热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2022年第1期

• 激光选区熔化成形铝合金的缺陷及控制方法研究进展

  邹田春, 祝贺, 陈敏英, 欧尧,

  激光选区熔化(selective laser melting,SLM)技术能够实现高精度复杂铝合金零件的制造。本文介绍了SLM成形技术的原理,阐述了国内外SLM成形铝合金缺陷的研究进展,分析了SLM成形铝合金过程中可能出现的球化、孔隙、残余应力及裂纹、氧化夹杂和合金元素烧损五种缺陷的形成原因和控制方法,并简要预测了未来的发展趋势。

• 磁制冷合金的制备工艺与研究进展

  经伟, 高湉, 郑旭, 王星雨,

  磁制冷技术相对于传统的气体压缩制冷具有节能高效、运行稳定、环境友好等优良特点。本文对近期磁制冷合金的制备方法和研究进展进行总结,并对磁制冷合金材料的研究方向和未来工业应用等进行了预测。

• 变形温度对高Ti微合金高强钢再结晶的影响

  杭子迪, 冯运莉, 崔岩, 万德成, 徐永先, 张镇,

  采用Gleeble-3500热模拟试验机研究了不同变形温度对Ti微合金钢再结晶行为的影响。基于流动应力、应力硬化曲线、应力松弛曲线对Ti微合金钢动态再结晶和静态再结晶行为进行了分析。结果表明,微合金元素Ti能够显著抑制动态再结晶的发生;在应变速率0.75 s-1和真应变0.75时,随着变形温度的升高,变形后静态再结晶的孕育期缩短,再结晶速率加快;钢在1080℃变形结束后于0.07s时开始发生静态再结晶,1.45s时再结晶结束,整个再结晶过程只需1.38s,此温度下静态再结晶发生最为迅速。

• 多向锻造及时效对Ti-6Al-4V合金滑动磨损性能的影响

  黄彦天, 严伟林,

  对Ti-6Al-4V合金进行了复合多向锻造和时效处理,制备了具有强度高且塑性优良的超细晶钛合金材料,以增强超细晶钛合金的耐滑动磨损性能。研究结果表明:经过复合处理后试样晶粒明显细化且超细的第二相微粒呈弥散分布,力学性能显著提高;经过多向锻造并400℃×4h时效处理后,试样的抗拉强度和屈服强度分别从888.00、845.98MPa提高到1091.75、1068.06 MPa,分别提高了22.9%、28.4%,并保持良好的塑性、韧性。这主要是由于试验材料形成了α、β双相与纳米第二相微粒耦合的超细晶组织。

• 电弧微铸锻复合增材制造Safra 66铝合金组织及性能的研究

  张海鸥, 田景明, 王桂兰, 唐尚勇, 黄丞, 郑雯,

  利用电弧微铸锻复合增材制造装置直接成形了Safra 66铝合金制件,对电弧自由熔积成形与电弧微铸锻复合成形的Safra 66铝合金的组织特征和力学性能进行测试和分析,对比研究了微铸锻复合成形的断口形貌。结果表明:与自由熔积成形相比,微铸锻复合成形工艺可使Safra 66铝合金的组织更加均匀,晶粒得到整体细化,屈服强度提高31.1%,抗拉强度提高11.3%,伸长率提高20.0%,平均硬度提高15.5%。

• 超声-TLP制备Cu-Sn焊点的组织演变及力学性能研究

  陈达龙, 李晓延, 韩旭,

  利用超声辅助瞬态液相连接（超声-TLP）对Cu/Sn/Cu三明治结构进行钎焊试验,超声波的频率和功率分别为600 W、20 kHz,焊接时加热温度为280℃,施加压力为0.06 MPa。在施加超声20 s后获得了全Cu3Sn焊点,相比于传统TLP钎焊,大幅度提高了焊接效率;钎焊过程中,Cu3Sn呈锯齿状,焊缝中Cu6Sn5为棒状或条状,最终转变成全Cu3Sn焊点,且Cu3Sn晶粒呈现出等轴晶形态。通过超声-TLP制备的全金属间化合物（IMC）焊点具有均匀的力学性能,其中Cu3Sn相的杨氏模量和硬度分别为129.183、4.861GPa,Cu6Sn5相的杨氏模量和硬度分别为127.586、6.110 GPa。钎焊时间为2、8、20 s获得的焊点剪切强度分别为31.80、39.03、70.58 MPa,焊点的抗剪切强度随着焊缝中IMC的比例增加而增大。

• 热挤压温度对Mg-1Zn-1Gd合金组织和性能的影响

  卢凤池, 郑黎, 黎小辉, 甘春雷,

  对Mg-1Zn-1Gd镁合金进行了不同温度下的热挤压试验。根据试验结果和分析阐述了不同挤压温度对Mg-1Zn-1Gd合金的组织和力学性能的影响。结果表明,挤压过程中再结晶受不同位置应变率的影响,挤压后的晶粒尺寸较小。随着挤压温度的升高,第二相粒子逐渐减少,且挤压后的晶粒尺寸先减后增,合金屈服强度和抗拉强度先增后减。当挤压温度为450℃时,合金的力学性能达到峰值。

• 焊接参数对6061-T6铝合金薄板的HR-FSW轴向力的影响

  储龙飞, 范炜, 陈书锦, 王鹏浩, 谢青霖, 任剑剑,

  采用高转速搅拌摩擦焊接(HR-FSW)方法实现了1 mm厚6061-T6铝合金薄板的对接试验,研究了焊接速度对轴向力和力学性能的影响。试验结果表明:焊接速度对轴向力起到决定性的作用,焊接轴向力随着焊接速度的增加而增加;当轴向力处于0.9～1 kN之间(焊接速度为200～300 mm/min)时,焊接接头组织均匀,力学性能较好;在主轴转速为10000 r/min,焊接速度为300 mm/min,轴肩下压量为0.06 mm下可以获得最佳焊缝,其组织均匀,外表成型美观、无焊接缺陷,抗拉强度达到201.92 MPa,约为母材的70%。

• Ag30CuZnSn药芯钎料润湿性及钎缝性能研究

  张雷, 吴铭方, 浦娟, 薛松柏, 王水庆, 娄银斌, 钱似舰,

  采用带材轧制法,用Ag30CuZnSn钎料带包裹硼酐、四氟硼酸钾、氟化钾构成的药芯粉末制备药芯银钎料,研究Ag30CuZnSn药芯钎料在T1紫铜表面的润湿铺展性能。利用Ag30CuZnSn药芯钎料火焰钎焊T1紫铜,观察钎缝的微观组织,测试的钎缝力学性能,并与Ag30CuZnSn钎料+FB102的性能进行比较。结果表明:Ag30CuZnSn药芯钎料在紫铜表面的铺展面积略高于Ag30CuZnSn钎料+FB102。采用Ag30CuZnSn药芯钎料火焰钎焊紫铜所得的钎焊接头力学性能能满足使用要求,剪切断裂位置均位于母材。钎缝微观组织主要由CuZn相、Ag基固溶体、Cu基固溶体构成,这一结果与Ag30CuZnSn钎料+FB102所得钎缝组织构成一致。

• 镀锌钢板厚度对其表面AlMg5熔敷金属气孔溢出行为的影响

  尹小丹, 潘秋红, 黄浩, 纪鑫键, 金伟, 杜成超,

  铝合金和镀锌钢板异质接头中氢气孔的形成机理尚不明确,研究了镀锌钢板表面上AlMg5焊丝熔敷金属中氢气孔的溢出规律。采用不同的基板厚度控制熔敷金属的冷却速度,揭示了熔敷金属中的Al3Fe金属间化合物和液相停留时间对气孔溢出行为的影响。结果表明,熔敷金属中的片状Al3Fe金属间化合物阻碍了气孔的溢出,导致不规则气孔的形成,过高的冷却速度缩短了熔敷金属的液相停留时间,也限制了气孔的溢出。

• 焊丝中钒对316L/T91焊缝显微组织及力学性能的影响

  彭刚, 翟立宏, 周建明, 雷玉成,

  采用自行熔炼的4种焊丝(钒元素质量分数分别为0、0.2%、0.4%和0.6%),使用钨极氩弧焊(TIG)对316L奥氏体不锈钢和T91马氏体不锈钢进行了焊接,探究了钒元素对焊接接头组织和性能的影响。研究结果表明,4种焊丝所得的焊缝组织都是由奥氏体加δ铁素体组成,随着焊丝中钒元素含量的增加,焊接接头的焊缝组织变得更加细小均匀;焊缝抗拉强度有一定程度提升;冲击吸收功数值变化不大,从冲击断口图中可看出,韧窝尺寸有所增加,说明钒对冲击韧性有改善作用,但效果有限。未添加钒时,T91侧熔合线附近硬度明显高于其他区域的,且存在较大幅度波动,添加钒元素后,该区域的硬度降低。

• 钴铬镍合金铸造过程的边界条件和胞晶生长

  王杨洋, 石增敏, 李光宇, 袁朗如, 戴雷, 郑宇,

  采用ProCAST软件计算和实验对钴铬镍合金真空吸铸充型-凝固转变过程进行了研究。拟合分析了钴铬镍合金浇铸件的温度场和冷却速度规律,利用胞枝晶生长理论对实验结果进行了分析。结果表明,采用阶梯状铸件较好地拟合了合金铸件的温度分布及冷却速度规律。随着铸件厚度减小和铸件冷却速率增加,过冷度和晶胞生长速度增大,尖端半径减小,胞晶间距减小。

• Zn-Mg-Zr-B中间合金对铸态Mg94Zn2.5Y2.5Mn1合金显微组织和力学性能的影响

  马强强, 张永刚, 张金山,

  将传统铸造工艺制备出的Zn-Mg-Zr-B中间合金加入到Mg-Y-Zn系长周期镁合金中,探究了Zn-Mg-Zr-B中间合金对铸态Mg94Zn2.5Y2.5Mn1合金显微组织及力学性能的影响,并对其作用机理进行了探讨。结果表明,Zn-Mg-Zr-B中间合金可以有效细化铸态合金的晶粒尺寸,有效促进18R LPSO相的生成。当Zn-Mg-Zr-B中间合金加入量为2wt%时,铸态合金的抗拉强度和伸长率能够分别达到226 MPa和11.5%,性能最优。

• 3003铝合金铸轧熔体流热场的数值模拟研究

  郑帅, 刘杰, 吴华杰, 赵阳, 潘秋红,

  采用FLUENT流体计算软件对3003铝合金铸轧流热场进行了数值模拟分析。结果表明:铝熔体在铸嘴型腔内的流动属于湍流向层流的过渡流,应用FLUENT中的低雷诺数K-E湍流模型的计算结果精度高,收敛性好;熔体在铸嘴型腔内流动容易产生涡流,其原因是熔体通过分流块间隙时总是紧贴间隙一侧分流块的轮廓流动,导致另一侧区域充型不足形成低压“真空”区,在压力差的驱使下,熔体回流形成涡流;熔体的速度场对温度场起着决定性的作用,流速快的区域温度也相对较高。该结构的铸嘴布流不当,导致各间隙的熔体分流不均,流过各间隙的熔体速度和流量不均匀,最终使得铸嘴出口处热流场不均匀。

• 分步冷压对7050铝合金T形锻件残余应力的影响

  孙燕杰, 龚海, 刘瑶琼, 李晨, 刘晓龙,

  采用有限元法研究了分步冷压对7050铝合金T形锻件淬火残余应力的影响,分析了冷压后锻件残余应力的分布规律,分析了摩擦系数对应力消减效果的影响。结果表明:T形锻件淬火残余应力呈“外压内拉”分布,筋条部位压应力达到-250 MPa,拉应力达到220 MPa,翼板部位压应力达到-250 MPa,拉应力达到210 MPa;冷压后,淬火残余应力大幅下降,锻件大部分区域残余应力分布在-50～50MPa范围。当摩擦系数为0.3时,锻件冷压后残余应力平均消减率最高,达到63%,T形锻件整体残余应力均值和方差最小,整体应力分布更为均匀。

• TC4钛合金锻造工艺参数的分析及优化

  方秀荣, 欧雪, 吴江,

  为了解决TC4在锻造过程中易出现裂纹的问题,采用数值模拟对不同锻造工艺参数下变形速率、变形温度以及变形量对锻件损伤值的影响进行研究。结果表明,在变形温度1000℃和变形量50%时,变形速率低于或高于2 mm/s都有助于减小锻件损伤值。通过正交试验中的方差和极差分析,确定了工艺参数对锻件的显著性影响程度,并得出较优的锻造工艺参数为:锻造温度925℃,变形速率1000 mm/s,变形量70%。

• 工艺参数对双筒形件冲锻成形质量的影响

  毛胜辉, 郝如江,

  在双筒形件的冲锻成形过程中,由于板料壁厚较薄,在镦粗增厚过程中容易产生折叠和回弹缺陷。本文研究了不同的弹性模量、初始屈服应力、应变硬化指数等材料参数对回弹角度的影响,研究了不同壁厚对冲锻成形过程中材料折叠的影响。结果表明,冲锻过程中双筒形件的侧面处容易产生材料回弹缺陷。增大材料的弹性模量可以减小侧壁的回弹角度;增大材料的初始屈服应力,侧壁的回弹角度相应增大;增大材料的应变硬化指数,侧壁的回弹角度呈现先增大后减小的趋势。

• 大型冷连轧机轧制压力模型的研究与优化

  刘旭明, 郭敏,

  对某UCM冷连轧机的轧制压力模型进行了全面解析,对影响轧制压力模型的关键子模型,如静态变形抗力模型、动态变形抗力模型、张力模型、摩擦系数模型均进行了详细的研究。通过对轧钢厂各机架间变形的钢板取样,对试样的力学性能进行了回归计算,得出了一套适合极薄带生产的变形抗力参数,并将其计算结果应用到现场的二级系统。同时针对极薄带生产的特点,增加了低速段的张力并提高了乳化液系统的润滑能力。从结果来看,这既提高了轧制力设定精度,又降低了轧制力的大小,较好地解决了极薄带生产频繁断带的问题。

• 高筋薄板零件摆辗成形有限元分析

  冯驰骋, 冯玮,

  为了解决高筋薄板零件难以用传统工艺镦挤成形的问题,本文提出了一种摆辗成形工艺。利用Deform 3D软件建立了铝合金高筋薄板构件摆辗成形有限元模型并对其摆辗成形过程进行了模拟。研究了摆头摆角、每转进给量、摩擦因子对薄板零件高筋充填能力和摆辗成形载荷的影响,得到了坯料在摆头局部作用下的金属流动规律。

• 卷取温度对合金元素在氧化铁皮与基体间界面富集的影响

  李研, 李铁军, 滕华湘, 王海全, 蒋光锐, 刘李斌,

  为了保证高强钢的力学性能,往往钢中添加有较多合金元素,其中Mn、Si、Al最为常见。本文研究了高强钢热轧板低温和高温卷取后合金元素的氧化行为。结果表明,在热轧卷取过程中,Mn、Al等合金元素在基体与氧化铁皮之间优先与氧元素结合形成富集层。Mn、Al元素在基体与氧化铁皮间呈现不同的分布状态,Al元素呈现集中分布趋势,而Mn元素的分布较为分散,并且呈现出向氧化铁皮内部扩散的趋势。卷取温度对Si元素的氧化富集有较为明显的影响,卷取温度较低时,Si元素在界面位置未形成明显的氧化富集,而卷取温度较高时,Si元素在氧化铁皮与基体之间会形成明显富集。

• 基于模糊PID控制算法的高温合金性能研究

  张玲, 金辉,

  在Inconel 718高温合金径向锻造过程中,分别采用常规PID控制和模糊PID控制对始锻温度和终锻温度进行了控制,并进行了试样的高温磨损性能和高温氧化性能测试与分析。结果表明,与常规PID控制相比,采用模糊PID控制时合金700℃高温磨损25 min后磨损体积减小42%,700℃高温氧化20 h后单位面积质量变化量减小38%,提高了合金试样的高温磨损性能和高温氧化性能。

• 汽车用6061-VIn铝合金的锻造工艺优化

  宋东方, 李忠利,

  采用不同的始锻温度、终锻温度和锻造速度进行了6061-VIn汽车用铝合金的锻造成形,并进行了磨损性能的测试和分析。结果表明:随始锻温度、终锻温度和锻造速度的增加,铝合金试样的磨损体积先减小再增大,耐磨损性能先提升后下降。在480℃始锻温度、360℃终锻温度和15 mm/s锻造速度下试样的磨损体积最小,磨损性能最好。优化后的6061-VIn铝合金试样的锻造工艺参数为480℃始锻温度、360℃终锻温度、15 mm/s锻造速度。

• 基于ICEEMDAN-ICA的焊缝信号去噪算法

  翟永杰, 杨旭,

  随着视觉传感器在焊缝识别领域的应用,基于线阵电荷耦合元件(CCD)的焊缝识别技术以其成本低、实时性好等优势受到广泛关注,但其准确度往往与滤波技术密切相关。为此,提出基于ICEEMDAN-ICA的焊缝信号去噪算法,首先利用线阵CCD采集焊板的焊缝灰度图像,然后通过改进完备经验模态分解(ICEEMDAN)和独立成分分析(ICA)算法得到焊缝信号的多个源信号,通过模糊熵阈值判据识别并剔除其中的噪声源信号,最后重构得到焊缝滤波信号。实验结果表明,该算法能更好去除焊接信号的高频噪声,保留其中的有效信息。

• 快速冷却对6005A铝合金多道次MIG焊接残余应力的影响

  胡云瑞, 李鸣申, 王留芳, 吕赞,

  快速冷却工艺作为一种随焊应力控制方法,可应用于铝合金材料的焊接,并已取得良好的残余应力控制效果。但是目前针对快速冷却工艺控制铝合金厚板多道次焊接残余应力的研究却鲜有报道。本研究以6005A铝合金为研究对象,采用试验和模拟的方式对快速冷却条件下的铝合金多道次MIG焊接温度和残余应力进行研究。研究表明,快速冷却工艺在焊接过程中可迅速降低焊接温度,并缩小高温区域范围。最终,焊缝区纵向残余拉应力峰值由96.8 MPa降低为77.2 MPa,下降幅度为20.2%。

• 钛合金扫描振镜激光焊接接头特性分析

  许飞, 陈俐, 何恩光,

  采用大功率扫描振镜光纤激光焊接方法对TC4钛合金开展了非穿透焊接工艺优化试验,着重分析了振镜扫描参数对焊缝成形的影响,以及扫描振镜激光焊接与常规激光焊接在焊缝成形方面的差别。试验结果表明,圆形扫描轨迹更利于获得成形良好的焊接接头,当激光扫描频率控制在50～150 Hz范围内,扫描振幅控制在0.6～0.9 mm范围内时,焊缝成形均匀且基本无焊接飞溅生成。随激光扫描振幅的增加,焊缝熔宽逐渐增加,而焊缝熔深逐渐减小。与常规激光焊接相比,扫描振镜激光焊接接头虽然深宽比略有下降,但焊缝表面质量和内部质量均获得显著改善,更利于接头性能的进一步改善。

• 大焊接热循环条件下Nb含量对Mg处理钢CGHAZ组织和性能的影响

  张亚运, 张宇, 王纳, 郭慧英,

  利用热模拟试验机、扫描电镜、冲击试验等设备和方法研究了不同Nb含量对Mg处理钢热影响区组织和性能的影响。结果表明:在300 kJ/cm焊接热输入量下,随Nb含量增加,粗晶热影响区的原奥氏体晶粒尺寸减小,晶界铁素体和块状M/A组元比例增加;粗晶热影响区的-40℃冲击功值下降,但硬度值逐渐增加。

• 不同焊丝成分对铝/钢CMT熔钎焊组织性能的影响

  邵志洋, 张超, 林一鸣, 谭志育,

  分别以AlSi5药芯焊丝、AlSi12药芯焊丝作为填充金属,采用CMT熔钎焊连接5086铝合金与Q235钢。研究不同焊丝成分、不同参数下熔钎焊接头宏观形貌、微观组织及力学性能。结果表明:AlSi5药芯焊丝作为填充金属时所形成的金属间化合物层相较于AlSi12药芯焊丝所形成的金属间化合物层要更厚,说明Si元素对于金属间化合物层的形成起到了抑制作用。通过EDS和XRD对断口分析得到AlSi5药芯焊丝作为填充金属时断口形成了Fe2Al5和AlMg4Zn11,而AlSi12药芯焊丝作为填充金属时断口主要形成了Fe4Al13、Al6CuMg4、Al0.403Zn0.597等。在最优参数下AlSi5药芯焊丝作为填充金属的焊接接头抗拉强度平均值可达130.6 MPa,而AlSi12作为填充金属时抗拉强度平均值仅可达106.6 MPa。

• 焊接顺序对Q370qE桥梁钢焊接残余应力的影响

  马雪鹤, 袁武华, 张勇伟, 程浩轩, 周光杰,

  利用数值模拟和试验的方法,采用考虑材料性能、双椭球体积热源的顺序耦合热力有限元模型研究了焊接顺序对Q370qE桥梁钢十字接头残余应力的影响。通过对比数值模拟和小孔法实验测得的焊接残余应力,验证了有限元模型。针对实际焊接时所选择的焊道焊接方向,对十字焊接在不同焊接顺序下的残余应力进行模拟。结果表明,焊接顺序显著影响十字接头残余应力的大小和分布,焊道焊接方向对十字接头残余应力大小和分布影响较小;最后一道焊道对峰值应力的位置起着关键作用,峰值应力出现在最后一道焊道根部及其相邻焊道根部位置;与其它焊接顺序相比,对角焊接可使峰值拉应力降低15%左右,最终峰值残余拉应力仅342 MPa。

• 22MnB5/DP980激光拼焊板热成形淬火组织与性能

  王敏, 李梁, 李兵, 王金凤, 刘钟炜,

  对1.6 mm厚的22MnB5热成形钢板和DP980双相钢板进行激光拼焊后,开展了拼焊板热成形淬火实验,研究了拼焊板淬火前后的组织与性能。结果表明:焊接接头淬火前不同区域的组织在淬火后均转化为板条马氏体。拼焊接头淬火后的平均抗拉强度为1294 MPa,比淬火前提高了97%;强塑积比淬火后的整体22MnB5热成形钢板提高了23%。淬火前拼焊接头硬度呈“几”字形分布,硬度峰值位于焊接区,22MnB5母材区硬度值最低,22MnB5侧热影响区存在硬化区,DP980侧热影响区有软化区。拼焊接头淬火后,22MnB5侧的硬化区和DP980侧的软化区消失,整体硬度分布趋于平缓,硬度值由22MnB5母材区向DP980母材区先升高后降低;拼焊接头的平均硬度比淬火前提高了60%,22MnB5母材区硬度比淬火前提高了330%。

• 钢轨焊接车间固定式焊机自动对中系统研究

  吕柳熙, 张曦, 吕其兵, 陈怀,

  针对固定式钢轨交流焊机焊前钢轨作用边在对中过程中存在的对中时间长、对中精度低等问题,基于高精度激光传感器与可编程逻辑控制器开展了全自动对中系统研制。采用六个激光测距传感器设计了动夹紧端和静夹紧端钢轨的作用边相对于基准位置的距离检测装置,以实现两对中钢轨作用边的误差数据检测;基于PLC、变频控制器、三相交流电机和涡轮蜗杆减速器等,设计了动端和静端的相对位置调整机构系统硬件;针对对中调整机构硬件的响应实时性状况和机械结构的间隙,研究了自动对中系统中的相关控制算法,采用基于Visual basic开发的上位机监控平台对各种控制算法调试的对中过程进行实时监控和数据测试。自动对中系统运行测试结果分析表明:PD控制算法的控制精度和对中实时性能满足系统的整个焊轨的要求;基于误差大小的变PID参数控制方法能进一步提高系统的精度,缩短全偏差范围内系统的调整时间。

• 喷丸处理对Q235钢焊接接头疲劳性能的影响

  王丽英, 李鑫鑫, 王红梅,

  以Q235的T型气体保护焊焊接头为研究对象,利用喷丸工艺对焊缝进行强化,研究了喷丸对Q235钢焊接构件疲劳性能的影响。通过表面形貌观察、微观硬度测试、残余应力测试对喷丸前后的表面性能进行表征,采用应力比R=-1的疲劳试验获得疲劳性能S-N曲线,并基于表面残余应力的疲劳强度预测模型对构件的疲劳强度进行了预测。结果表明:喷丸处理后,焊缝表面粗糙度和硬度增加,并引入了残余压应力。焊接试样和喷丸试样在2×106周次的疲劳强度分别为137 MPa和207 MPa,喷丸处理使焊接试样的疲劳强度提高了51%。与疲劳强度试验结果相比,焊接试样的疲劳强度预测结果相近,而喷丸试样的预测结果偏保守。

• 不同焊接工艺下双相不锈钢焊接接头组织和性能的对比分析

  汪彬, 田雷, 温志刚, 沈楠楠, 杨建,

  测试对比了埋弧焊工艺和氩弧焊工艺条件下S31803双相不锈钢焊接接头的性能,并对其组织进行了对比分析,阐述了性能和组织差异产生的原因,对工艺研发提供参考。

• 冷轧薄板带激光焊接应力场模拟及焊接工艺参数研究

  陈兵, 张海涛, 王鹤, 宋浩源,

  以DP980高强钢板带材为例,研究其激光拼焊过程中的残余应力、焊接变形与焊接工艺参数的关系,用热-力耦合的方法模拟带钢激光焊接过程,通过试验验证了模型的可信度。最后设置不同工况,分析焊接工艺参数对其残余应力及变形的影响。结果表明:焊接残余应力与变形随着焊接速度的增大有减小的趋势,焊接速度在2.0～3.0m/min时,焊接残余应力与变形量较小。焊接残余应力与变形随焦点位置的下降而略有增大,但其变化幅度较小。退火的加入有利于减小焊接残余应力,高强薄板带焊接时退火电流在80～100 A时,残余应力减小最显著。

• 2205双相不锈钢双丝CMT焊接工艺与焊缝组织特征研究

  刘邵, 房卫萍, 易耀勇, 邓运来, 余陈,

  在5 mm厚度的2205双相不锈钢板上,采用药芯焊丝双丝CMT焊接技术进行堆焊试验,对不同工艺参数下的焊缝形貌进行分析。在堆焊的工艺基础上选取前丝脉冲电流271 A,后丝冷金属过渡复合脉冲电流200 A的焊接参数进行45°和60°坡口对接焊。结果表明:堆焊焊缝的熔宽随着前丝电流的增大变化明显,而熔深和余高则变化不大,热影响区的硬度高于母材和焊缝区的。对接焊接头焊缝区可见三种不同形态的奥氏体相,其中奥氏体体含量在40%～60%,满足焊接要求。从显微组织可看出60°坡口较45°坡口焊缝晶粒尺寸均匀细小。

• (TiC-TiB2)-Ni复合材料与Ti的同步扩散连接

  庄蕾, 高梦星,

  为克服陶瓷材料脆性大的缺点,采用自蔓延高温合成法（SHS）实现（TiC-TiB2）-Ni复合陶瓷的制备及其与Ti板的同步扩散连接,中间采用TiAl过渡层。采用扫描电镜（SEM）对试样连接界面和剪切断口的形貌进行了观察,采用硬度和剪切强度对连接界面的力学性能进行表征。试验结果表明,以TiAl金属化合物作为过渡层,可以使（TiC-TiB2）-Ni复合陶瓷与Ti板产生有效连接,连接层的宽度约为1100μm。TiAl金属化合物的存在使得连接界面的硬度过渡较为平缓。在1500 A电流和60 MPa辅助压力下,连接接头的剪切强度可以达到85.87 MPa。

• Al-4.5wt% Mg合金粗大金属化合物的缺陷分析

  郑许, 唐建国, 张航, 彭斐, 何克准,

  水浸式相控阵超声纵波技术和接触式超声纵波技术被应用于Al-4.5wt% Mg铝合金轧制板的无损检测以评估不连续性的缺陷当量尺寸和位置。本文使用光学显微镜、SEM和EDS方法对不连续缺陷进行分析。在考虑Mg元素成分含量影响的条件下,使用CALPHAD技术研究化学成分对合金的影响,并通过金相统计方法验证了使用水浸式相控阵超声波C扫描数据推测出来的Al7（Cr,Mn,Ti）相比例。结果表明:粗大金属化合物主要由Al7Cr相组成,其中固溶Mn、Fe、Ti元素;粗大金属化合物的驱动力在特定的化学成分范围内显著提高,而且存在相对安全的化学成分区域。

• 钢板材马蹄印形黑斑及翘皮缺陷的成因分析

  李秋平, 佟胜文, 李海滨, 张庆军, 朱立光,

  某热轧板材表面产生了少见的马蹄印形黑斑及其他表面缺陷。通过对其与同批次铸坯缺陷的对应关系研究,分析了该类缺陷的产生和演变行为,进一步追溯了此类缺陷的演变过程及规律。结果表明:热轧板材马蹄印形黑斑缺陷主要是铸坯内存在的中间裂纹和中心疏松缺陷逐步轧制到板材表面所致;而轧材上的两种翘皮缺陷则是保护渣卷渣和大尺寸硅铝酸盐夹杂遗传演变所为。