超塑性固相焊焊接面断口的分形探讨

以恒温超焊焊接面断口为研究对象，采用二次电子衬度曲线法表述焊接面断口的分形维数，探讨了用分形维数来描述焊接面断口各区焊合特征的可能性。试验结果表明，由于焊接面断口各区焊合状态的不同，对应的分形维数也不同。当测量尺码在1－4μm的范围内时，分形维数可以完全作为反映焊合微观状态的特征参量，因此用分形来描述超塑性固相焊焊接面断口各区的焊合特征是可行的。这也从分形理论的角度证明了在超塑性固相焊接头的形成过程中，焊接在各微区的焊合状态是非均匀性的。     

场致扩散焊接界面结合质量的超声无损评价

采用超声C扫描成像方法得到β-Al2O3陶瓷与纯铝的场致扩散焊接界面C扫描图像，用直方图最大熵值法对C扫描图像进行二值化处理，由二值化图像计算该界面的焊合率．通过研究不同工艺参数条件下试样的焊合率与剪切强度的关系，发现焊合率与剪切强度近似成线性关系，剪切强度随着焊合率的升高而升高，由此证明焊合率是反映界面结合质量的重要参数．用此方法对不同工艺参数条件下K4玻璃和纯铝的场致扩散焊接界面结合质量进行评价，发现焊接温度和外加电场电压的升高提高了试样的焊合率，改善了场致扩散焊接界面的结合质量．研究结果表明，超声C扫描方法适用于场致扩散焊接界面结合质量的评价，为场致扩散焊接，特别是低强度脆性材料的场致扩散焊接界面结合质量的评价提供了一种新方法．     

钢铁材料的相变超塑性焊接

首次采用Ｇｌｅｅｂｌｅ－１５００热模拟试验机进行了不同金属材料相变超塑性焊接过程及接头性能的探讨。试验证明低碳钢、铸铁及Ａ３－Ｔ８异种钢接头利用相变诱发的超塑性状态来进行固相焊接是可行的。作为介于一般压力焊与扩散焊之间的一种新焊接方法，相变超塑性焊接对很多金属材料的连接具有一定的应用前景。     

40Cr－5CrMnMo钢超塑性压接的组织与性能

采用预先处理及表面处理，４０Ｃｒ－５ＣｒＭｎＭｏ钢在空气炉中可实现超塑性固相压接．压接工艺条件为：温度７１０～７３０℃，应变速率２～３×１０－４ｓ－１、压力５０～８０ＭＰａ．时间３～５ｍｉｎ．压接强度达到基材４０Ｃｒ钢强度。通过接头显微组织分析，提出了钢超塑性固相压接机制为超塑变形的晶粒滑动和原子扩散造成的原始界面消失。     

转速对异种材料搅拌摩擦焊界面微孔缺陷尺寸变化规律的影响

近年来,国内外对异种金属搅拌摩擦焊的研究现状进行了总结。重点对异种材料搅拌摩擦的特点、应用及其组织演化特征进行归纳和分析。该文建立了异种材料搅拌摩擦焊界面缺陷演化模型,通过有限元模拟搅拌针不同转速下异种材料搅拌摩擦焊界面微孔缺陷演化过程,阐述了转速对异种材料搅拌摩擦焊界面微孔缺陷尺寸变化规律,特别是以2024与7050铝合金模拟异种材料搅拌摩擦焊过程中界面微孔缺陷的演化过程以及尺寸变化规律。     

AISI304/低碳钢真空扩散焊接头组织和性能

采用真空扩散焊接方法连接AISI304奥氏体不锈钢和低碳钢异种材料.在焊接温度和焊接压力恒定的条件下,研究焊接时间对ASTM304/低碳钢异种材料扩散焊接头组织和性能的影响.研究结果表明:在焊接温度850℃,焊接压力10 MPa,焊接时间60 min条件下AISI304奥氏体不锈钢/低碳钢异种材料实现了良好的扩散结合,其强度和韧性均超过低碳钢母材水平.接头抗拉强度达到440 MPa,拉伸断裂发生在低碳钢一侧.在扩散焊高温环境下,界面附近有碳化物偏析现象,析出相为脆硬的Cr23C6,脆硬相的出现导致界面韧性下降,延长焊接时间可有效避免有害化合物Cr23C6的析出,冲击韧性达到120.5 J/cm2,冲击断口在低碳钢一侧.     

异种金属材料扩散焊界面断裂分析

本文探讨了将能量理论应用于异种金属材料扩散焊接头界面断裂韧性测试的可行性，并应用双悬臂梁试件测试了（Ａ３＋Ｃｕ，Ａ３＋ＬＹ１２）几种材料组合扩散焊接头界面的临界裂纹能量释放率。结果表明，异种金属材料扩散焊接头界面裂纹能量释放率与材料的弹性模量及板厚的组合有关，通过材料性能和几何尺寸的合理匹配，可以优化界面抗断裂性能。     

钢在恒温超塑焊接过程中焊接面断口分析

通过对 40Cr T10A钢恒温超塑性固相焊接过程中焊接面断口的观察与分析 ,认为超塑性固相焊接接头形成过程中焊接面各微区焊合状态是非均匀的 ,并呈现出不同的断口形貌特征 ;若按微观上断口形貌特征分类 ,整个断口可分为类原始界面区、准冶金结合区和冶金结合区 3个特征区域 ;接头形成过程可描述为冶金结合区增加、准冶金结合区逐渐增大而类原始界面区逐渐减小的过程。     

铝合金/钢搅拌摩擦焊与冷金属过渡焊搭接接头的拉剪载荷及显微组织分析

分别采用搅拌摩擦焊和冷金属过渡焊进行铝合金与镀锌钢的焊接试验,通过对焊缝截面显微组织、界面层成分及显微硬度的对比分析,研究影响焊接接头拉剪载荷和失效形式的因素。结果表明:搅拌摩擦焊接头的拉剪载荷接近于母材,焊缝晶粒细小、组织致密,显微硬度高于冷金属过渡焊接头,铝合金-钢异种金属界面层的结合为通过"洋葱瓣"状结构的机械咬合和冶金结合,界面层厚度约为20μm,为Al-Zn固溶体;冷金属过渡焊接头的拉剪载荷较铝母材降低了37.8%,在熔合线附近断裂,熔合线附近为柱状晶,焊缝根部存在热裂纹,显微硬度较铝母材的降低了30%,界面层厚度约为5μm,为Al-Fe金属间化合物。     

钛/铜异种金属焊接技术研究进展

目的综述目前钛/铜异种金属焊接方法的研究现状,对比各种焊接方法的优缺点,为进一步发展高质量钛/铜焊接技术提供参考。方法在分析钛/铜异种金属的焊接性的基础上,将钛/铜异种金属焊接方法分为熔钎焊、固相焊、添加过渡层3类,归纳总结了焊接钛/铜异种金属的难点和现有解决办法。结果目前现有的焊接方法虽然在一定程度上抑制了TixCuy金属间化合物的形成,但是并未完全消除,接头的塑性较低。结论为了完全抑制TixCuy金属间化合物的形成,物理隔绝Ti和Cu的相互扩散是理想的办法,因此添加高熔点并与Ti和Cu无金属间化合物形成的过渡层是钛/铜异种金属焊接的发展趋势。     

人工神经网络在超塑性固相焊接头质量预测中的应用

以 4 0Cr/T10A恒温超塑性固相焊接工艺试验数据为样本 ,经正则化预处理 ,采用径向基函数网络 ,建立由恒温超塑性固相焊接焊接工艺参数预测其接头质量的人工神经网络模型。试验结果表明 ,训练出的网络模型具有收敛快、精度高等优点 ,其完全可以应用于恒温超塑性固相焊接接头质量控制设计中。     

扩散焊接条件下复合材料接合区界面行为研究

对复合材料SiCw-6061A1扩散焊接接合区基体-基体、弱吉相-基本、弱强相-增强相三种界面行为进行了探索性的研究,分析了接头微观组织及其力学性能。研究表明,在试验范围内,当焊接温度低于复合材料固相线温度时,基体-基体界面可以实现良好结合,而增强相-基体-增强相-增强相界面难以实现结合。发现在铝基复合材料SiCw-6061Al液、固两相温度区间存在一个“临界温度”,当焊接温度达到该温度时,接合区出现一定数量的液态基体金属,不仅基体-基体、增强相-基体界面可以实现较好结合,而且增强相-增强相界面将转化为增强相-基体-增强相界面,焊接接头强度达到母材强度;在此基础上首次提出“非夹层液相扩散焊接”新工艺,成功实现复合材料SiCw-6061Al扩散连接。     

双相不锈钢超塑性变形机理

从材料的晶体结构出发,研究了双相不锈钢超塑性变形的机理.利用背散射电子衍射花样分析系统(EBSD),获得了双相不锈钢变形过程中的ODF图、极图和取向与转轴分布等晶体取向分布规律.结合透射电镜对微观组织的观察结果进行了综合分析.研究表明,双相不锈钢超塑性变形的机理为形变诱导析出和动态再结晶、晶界滑移以及变形中的晶粒转动.     

异种钢焊接接头过渡层影响因素的研究

本文根据回归正交优化法原理,用电孤焊试验研究了异种钢焊接接头过渡层的影响因素。通过实测与计算,获得过渡层为零时,最佳匹配的焊接规范参数,为消除过渡层的有害影响探讨了新的途径。     

Effect of superplastic deformation on precipitation behavior of sigma phase in 3207 duplex stainless steel

Owing to excellent strength, toughness and corrosion resistance, duplex stainless steels(DSS) are widely used in constructional and petrochemical applications. Sigma phase, which has detrimental impact on the properties, is readily precipitated during hot working of DSS. However, precipitation behavior of sigma phase during superplastic deformation, which is the most significant processing method of DSS, is still unclear. In the current study,the effect of superplastic deformation on the precipitation behavior of sigma phase was investigated in 3207 duplex stainless steel. The result shows that superplastic deformation could prevent sigma phase precipitation generally by increasing mobility of grain boundaries and decreasing misorientation of the sigma phase boundaries, resulting in some sigma phase precipitated on the twin boundaries. Most of the sigma phase precipitated on ferrite-austenite interface with misorientation of 20–25°, while it precipitated in ferrite or austenite with the misorientation of 40°–45°. The orientation relationship between sigma phase and matrix matched well in austenite and on the ferrite/austenite interfaces, while it showed a small misfit in ferrite. The prevention effect of the superplastic deformation on the sigma phase precipitation was beneficial to quasi stable deformation stage,resulting in longer elongation.     

非等强焊接接头的屈服载荷

焊接接头热影响区软化是TMCP钢不可避免的问题.为分析这种接头的承载能力,利用滑移线场的变形机制,考虑焊缝和热影响区的强度相对于母材的变化,以及它们的宽度相对于板厚的变化,给出了包含有焊缝、热影响区和母材的拉伸试样屈服载荷的计算方法.计算结果表明,热影响区的硬化或软化及其宽度对接头屈服载荷有直接的影响.热影响区软化的焊接接头承载能力可以通过提高焊缝强度来补偿.该分析方法适于TMCP钢焊接接头焊缝强度的初步设计.     

现代双相不锈钢焊接研究

在概述现代双相不锈钢的发展及有关焊接方面若干问题的基础上，采用有代表性的2205双相不锈钢进行MIG焊接试验，研究了热输入量对焊缝的金相组织、铁素体含量、硬度及冲击韧性的影响，以及混合保护气体（Ar30％He1％O2）对焊缝成形及性能的影响。此外还提出了采用计算机图象分析仪进行铁素体含量测定的方法。研究结果表明，2205双相不锈钢具有良好的可焊性，采用MIG焊在不同的规范下均可以获得性能优异的焊缝；混合保护气较纯氩保护时可以获得更大的熔深和更好的焊缝形状；计算机图象分析可以更迅速、精确地测定铁素体含量，且重复性好。     

异种钢熔化焊接头氢的扩散行为

本文全面地分析了用奥氏体型填充材料焊接珠光体异种钢接头氢在焊接过程不同阶段、不同部位的扩散和聚集特点,并建立了相应的氢的扩散模型。所得结论为深入研究氢在异种钢接头延迟裂纹形成中的作用奠定了一定的理论基础。     

复合材料多界面脱粘超声检测技术

本文分析了各种复合材料多界面脱粘检测技术的优缺点，如X射线照相、X射线CT、超声脉冲回波技术、超声穿透技术和超声谐振技术等．提出了能够检测金属基复合材料多界面脱粘的“板波诱发波超声检测技术”的原理，并在实际试件上进行了研究，给出了第一界面、第二界面、第三界面的脱粘检测结果和两个界面的脱粘检测C扫描图像．