镁合金焊接技术研究进展

成熟可靠的焊接技术是镁合金大范围应用的重要保证。本文针对目前镁合金焊接技术的研究现状与存在问题进行了综述与分析,指出各种镁合金焊接技术都具有自身的优、劣势,对其选择应该立足于焊接技术本身的特性与焊接部件的具体要求。其中,钨极氩弧焊、搅拌摩擦焊和激光焊是镁合金焊接工艺中具有巨大发展潜力与应用前景的焊接技术。     

激光焊接等离子体简化电流模型及应用

等离子体控制是解决高功率激光焊接的关键技术。为完善对等离子体控制技术 ,对焊接过程中等离子体电流的形成进行了理论分析 ,并将等离子体导电过程简化等效为一个具有内阻的电源模型。采用 3 k W CO2 激光器在不同激光焊接规范下 ,依据测量得到的等离子体电流计算得到了等效电源电压和等效内阻。最后依据此模型成功实现了辅助磁场对等离子体的控制     

Microstructure and property of the Ti-24Al-15Nb-1.5Mo/TC11 joint welded by electron beam welding

The Ti-24Al-15Nb-1.5Mo alloy, in the as-forged and heat-treated states, was joined to the as-forged TC 11 titanium alloy by electron beam welding with the heat inputs of 135 and 150 kJ/m. Then the microstructure and property of the Ti-24Al-15Nb-1.5Mo/TC 11 welding interface were investigated. The results show that the phase constitution of the weld is not related to the heat input, and is mainly composed of α' phase. Moreover, the intermetallic phases of TiEAlNb, MoNb, Nb₃Al, and TiAl₃ are formed in the weld zone. Therefore, the microhardness value of the weld zone is higher than that of the other portions in the same sample. The profile of the weld is asymmetrically fimnel-like. The grain sizes of the weld and its heat-affected zones are increased with increasing heat input. There is an obvious difference in the element content of the welding interface; only the alloying elements in the fusion zone reach a new balance during solidification.     

离子束增强沉积纳米Fe—N磁性膜

利用高能量（〉１５ｋｅＶ）、脉冲氮离子束增强沉积（ＩＢＥＤ）Ｆｅ－Ｎ磁性薄膜。合成了含有α－Ｆｅ、α″－Ｆｅ１６Ｎ２、γ＇－Ｆｅ４Ｎ和ε－Ｆｅ２￣３Ｎ相的纳米多晶薄膜。Ｆｅ－Ｎ薄膜的磁性取决于膜层的相结构及微观形貌。纳米尺度的α″－Ｆｅ１６Ｎ２和α－Ｆｅ相的混合物膜层的饱和磁性强度可达２４５ｅｍｕ／ｇ。多元ＩＢＥＤ Ｆｅ－Ｃｏ－Ｎ合金薄膜与相同制备条件下合成的Ｆｅ－Ｎ薄膜相比，其相结构相似，但饱和     

激光焊接速度对焊缝组织和硬度分布的影响

利用激光焊接工艺焊接核级不锈钢,通过改变激光焊接速度得到不同的焊接接头。采用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段研究了熔深比、δ/γ比、组织形貌以及焊缝中各相的成分。通过显微硬度测试了焊缝接头上硬度分布。随着焊接速度的增加,焊缝熔深比线性增加,焊缝中啄-铁素体含量增加,岛状组织增多,板条状组织增多,蠕虫状组织减少,焊缝区的平均硬度值增加。     

激光冲击强化对TC4电子束焊缝机械性能的影响

利用高功率重复率Nd：YAG激光对TC4钛合金电子束焊缝进行了冲击强化处理,研究了激光冲击强化处理过程中改变激光功率密度对电子束焊缝残余应力分布和表面层硬度的影响．试验结果表明,当激光脉冲能量为45．9J时,激光光斑直径Ф9mm,残余应力基本不发生变化,而激光光斑直径小于Ф3mm,焊缝残余应力分布变化显著,并随着激光光斑直径的减小,残余压应力的数值增大更加明显．当激光冲击的功率密度大于18GW／cm^2时,激光冲击强化处理使电子束焊缝区的残余应力改变明显,改善了焊缝残余应力的分布;当激光冲击的功率密度大于12GW／cm^2时,激光冲击强化处理使电子束焊缝区的表面层硬度明显改变,改善了焊缝区域硬度的分布,有利于提高TC4钛合金焊缝区的机械性能．     

局部真空电子束旋转动密封装置设计

大尺寸旋转动密封技术是局部真空电子束焊接的关键技术 论述了旋转动密封技术方案和动密封机构的选择,研制了1台大尺寸旋转动密封试验装置.在真空度指标为6×10-3Pa,转动周期为3.8r/min情况下,经过试验得到:(1)旋转动密封机构,系统出气的主要原因是旋转时漏气,而材料表面出气及静态漏气都是次要的;(2)单层密封结构已能够保证所需要的真空度,可以不考虑带夹层的双层密封结构;(3)动密封结构中滚珠支撑作用是非常重要的,它可以在保证密封的同时,减小摩擦力50%左右.试验的结果表明,大尺寸旋转动密封技术方案是正确的,设计的大尺寸动密封机构是可行的.     

Fe-Cu-Nb-Si-B快淬带的组织、磁性及微区力学性能

采用单辊熔体快淬法制备宽6~8 mm、厚30~40μm的Fe78.3Cu0.6Nb2.6Si9.5B9合金薄带.其直流磁性能为:饱和磁感应强度Bs=1.06 T,剩磁Br=0.39 T,矫顽力Hc=3.53 A/m,最大磁导率μm=2.43 m H/m;交流磁性能为:铁损P0.5 T/1 k Hz=22.2 W/kg,P0.2 T/100 k Hz=864 W/kg,对应的有效磁导率μe分别为833和1225.场发射高分辨扫描电镜观察发现,不同工艺参数制备的快淬带因晶化程度不同,对应的断口形貌特点也不同,非晶相和纳米晶复合的合金带断口可见镜面区和雾状区、周期性褶皱、河流状花样等,而晶化接近完全的合金带呈沿晶断裂.纳米力学探针研究表明,非晶相和纳米晶复合的合金带的微区硬度和弹性模量低于晶化接近完全的合金带.基于Luborsky法,利用自行设计的装置测量断裂应变,对材料的韧性进行半定量分析.     

铁磁材料磁化涡旋在应变作用下的响应简

磁化涡旋是微米/亚微米铁磁材料中一种常见的磁畴结构，由于它可以被用于高密度的磁性存储设备中，近年来受到了人们的广泛关注。本文基于随时间变化的Ginzburg-Landau方程，采用实空间下的相场模型研究了铁磁材料中磁化涡旋的力磁耦合行为，探讨了铁磁纳米圆柱体中自发磁化涡旋形态以及该结构在沿圆柱体轴向应变作用下的响应行为。结果表明，沿圆柱体轴向的应变对面内磁化分量的幅值和分布影响十分微弱，但对垂直于圆柱体表面磁化分量的影响却十分明显，具体表现为平面外磁化分量的幅值将随着拉应变的增大而增大，又会伴随压应变的增大而减小。随着平面外磁化分量的增加，则更容易探测到该磁化涡旋的极性情况，从而有利于实验观察和实际应用。     

旋转磁场对激光焊缝金属显微组织的影响

研究了旋转磁场对激光焊304不锈钢、Al-12Si合金焊缝金属显微组织,以及304不锈钢与Al-12Si合金连接缺陷的影响．研究结果表明：旋转磁场能有效地对激光焊熔池中液态304不锈钢、A1：12Si合金进行搅拌,抑制柱状晶的产生,细化焊缝金属晶粒．磁场的旋转速率越高,对液态的电磁搅拌作用越强,焊缝金属的晶粒越细小、Al-12Si合金共晶组织越均匀．旋转磁场能消除304不锈钢与Al-12Si合金激光焊焊缝金属中的缺陷,提高304不锈钢与Al-12Si合金焊接接头的性能．     

磁处理降低焊接残余应力中磁场方向的影响

为了解磁处理可降低铁磁性材料残余应力的内在机理和作用规律,通过实验研究了焊接试板在经不同磁场方向的磁场处理前后的残余应力分布,发现焊板平面内垂直于焊缝方向磁场处理后,焊缝区附近的残余应力有明显的降低;沿板厚方向磁场处理后,焊缝区附近残余应力也有所下降;而磁场方向沿焊缝方向进行处理,残余应力降低不明显。这说明磁场方向垂直于最大主应力方向时最有利于残余应力的降低。该文还初步分析了磁处理降低焊接残余应力时,磁场方向影响其效果的机理。     

Instability of relativistic electron beam with strong magnetic field

Stability criteria for a weak relativistic beam-plasma interaction in a strong magnetic field are found. Two beam modes occur,ω≈k _zC andω≈k _zC-ω_c. The dispersion equation of electrostatic two-stream is exactly solved with analytical method.     

AF1410钢电子束焊接件在模拟海洋环境中的腐蚀行为

采用中性盐雾试验模拟海洋环境,研究了 AF1410钢电子束焊接接头不同位置、不同暴露时间的腐蚀电化学阻抗谱特征,并结合电子束焊接接头组织结构分析评价了焊缝熔合区及母材的耐腐蚀性能及电化学行为。开路电位及阻抗谱研究表明,焊缝熔合区的粗大回火马氏体和析出碳化物易构成腐蚀电池,比基材腐蚀反应阻力小,易引起电化学腐蚀。建立了不同腐蚀阶段的阻抗谱等效电路,并对其进行了拟合。     

（Nd,Pr,Ce）-Fe-B 磁体的组织与磁学性能

为开发低成本烧结钕铁硼磁体,用30% Ce 替代(Nd0.75Pr0.25)32.69Fe66.25B1.06磁体中的 Nd 和 Pr,研究了磁体在烧结及回火过程中的组织结构和磁学性能变化.结果表明,取向压坯在1030～1080℃烧结2 h 后,随烧结温度升高,磁学性能下降,烧结温度为1030℃时综合磁学性能均最好.烧结态 Ce 替代磁体的综合磁学性能优于未替代磁体.一级回火后,相组成和晶粒尺寸基本不变,边界结构也未发生明显变化,磁体性能基本不变,或有少量下降.二级回火后,晶界明显改善,获得较清晰且平直的晶界,磁体矫顽力均得到大幅提高. Ce 替代磁体的剩磁、矫顽力和磁能积均稍低于未替代磁体.     

SPCC钢与NdFeB永磁体的激光点焊

在电子、汽车及音响器件的制造中,稀土永磁材料NdFeB与钢构件之间连接通常采用机械连接或粘接的方法,而关于钢与磁材料焊接的研究与应用还未见报道.为实现钢磁异质材料之间快速和高质量的连接,该文探索采用激光点焊方法连接SPCC钢与NdFeB永磁体,并对接头的形成过程、硬度、强度和断裂行为进行了研究.结果表明:激光点焊过程中,两种母材受热快速熔化、混合、凝固形成接头;接头中硬度分布不均匀,热影响区的硬度比NdFeB母材低,熔核内熔核线附近区域硬度最高,熔核中部硬度最低;接头断裂应力可达到磁体强度的75%;熔核与磁体界面上容易出现热裂纹,结合较弱,因此剪切试验中接头主要从这一区域发生断裂,断裂为晶间断裂,是典型的脆性断裂.     

冲击载荷下磁性层合梁的缓冲及衰减特性

利用在冲击载荷下磁性层合结构的层间发生滑移,进而引起刚度降低和摩擦耗能的特点,提出磁性层合缓冲及衰减的概念,研究在冲击载荷下磁性层合梁的缓冲和衰减性能。采用FEM方法分析了冲击载荷下磁性层合梁的冲击响应。通过与同样厚度的单层梁进行比较发现,在一定幅值范围的冲击载荷下,磁性层合梁不仅能使冲击响应最大峰值明显降低,而且能使冲击后的自由振动迅速衰减。     

海底管线铺设焊接技术现状与发展趋势

介绍了最新海底管线铺设焊接技术的研究现状与发展趋势,比较了各种主要焊接方法的特点,其中熔化极气体保护全自动焊是广泛使用的海底管线铺设焊接技术,提高该技术生产效率的有效途径是采用多头多炬及窄间隙坡口;介绍了闪光对单极脉冲焊、光纤激光-电弧复合焊及非真空电子束焊等新型焊接方法.认为这些方法有望在未来海底管线铺设工程中得到应用并产生重要影响;基于网络和总线技术的计算机集成管线铺设焊接系统可望成为提高焊接生产率的重要途径.     

Microstructure and mechanical properties of the welding joint filled with microalloying 5183 aluminum welding wires

In this study, 7A52 aluminum alloy sheets of 4 mm in thickness were welded by tungsten inert gas welding using microalloying welding wires containing traces of Zr and Er. The influence of rare earth elements Zr and Er on the microstructure and mechanical properties of the welded joints was analyzed by optical microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, transmission electron microscopy, hardness testing, and tensile mechanical properties testing. Systematic analyses indicate that the addition of trace amounts of Er and Zr leads to the formation of fine Al₃Er, Al₃Zr, and Al₃(Zr,Er) phases that favor significant grain refinement in the weld zone. Besides, the tensile strength and hardness of the welded joints were obviously improved with the addition of Er and Zr, as evidenced by the increase in tensile strength and elongation by 40 MPa and 1.4%, respectively, and by the welding coefficient of 73%.     

CoS2/魔芋纳米复合膜的制备及磁性研究

在魔芋稀溶液中合成了二硫化钴纳米晶,制备了二硫化钴/魔芋纳米复合膜,并对该纳米复合膜的磁性进行了研究.     

多孔氧化镍纳米片的制备及其磁性能研究

采用水热合成法制备了大孔径和小孔径两种多孔氧化镍纳米片.采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、全自动比表面及孔隙度分析仪以及超导量子相干磁强计等对它们的形貌、晶体结构、比表面积以及磁性能进行了表征,并且探讨了这两种不同孔径氧化镍纳米片的形成机制.研究结果显示:这两种多孔NiO纳米片在55 K和300 K温度下都呈现类铁磁性,而小孔径NiO纳米片显示具有更高的饱和磁化强度,这可能是由于小孔径氧化镍纳米片拥有较大的开孔密度和比表面积,表面缺陷增多导致其表面自旋无序度增加,超反铁磁性效应更加显著.