摘要：采用自主设计的KCo8钴基中间层对GH5188高温合金进行瞬间液相扩散连接,借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)及电子探针(EPMA)分析评估了瞬间液相扩散焊接工艺参数对接头微观组织的影响,探究了焊接工艺对接头的影响机理,采用电子万能试验机检测接头的力学性能进行评估并分析其断裂机理。结果表明,典型的接头主要由3种区域构成:GH5188合金(母材),M_(5)B_(3)、M_(3)B_(2)等析出相存在的扩散区和钴基固溶体构成的等温凝固区。扩散区的扩散行为与焊接工艺有关,随着焊接温度的升高或保温时间的延长,扩散区析出相的密集程度逐渐减小。最佳工艺参数为焊接温度1180℃,保温60 min,接头平均抗拉强度为1033 MPa,达到母材性能的96.5%,且断裂于母材,满足工程背景需求,并为GH5188 TLP扩散焊的广泛应用提供参考。

摘要：目的为增强Q960E钢表面的使用性能、减少裂纹的产生,设计并制备了一种韧-硬复合梯度过渡熔覆层。方法通过实验比对,选出了适合的过渡层与高硬层熔覆材料。首先选择XY-26F-104合金粉末作为熔覆材料,用TIG焊将材料熔覆在基板上作为过渡层,其次采用CO_(2)气体保护焊在过渡层上熔覆YD557堆焊焊丝获得高硬层。通过优化熔覆工艺得到无裂纹、无气孔、成形良好的熔覆层。对获得的梯度过渡熔覆层进行组织分析、硬度和冲击韧性等测试。结果基体-过渡层-高硬层两两之间产生了良好的冶金结合,熔覆层中无明显缺陷产生。微观形貌分析结果表明,在过渡层中有胞状晶与胞状枝晶产生,高硬层主要由板条马氏体组成。硬度测试结果表明,基体硬度为350HV,高硬层的平均硬度为620HV,过渡层平均硬度为480HV,过渡层硬度处于高硬层硬度与基板硬度之间,各部分硬度的梯度分布既提高了复合板的耐磨性,又增强了复合板的韧性。在冲击性能测试中,基体的平均冲击吸收功为34 J,复合板的平均冲击吸收功为68.48 J,为基体的2.5倍。在摩擦磨损实验中,基材的磨损质量为15.1 mg,而熔覆层的磨损质量仅为4.2 mg,基体的磨损质量为熔覆层的3.59倍;熔覆层平均摩擦因数为0.3987,相较于基材的降低了0.0728;熔覆层的磨损机制为磨粒磨损,基材的磨损机制为黏着磨损。结论设计的复合梯度熔覆层既能提高表面的使用性能,又能增强熔覆层的韧性,减少裂纹的产生。

摘要：通过自主研发制备了三种不同W含量KCo7、KCo8、KCo9中间层,采用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)对中间层进行表征,并在1180℃保温60 min的条件下进行GH5188高温合金真空瞬间液相扩散焊试验验证;分别研究了中间层厚度以及不同中间层接头显微结构及力学性能的影响。结果表明:当KCo7中间层厚度为20μm时,接头存在大量未焊合缺陷,室温抗拉强度仅有568 MPa;当KCo7中间层厚度增加至40μm时,焊缝填充良好,室温抗拉强度达到941.3 MPa。此外,随着中间层中W含量由0增加至8%(质量分数)时,焊缝中心富W的M_6C析出量明显增加,室温抗拉强度先上升后下降。其中,采用厚度为40μm的KCo8中间层获得的接头具有最高的室温抗拉强度1033 MPa,且断裂发生在母材区。

摘要：高熵合金由于其新颖的设计理念及特殊性能,成为材料科学领域内新的研究热点。目前高熵合金的研究与应用还主要局限在材料的制备与合成方面,随着其在工业领域的广泛应用,必然涉及高熵合金在焊接领域的研究。本文从高熵合金同种材料的焊接、高熵合金和异种材料之间的焊接以及高熵合金作为填充材料进行异种材料之间的焊接三个方面展开叙述,重点分析焊接方法、高熵合金组分、焊接初始状态及焊接参数等因素对接头组织和性能的影响,特别在高熵合金作为填充材料时,利用高熵效应和迟滞扩散效应进行的界面调控尤为重要;对不同制备方法下的高熵合金涂层进行细致分析,介绍熔覆工艺、添加微量元素以及后热处理的影响,着重对比激光熔覆工艺下高熵合金涂层的耐磨性;通过对高熵合金在焊接领域的研究与应用进行总结,提出目前存在的问题主要是尚未建立高熵合金体系和焊接工艺间的对应标准及阐明缺陷的形成机理;并对未来高熵合金在焊接领域的重点研究方向进行了展望。

摘要：超声波塑料焊接是一种高效、绿色的焊接方法,近年来被广泛应用于碳纤维增强热塑性复合材料(carbon fiber reinforced thermoplastic,CFRTP)的连接。焊接接头的设计是CFRTP超声波焊接的关键环节。针对这一环节,提出了一种基于表面结构化的CFRTP超声波焊接方法,即在焊接之前通过超声波压印的方式将母材表面结构化,加工出导能筋。以碳纤维增强尼龙66(CF/PA66)为研究对象,对表面结构化后的CF/PA66进行超声波焊接,研究焊点形成过程,并对焊接接头微观组织进行观察,测试接头拉伸剪切性能,分析接头断裂机制和断口特征。结果表明,相比无结构化的CFRTP超声波焊接,通过超声波压印对母材表面进行结构化所加工出来的导能筋能有效地集中能量,降低焊点分布的随机性和分散性,提高焊接接头的质量。此外,对待焊工件的两个表面均进行结构化处理,可以得到缺陷更少的焊接接头。

摘要：为改善埋弧焊的焊接质量,结合脉冲焊接和交流焊接两者优势,提出一种交流脉冲埋弧焊焊接方法,并研制了一台大功率交流脉冲埋弧焊接电源。功率变换电路采用双主电路并联设计,可实现1 250 A交流脉冲电流输出;主电路次级采用耦合电感结构,加快交流过零点速度并提高极性切换时的电弧稳定性;搭建了以STM32F405RGT6芯片为核心的数字化控制系统,通过多特性数字均流策略实现了双主电路的可靠均流和多种电流波形的平稳输出,采用分离式增量PID算法进一步提升动态响应性能。工艺试验结果表明,在同等的焊接条件和交流参数下,交流脉冲埋弧焊比交流方波埋弧焊可获得更深的熔深、更宽的熔宽以及更细化的焊缝晶粒。

摘要：随焊冲击碾压整形(weld shaping with trailing impact rolling,WSTIR)是一种能够降低应力变形、提高承载能力的随焊整形新方法.分别对原始焊态的低匹配等承载接头与随焊冲击碾压整形的低匹配等承载接头进行了硬度试验和残余应力试验.结果表明,随焊整形等承载接头焊缝表面、焊趾处表面的硬度显著高于原始焊态等承载接头的硬度,说明随焊冲击碾压整形对接头承载的关键区域有加工硬化的效果;随焊整形低匹配等承载接头各点的纵向和横向残余应力明显低于原始焊态等承载接头相应位置的纵向和横向残余应力,甚至在随焊整形接头的焊缝中心以及焊趾附近纵向均出现了残余压应力,残余压应力的引入必然能显著地提高低匹配接头承载能力.

摘要：目的以380CL车轮钢为研究对象,分析其闪光对焊工艺参数与焊接接头组织和力学性能的关系,为解决车轮焊后开裂问题提供技术支持。方法利用正交实验法对厚度为7 mm、宽度为380 mm的380CL热轧钢板进行闪光对焊工艺优化,利用正交实验表L9(34)设计实验方案,以焊接后接头的抗拉强度和冲击韧性为考核指标,选择初始烧化速度、初始烧化加速度、顶锻距离和顶锻速度4个参数为实验因素,并忽略各因素之间的相互影响,每个因素选择3个水平进行正交实验。通过拉伸实验和冲击实验对焊接接头的力学性能进行评估。结果初始烧化加速度对接头抗拉强度的影响最大,初始烧化速度对接头冲击吸收功的影响最大,优化后获得的最优工艺参数组合如下:初始烧化速度为1.5mm/s,初始烧化加速度为0.05mm/s^(2),顶锻距离为6mm,顶锻速度为40mm/s。结论焊接接头的抗拉强度高于母材的抗拉强度,而断后伸长率比母材的低。在焊接接头中焊缝金属区主要为粗大的铁素体和少量珠光体,焊接热影响区的铁素体和珠光体均有所长大,且存在魏氏体组织。

摘要：我国现役超超临界(Ultra-supercritical,USC)火电机组锅炉受热面管系中有大量由铁素体耐热钢与镍基合金/奥氏体耐热钢构成的异种钢焊接接头(Dissimilar metal welded joints,DMWJs)。生产实践表明,大量的DMWJs在服役7万~10万h后发生早期失效,使用寿命远低于设计寿命30年或20万h。DMWJs早期开裂事故的频发,不仅对机组的安全运行造成极大危害,而且给发电企业带来了巨大的经济损失和负面的社会影响,同时也反映了当前对异种钢焊接,尤其是DMWJs高温服役性能的认识仍存在不足。为深入解析DMWJs的早期失效原因,回顾并总结了国内外近20年对9-12%Cr钢/镍基合金、9-12%Cr钢/奥氏体耐热钢DMWJs在高温蠕变、高温疲劳等高温力学性能方面的研究结果;分别从环境温度、加载应力、DMWJs的热力学特性、焊接残余应力、微观组织演变等方面,总结了不同因素对DMWJs高温断裂模式和断裂特征的影响,详细阐述了DMWJs在高温蠕变和疲劳条件下的断裂机理,归纳了当前较流行的高温断裂损伤物理模型及其发展应用。最后,本文建议了两种较为有效的可改善接头高温力学性能的方法,并对未来的研究方向进行了建议和展望。

摘要：弹性阶段以提高低匹配接头弯曲承载能力为目标,基于有限单元法针对X形坡口低匹配对接接头三点弯曲形状设计,从材料力学方法角度出发,考察了双侧余高对称时低匹配对接接头的焊缝余高、盖面焊道宽度、焊趾过渡圆弧半径等形状参数对三个危险区弯曲应力集中系数的影响.结果表明,对母材与焊缝交界处突变区与焊缝底部中心区的影响规律为焊缝余高影响最大,盖面焊道宽度影响次之,焊趾圆弧半径影响最小;对焊趾部位影响规律为盖面焊道宽度的影响较大,焊趾圆弧半径和焊缝余高影响均较小.选择合适的形状参数可以提高低匹配接头弯曲承载能力.