟铁基非晶涂层

    采用Nb中间层扩散连接Zr-4合金接头界面组织与性能

    王瑞萍肖宗林杨旭王泽明...
    33-40页
    查看更多>>摘要:为提高Zr-4合金扩散焊接头强度,降低有效连接温度,采用不同厚度的Nb中间层在 760℃/30 min/7 MPa条件下扩散连接Zr-4合金,分析了Nb中间层的加入及其厚度对接头界面组织和性能的影响.结果表明,在扩散连接过程中,界面处Zr和Nb原子相互扩散形成由(Zr,Nb)固溶体构成的扩散层,且扩散层厚度随着中间层厚度的增加基本不变,靠近Nb侧的扩散层中观察到Zr(Cr,Fe)2 和Zr(Fe,Nb)2 第二相的生成.在 760℃条件下,Zr-4合金直接扩散焊接头抗拉强度仅为 75 MPa,存在大量未连接区域,添加Nb中间层可显著提高界面结合率,接头抗拉强度达到 450 MPa,接头抗拉强度和断后伸长率随着Nb中间层厚度的增加稍有下降,在添加 20 μm中间层时最大,分别为 450 MPa和 13.1%,且断裂位置由Zr-4合金基体(20 μm)转变为界面扩散层(50 μm和 80 μm).Zr-4合金扩散焊接头在经历 400℃,10.3 MPa的过热蒸气腐蚀后,扩散层发生明显腐蚀现象,腐蚀深度最大达到 108.39 μm,接头抗拉强度和断后伸长率下降至 415 MPa和 5.1%,断裂位置在连接界面处,断口中发现Zr(Fe,Nb)2 相.

    扩散焊Zr-4合金Nb中间层腐蚀性能

    6061铝合金超声辅助搅拌摩擦焊温度场分析

    马付建李锡伟陈绍付典颐...
    41-51页
    查看更多>>摘要:为了分析超声振动对 6061铝合金超声辅助搅拌摩擦焊接过程温度场的影响,采用解析建模和数值模拟的方法,建立了超声辅助搅拌摩擦焊过程中接触界面摩擦系数模型和热力耦合有限元分析模型,开展了 6061铝合金超声辅助搅拌摩擦焊温度测量试验,结合有限元与试验结果进行对比分析.结果表明,仿真得到的工件表面温度分布曲线及取样点温度都与试验结果基本吻合,验证了建立模型的准确性;超声振动可以改变摩擦状态,降低焊接摩擦产热,减少峰值温度及高温区域的面积,振幅对焊接峰值温度影响的显著性高于频率.

    铝合金超声辅助搅拌摩擦焊摩擦系数任意拉格朗日-欧拉温度场

    不同振镜精度下选区激光熔化Ti6Al4V零件性能的对比分析

    刘鹏宇李辉张瑞华肖梦智...
    52-61页
    查看更多>>摘要:为了研究振镜精度对选区激光熔化成形件的影响,在 3种不同振镜精度下制备Ti6Al4V 试样,并对零件的硬度、致密度、物相、微观组织、力学性能和断口形貌进行分析.结果表明,3组试样的物相均为α/α'相,随着振镜精度变差试样的致密度、维氏硬度、屈服强度和应变值呈下降趋势;振镜校准精度在 0.025 mm范围内,拉伸件的断裂应变为 10.15%,扫描轨迹未出现明显偏移;振镜校准精度在 0.05 mm范围内,拉伸件的断裂应变为 8.99%,扫描轨迹未出现明显偏移,断口边缘出现了夹渣,零件表面出现微小的气孔,抗拉强度与屈服强度变化不明显,断后伸长率有所下降;振镜校准精度在 0.09 mm范围内,拉伸件的断裂应变为 8.37%,部分扫描轨迹出现了 10 μm的偏移,零件表面出现明显的大气孔,断口两侧出现夹渣,抗拉强度变化不大,屈服强度略微下降,断后伸长率明显降低.分析认为振镜校准精度在 0.05 mm范围内,打印过程熔道未出现明显的偏移现象,振镜校准精度在 0.09 mm范围内,部分打印点出现了漂移现象,引起了熔道的偏移,脱离了原始的规划路径,导致气孔、飞溅或未熔粉末的产生,降低了零件的致密度及拉伸件的承载面积,引起了断后伸长率的降低.

    选区激光熔化振镜精度金相组织材料力学性能Ti6Al4V

    双TIG活性电弧增材制造方法与工艺

    张佳邵沛泽王新鑫黄健康...
    62-69,78页
    查看更多>>摘要:为了进一步发挥电弧-丝材增材制造方法高熔敷效率的优势,提出了一种采用双TIG活性电弧作为热源的增材制造方法,利用双TIG电弧并在保护气体中加入少量活性气体氧气,采用直径 1.2 mm的SUS304奥氏体不锈钢焊丝进行薄壁件堆积试验,研究了氧的引入、沉积电流分配、电弧移动速度和送丝速度等工艺参数对熔敷层平均宽度和高度的影响,并考察熔敷金属的显微组织和力学性能.结果表明,与普通TIG电弧相比,双TIG活性电弧增材制造工艺不仅能够改善焊缝成形并提高熔敷效率,而且降低熔敷金属和熔池的表面张力,增强其润湿铺展特性,进一步改善沉积层成形;在电流相当的条件下,与普通TIG电弧沉积相比,沉积效率明显提高,达到 2.7 kg/h.随着后置焊枪沉积电流的增大(前置焊枪沉积电流的减小),墙体宽度先增加后减小,墙体高度的变化与之相反;随着电弧移动速度增加,墙体宽度和高度均下降;当送丝速度增加时,墙体高度明显增加,宽度变化不大.氧气对墙体熔敷金属微观组织无明显影响,组织形态均为垂直于沉积方向的柱状树枝晶.沉积墙体的抗拉强度和断后伸长率随着氧气的引入略有下降.

    双TIG活性电弧增材制造工艺参数

    功率调制对激光振镜焊接铝合金的影响

    韩静石玗张刚李广...
    70-78页
    查看更多>>摘要: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.

    全域功率调制光束振荡异种铝合金显微组织

    置氢TA10合金焊接接头组织和高温压缩性能

    刘全明肖俊峰高斯峰唐文书...
    79-84,94页
    查看更多>>摘要:航改燃气轮机焊接修复的钛合金叶片服役于含氢环境中常发生氢脆损伤.试验重点研究了不同置氢量的钛合金氩弧焊接头的微观组织、维氏硬度及氢作用机理、高温压缩性能.结果表明,置氢 0.12%(质量分数)焊接接头组织中析出大层片δ氢化物,其尺寸随H元素含量增加而增大,母材、热影响区及焊缝微观组织发生明显改变;置氢 0.21%的硬度明显高于其它置氢量,高氢提升焊接接头硬度;低氢时氢固溶强化使α晶粒硬度略提升,高氢时氢化物析出伴随晶格体积膨胀使金属局部塑性变形产生大量位错,位错运动需绕或切过氢化物,导致α晶粒硬度明显提升.压下量对高温压缩流变应力影响有限,再结晶软化作用主要受变形温度控制,随压下量增大,焊缝组织中层片α晶粒连同氢化物沿垂直压下方向被拉长或与压下方向呈一定角度被弯折,氢化物沿层片α晶界生长,热压缩过程中组织再结晶现象不明显.

    钛合金焊接接头置氢微观组织维氏硬度高温压缩性能

    航空锂电池焊缝的多通道多频涡流检测

    张晓丹白石刘志尧林禹熙...
    85-94页
    查看更多>>摘要:为了实现航空锂电池极耳极板激光焊缝的高效准确检测,设计制作了带有层析成像功能的多通道多频涡流检测系统.采用该系统及 5通道防干扰差分结构涡流传感器对极耳极板焊缝中的局部断焊、整体漏焊、焊缝变形内凹、微小缺陷等典型缺陷进行检测,并基于趋肤效应原理,采用层析成像技术对焊瘤缺陷进行扫查成像.结果表明,研发的带有层析成像功能的多通道多频涡流检测系统可有效检测出锂电池极耳极板焊缝中的多种典型缺陷,最小可检测ϕ 1 mm的缺陷,层析成像技术可实现不同深度下缺陷的形貌观测.通过对大量检测结果的对比分析,总结了缺陷种类、位置及长度的判别方法,提出了一套缺陷判别流程与评定准则,为实现锂电池极耳极板焊缝检测的工程化奠定了良好的基础.

    锂电池极耳极板焊缝多通道多频涡流层析成像微小缺陷检测