热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2022年第3期

• 新时代航空航天用镁合金的成型及强化研究进展

  薛志勇, 母明浩, 韩修柱, 张高龙, 肖涛,

  作为最轻的金属结构材料之一的镁合金，在航天领域中的目标是向着高强、高韧、高抗腐蚀性能方向发展。本文综述了近年来国内外航空航天用镁合金的性能，介绍了先进的镁合金铸造方法和变形工艺，并分析了不同体系镁合金的高强高韧化研究进展，展望了未来镁合金研究的发展方向。

• 铸造Al-Si合金流动性和热裂敏感性的研究现状

  李大奎, 刘闪光, 乔彦龙, 毛郭灵,

  铸造Al-Si合金特别适合大型薄壁复杂结构铸件的生产。提高合金的流动性和抗热裂敏感性，对提高铸件的合格率具有重要的意义。在梳理、对比、分析铸造Al-Si合金的流动性和热裂敏感性后，得出结论：元素种类与含量对合金的流动性影响很大。合金流动性与枝晶相干点温度联系紧密，合金流动性差异可通过测量枝晶相干点来反映。利用浇注温度与枝晶相干点温度的差值来研究合金的流动性更为贴切。结合合金凝固温度区间和流动性试样最前端的晶粒形貌，能更准确地判断出合金停止流动的方式。合金元素对合金的热裂敏感性影响很大。目前，热裂纹的形成机理主要有凝固收缩补偿理论、应变理论和脆性收缩理论。

• TA1纯钛和TC4钛合金板热轧过程中表面氧化和渗氧行为

  崔岩, 孙新军, 董常青, 陈玉东,

  对比分析了TA1纯钛和TC4钛合金板的氧化皮的形貌、氧化皮厚度、富氧层和硬化层的厚度差异，并讨论了产生差异的原因。发现：TC4疏松多孔的氧化皮结构促进氧传质和加速氧化，导致TC4比TA1氧化皮明显厚；TA1和TC4的富氧层厚度分别为5μm和60μm，且TC4钛合金板氧化皮的多孔结构有利于氧的传质，使TC4具有比TA1更厚的富氧层；富氧层厚度和硬化层厚度基本一致，富氧层中氧原子间隙固溶强化作用促使形成硬化层。

• 扩收挤压成形的AZ80镁合金轮毂高周疲劳性能

  王珺, 车鑫, 杨勇彪, 张治民, 耿立业, 王强,

  采用新型的扩收挤压工艺和传统挤压工艺分别成形AZ80镁合金轮毂，利用Instron8801疲劳实验机测试室温高周疲劳性能，用金相显微镜分析两种工艺成形过程各阶段的组织，用扫描电子显微镜观察了扩收挤压工艺高周疲劳试样的断口形貌。结果表明：得益于动态再结晶和较高的等效应变，扩收挤压成形的轮辐部位主要呈现出均匀的等轴晶微观组织，平均晶粒尺寸为11μm，远小于传统挤压工艺的28μm。在应力比R=-1、循环次数为107的条件下，扩收挤压成形轮毂的疲劳强度为129.7 MPa，比传统挤压工艺的提高4 MPa。轮毂试样的疲劳裂纹主要萌生于表面的缺陷处；裂纹扩展区域有较少的解理面、韧窝和撕裂棱，出现疲劳辉纹；瞬断区由少量的韧窝和较多的解理台阶组成。

• 不锈钢基体电弧增材制造低合金钢组织性能研究

  李海新, 杨振林, 张婧, 殷子强,

  通过电弧增材制造技术在304L不锈钢基体上堆敷低合金钢，实现不锈钢-低合金钢复合结构的制备，并对熔覆层的成形组织及硬度分布进行分析。通过组织分析发现，顶层为柱状晶，中间层区域由粗晶区和细晶区组成，熔覆层底部区域主要为等轴晶组织。在熔覆层与304L基体界面处生成凝固过渡层，由于元素扩散，靠近此过渡层的304L一侧在奥氏体基体上生成大量的枝晶状铁素体。通过硬度分析得出，从熔覆层到基体，硬度值大致呈先升高后降低的趋势，熔覆层与304L基体界面处的凝固过渡层区域硬度达到最高。凝固过渡层两侧硬度与其差别较大，对力学性能不利。

• 热挤压和热处理对GH710合金显微组织和力学性能的影响

  兰博, 陈由红, 李金栋, 李凯, 东赟鹏, 林莺莺,

  研究了GH710合金经热挤压和热处理后微观组织和强化相的演化行为，以及对合金力学性能的影响。结果表明：经过热挤压后，合金铸态组织被破碎并发生再结晶，挤压棒材再结晶组织随挤压比增大而进一步细化且更加均匀。挤压后合金中存在三种不同类型的γ'相，初生一次γ'相主要分布于晶界和三晶交点位置，平均尺寸为986.3 nm；二次γ'相主要分布于晶内，平均尺寸为484.6 nm；更为细小的三次γ'相分布在二次γ'通道之间，尺寸小于100 nm。热处理后合金初生γ'相完全回溶，晶粒尺寸迅速增大，二次γ'相和三次γ'相体积分数增加，这有利于改善合金的综合性能。当挤压比达到4时，室温拉伸强度和塑性显著改善，失效机制由脆性沿晶断裂转变为穿晶和沿晶混合断裂模式。

• 激光焊接工艺参数对GW103K稀土镁合金焊缝成形及力学性能的影响

  曹海涛, 张鹏, 杜云慧, 李鸿武,

  采用光纤激光焊接工艺对4 mm厚T6态GW103K稀土镁合金板进行焊接试验，通过改变激光功率、焊接速度、离焦量以及热输入研究了激光焊接工艺参数对焊缝成形以及焊接接头室温、高温力学性能的影响。结果表明：在单道焊透的情况下，以上焊接工艺参数对焊缝成形均有影响，焊缝背面熔宽受到焊接工艺参数的影响最大。同时焊接热输入对焊接接头的组织及力学性能也有重要影响。随焊接热输入增大，焊缝中心晶粒尺寸、热影响区宽度及其晶粒尺寸均增大，焊接接头的室温、高温力学性能以及各区域的显微硬度却下降，热影响区是焊接接头处的薄弱部分。

• 不同电阻点焊方法对轨道车辆用不锈钢接头质量与性能的影响

  王斌, 黄诗铭, 史春元, 宋璐,

  分别采用阿普拉斯焊接工艺、中频逆变点焊工艺对1.0 mm厚SUS301L-ST与1.5 mm厚EN1.4318+2G轨道车辆用奥氏体不锈钢进行电阻焊接，焊后根据相关标准进行点焊接头的外观质量、断面质量观察，剪切拉伸、轴向拉剪疲劳试验与分析。结果表明，与中频逆变点焊接头相比，阿普拉斯焊接接头外观质量得到大幅提升，达到无痕焊接，拉剪性能以及疲劳性能也均符合轨道车辆产品规定的要求。

• 时效对T91-12Cr1MoV异质钢接头组织的影响

  王广财, 张宏斌, 曹忠亮,

  研究了不同时效处理的T91-12Cr1MoV异质钢接头微观组织的变化规律。结果表明，时效过程中12Cr1MoV钢发生明显的劣化现象，晶界结合力降低；T91钢侧材料时效10000 h后马氏体板条有回复现象，且晶界处碳化物聚集析出；在熔合线附近硬度变化规律与碳迁移规律保持一致，母材区域硬度也会随着时效时间变化而变化。

• 低碳贝氏体钢激光-电弧复合焊接工艺及组织性能研究

  梁盈, 蔡创, 陈辉, 张志毅,

  采用10 kW激光器对10 mm厚低碳贝氏体钢进行激光-电弧复合焊接，探究激光功率、送丝速度、焊接速度对成型的影响规律，优化焊接工艺，分析研究激光-电弧复合焊接接头各微区组织、硬度、拉伸、冲击性能。结果表明，优化的工艺参数区间为：激光功率4.0～4.3 kW，送丝速度13～13.5 m/min，焊接速度14～15 mm/s；焊缝组织主要为板条贝氏体、针状铁素体和少量马氏体，热影响区组织以板条和粒状贝氏体为主，还有较少M-A组元、铁素体、马氏体；由于焊接热循环作用，硬度存在明显差异，热影响区硬度最高，其次是焊缝，两者均高于母材；焊接接头拉伸破坏都发生在远离焊缝的母材，断裂位置出现明显的颈缩现象，焊接接头拉伸性能好；相对于母材，各微区冲击韧性明显降低，热影响区较好，焊缝最低。总体而言，焊缝区强度高、韧性低，热影响区强度低、韧性高。

• TiO2纳米掺杂对SAC105焊膏喷印流变特性及接头力学性能的影响

  刘志伟, 刘静, 戴宗倍, 刘凤美, 易耀勇, 高海涛,

  利用不同含量TiO2纳米颗粒掺杂的方法对SAC105焊膏进行改性，利用旋转流变仪、粘度仪等设备研究了改性焊膏的喷印流变特性，利用拉伸机、扫描电镜等设备研究了改性焊膏焊接接头的力学性能和微观结构。结果表明，TiO2纳米颗粒掺杂改性SAC105焊膏焊接接头的剪切强度最高达71.4 MPa，比未掺杂的SAC105接头剪切强度提高65%，归因于TiO2纳米颗粒在焊点中的第二相强化作用。TiO2含量为1%的SAC105锡膏相比未掺杂SAC105锡膏的蠕变柔量曲线中普弹形变区减小约50%。加入1%～2%含量的TiO2纳米颗粒能在触变系数保持0.73～0.74基本不变的情况下，将锡膏粘度值从96.2 Pa·s显著调节至120.2 Pa·s，提供了一种喷印锡膏触变系数和粘度耦合调节的新方法。

• Al-25Si-4Mg-1Cu合金真空钎焊接头的界面行为和剪切强度

  王凤江, 许果,

  喷射成形的过共晶Al-Si-Cu-Mg合金具有优异的耐磨性，较低的热膨胀系数和密度以及较高的导热性。采用真空钎焊的方法以Zn为中间层钎料焊接Al-25Si-4Mg-1Cu合金，研究了不同的钎焊温度下Al-25Si-4Mg-1Cu接头的界面组织和剪切强度。结果表明，Al-Si-Mg-Cu合金之间的冶金结合主要由大量的Zn-Al固溶体、初晶Si相和α-Al相来实现。随着钎焊温度的升高，焊缝的宽度未发生较大变化，焊缝的组成有较大的改变。随温度从400℃升高到415℃，进入焊缝中的Al元素越来越多，焊缝中Zn-Al固溶体的数量明显减少，α-Al大量出现；初晶Si颗粒从焊缝与母材之间分布逐渐迁移到了焊缝中心，使焊缝的相组成接近于母材的，从而提升接头的剪切强度，当温度达到415℃时，接头剪切强度达到最大，为44.68 MPa。

• 热锻态CoCrNi中熵合金组织及力学性能的研究

  高翔, 段国升, 畅海涛, 武保林, 杜兴蒿,

  通过力学性能测试以及OM、XRD、SEM和EBSD分析，研究了热锻对CoCrNi三主元中熵合金组织和力学性能的影响。结果表明：热锻后合金的晶粒得到明显的细化，晶体结构为面心立方结构（FCC）。晶粒内部的大量退火孪晶与扩展层错的共同作用使得合金具有良好的室温力学性能。屈服强度达到380 MPa，抗拉强度达到850 MPa，伸长率达到92%，合金表现出极高的强塑性（强塑积为76.5 GPa·%）。

• 涂层316L不锈钢焊丝GMAW焊接稳定性研究

  冷宇轩, 赵英利, 胡连海, 张坤, 牛子琛, 嵇爽, 靳旭乐,

  为了改善熔化极气体保护焊的工艺性，采用拉拔涂敷工艺开发涂层316L不锈钢焊丝，涂层成分为Ca元素的化合物以及Na、Ti、Si元素的氧化物，制备的两种涂层焊丝分别含有CaF2和CaCO3。通过电参数信号采集系统和高速摄影机对未涂层焊丝与涂层焊丝的堆焊过程稳定性进行研究。结果表明：未涂层焊丝的焊接电流波动较大，电弧形态不稳定，焊接稳定性差；含CaF2涂层焊丝的电弧不稳定，焊接工艺性恶化；含CaCO3涂层焊丝的焊接稳定性相比未涂层焊丝显著改善，电流电压波形十分稳定，焊接电弧呈“圆锥状”。

• Ti100-xAlx合金快速凝固的分子动力学模拟

  李东泽,

  应用分子动力学对液态Ti100-xAlx（x=10,25,50,75,90）合金的快速凝固过程进行了模拟，并通过双体分布函数和HA键型指数法分析了凝固过程中熔体微观结构的演变特性。合金平均原子体积随温度变化的曲线表明，在5×1012K/s冷速下，合金都形成了非晶结构；合金在降温过程中的双体分布函数显示出非晶的典型特征；合金成分对于微观结构和非晶形成能力有显著影响，Ti25Al75合金的非晶形成能力最强，同时含有最多的表征二十面体结构的键对。

• 双辊铸轧Al-10Mg铝合金凝固组织的模拟及实验对比研究

  马腾, 郝维新, 孙晓思, 宁亚楠,

  基于金属凝固基本方程和元胞自动机方法的基本原理，建立了双辊铸轧宏观-微观耦合数学模型，对铸轧辊咬入点之前的Al-10Mg铝合金连续凝固过程进行数值模拟，得到了铸轧过程中Al-10Mg铝合金的凝固组织形貌、一次枝晶半径、二次枝晶间距，并预测了所制楔形带坯的力学性能。为了验证模拟结果的可靠性，对铸态试样进行金相检测及拉伸测试。结果表明：模拟得到的凝固组织晶粒大小、各晶区的分布特征、枝晶间距以及铸轧带坯屈服强度与实验结果基本一致。

• M2高速钢共晶碳化物形态与稳定性研究

  叶慧丽, 王琼, 刘波, 李宗明, 陈雪, 封保冬,

  采用不同尺寸模具浇注了M2高速钢，研究了冷却速度变化对其铸态组织特别是共晶碳化物形态、结构的影响规律。结果表明，当铸锭直径尺寸减小时，冷却速度加快，高速钢碳化物分布更均匀，M2C碳化物形态由片状变成纤维状。与片状碳化物相比，纤维状碳化物稳定性更低，加热时更容易分解，使碳化物明显球化、尺寸显著减小，提高了高速钢组织均匀性，有利于获得良好的硬度和韧性配合。

• 纯铝双辊铸轧成型过程流固耦合分析

  许鹏, 林金保, 王婷婷,

  纯铝双辊铸轧过程中辊速、换热系数和浇注温度分别影响着温度场以及铸轧变形区应力和应变的分布，利用有限元方法对其进行了流固耦合分析。通过实验验证了该模型的准确性，并确定了合理的铝板铸轧工艺。研究表明，随着辊速增大，出口温度升高，导致板内最大等效应力降低；随着轧辊与轧板间换热系数的增大，出口温度降低，导致板内最大等效应力升高；随着浇注温度增大，出口温度升高，板内最大等效应力减小；铸轧工艺参数对铸轧区应变分布影响不明显。

• 磁流变弹性体压边圈在柔性拉深模中的应用研究

  付泽民, 甘鑫, 刘旭辉, 张远方, 徐彬,

  为了解决现有的变压边力控制方法达不到精确效果的问题，本文提出了一种基于磁流变弹性体的变压边力控制方法。结合前期的工作得到了变压边力控制曲线，以此作为磁流变弹性体压边圈的控制条件设计了新型的压边圈装置。采用有限元软件对压边圈装置进行了磁场分析，研究了磁流变弹性体压边圈装置的磁场分布及各部分磁场强度的大小。采用圆筒件拉深成型试验，对比研究了普通压边圈和磁流变弹性体压边圈的拉伸效果。结果表明磁流变弹性体压边圈不仅可以有效地抑制拉裂和起皱现象，而且工件的拉深极限也得到提高。

• 热连轧柔性化周期窜辊技术研究及应用

  武凯, 孙彦广, 刘子英, 彭文,

  传统的周期窜辊技术未考虑带钢宽度影响，并不能保证带钢边部和轧辊接触位置的均匀分布。本文研究了考虑带钢宽度影响的柔性化智能窜辊技术，考虑了相邻两块带钢的宽度变化，建立了柔性化周期窜辊的位置计算模型。经过工业应用及实测数据对比分析，本文所开发的柔性化周期智能窜辊技术相对于传统周期窜辊方法，不均匀磨损量降低60%，带钢局部高点（≥10μm）质量问题发生率降低10.02%。

• 铸坯表面气泡在轧制变形过程中的演变规律

  郭明仪, 韩广杰, 李敏锐, 车国庆, 薛正国,

  铸坯的皮下气泡对线材表面质量造成的影响尚不明确。为此在ML08Al的连铸坯上预置人工气泡，对气泡在轧制的不同阶段进行跟踪、取样分析。结果发现：铸坯角部的人工气泡可以遗传到线材表面且形成具有一定深度的裂纹，而中心的人工气泡遗传到线材表面后的裂纹深度也非常浅；由铸坯表面的人工气泡演变的裂纹，在长度上随轧制道次增加而变长，在深度上可按相对裂纹深度公式计算。

• 35CrMo钢螺母锻压工艺的智能控制研究

  王瑛, 李广德, 李伟伦,

  始锻温度、终锻温度、模具预热温度和坯料加热温度是机械螺母锻压的重要工艺参数。本文采用基于模糊PID的智能控制技术进行了35CrMo钢螺母锻压过程中的温度控制，并进行了组织、性能的测试及对比分析。结果表明，与不采用智能控制相比，采用智能控制锻压的35CrMo钢螺母磨损体积由3.6×10-3mm3减小到2.3×10-3mm3。基于模糊PID的智能控制技术可以有效改善35CrMo钢螺母锻件的组织，提高螺母的耐磨损性能。

• CANDU压力管用Zr-2.5Nb合金热挤压的数值模拟研究

  赵冠楠, 周宣, 王永东, 王弘昶,

  利用数值模拟技术对CANDU压力管用Zr-2.5Nb合金的热挤压工艺进行了研究。结果表明，Zr-2.5Nb合金的热挤压应采用锥形模具，且模角应为90°，以获得较小的峰值挤压力。在坯料加热温度为750～820℃，受摩擦及塑性变形影响，合金坯料局部温度将超过β转变温度。在过高的加热挤压温度下，挤压管坯由长片状α晶粒的砖砌组织转变为针状α晶粒的魏氏组织。由热力学模拟结果可知，合金的β相转变温度主要取决于其中的O含量，对Nb含量不敏感。在过快的挤压速度下，合金的织构形成将主要取决于β→α转变的Burgers关系，且合金组织也将偏离预期组织。

• 锻造工艺参数对铝合金机械铰链性能的影响

  李广德, 王瑛, 李伟伦,

  采用不同的始锻温度和终锻温度进行了6A02-0.5Cr铝合金机械铰链的锻造，并进行了力学性能和耐腐蚀性能的测试分析。结果表明：随始锻温度和终锻温度的增加，试样的抗拉强度先增大后减小，断后伸长率和质量损失率先减小后增大，耐腐蚀性能先提升后缓慢下降。和450℃始锻温度的性能相比，始锻温度480℃锻造时试样的抗拉强度增大19 MPa，质量损失率减小32.8%；和350℃终锻温度的性能相比，终锻温度380℃锻造时的试样抗拉强度增大15MPa，质量损失率减小31.49%。

• 锻压温度对挤锻复合成形AZ80-CeTi镁合金性能的影响

  戚勇, 姜一达,

  采用不同的锻压温度进行了汽车用AZ80-CeTi镁合金试样的挤锻复合成形，并进行了拉伸性能及冲击性能的测试与分析。结果表明：随锻压温度的升高，挤锻复合成形试样的抗拉强度、屈服强度、冲击吸收功均先逐渐增大后缓慢减小，断后伸长率先减小后增大。和320℃锻压的结果相比，380℃锻压温度下的抗拉强度、屈服强度、冲击吸收功分别增大了32 MPa、35 MPa、3.2 J，断后伸长率仅减小1.4%。挤锻复合成形AZ80-CeTi镁合金试样的锻压温度优选380℃。

• 基于深度学习的薄板TIG焊焊缝成形视觉检测

  汲生鹏, 闫志鸿, 刘嘉, 宫兆辉,

  焊接区的视觉图像含有丰富的熔池成形和焊缝成形信息，然而，由于焊接区的状态复杂、干扰因素众多，图像处理算法设计非常困难，很难实现工程化应用。利用深度学习技术中的卷积神经网络（VGG网络）实现了薄板TIG焊的熔透状态的检测。首先采用VGG网络构建了从熔池反面视觉图像判断熔透状态的模型，实现了未熔透、熔透和烧穿的可靠识别，准确率可达97.2%；在此基础上，又采用SSD网络构建了熔透状态下熔宽的检测模型，实现了反面熔宽的准确测量。此外，采用数据增强的方法模拟了不同的检测条件，使模型的适应性达到了工程化水平。同时构建了从正面熔池预测反面熔透的网络模型，解决无法直接从反面判断的情况，模型的预测准确率为96.7%，最后分析了误差出现的原因和提高准确率的方法。

• 厢板典型结构的焊接变形分析与工艺约束优化

  张雪松, 李登矗,

  工程运输车辆货厢板制造采用的是钢板与槽钢的组合焊接方式，焊接中的热变形会造成厢板的挠曲变形，从而导致产品不合格。为减少厢板的焊接变形，选取了车厢侧厢板焊接后变形最大的位置，即长槽钢焊接位置进行数值模拟分析。通过施加高斯热载荷，采用热-结构耦合分析，得到了焊接后厢板结构的应力及变形分布情况。结合生产实际，通过调整焊接工艺，提出了“四点固定”的L与R方案，再分别对这两个工艺方案进行了仿真模拟，最后优选出一个方案进行了实际应用。试验表明，优化方案极大地改善了车厢整体的加工质量，且外观效果也有了明显的提升。

• 基于CMT技术的薄壁不锈钢框架焊接工艺研究

  殷亚运, 雷小伟, 崔永杰, 杜志博, 付占波, 鄂楠,

  针对5 mm厚S32168薄壁不锈钢框架结构的角焊缝焊接，开展了5 mm厚试板的T型接头的CMT和CMT+P焊接工艺试验，比较了CMT、CMT+P焊接模式和弧长修正、脉冲修正工艺参数对焊缝成形的影响，获得了较优的工艺参数并按NB/T47014-2011标准进行了工艺评定。结果表明，采用CMT工艺可以获得根部熔合的焊接接头，但根部存在气孔缺陷，焊缝外观为凸形，成型较不美观。采用CMT+P模式并搭配合适的弧长修正和脉冲修正参数，可以得到根部熔合且角焊缝为平甚至微凹的焊缝，根部无气孔等缺陷，焊缝成型美观均匀，工艺评定合格。通过设计专用工装夹具、合理的施焊顺序并采用优化的焊接工艺，框架结构样件焊缝外观、内部质量及焊后变形量可满足图纸及制造要求。

• 06Cr18Ni11Ti不锈钢薄板脉冲TIG焊数值模拟

  黄文翔, 张春, 李汇, 孟磊,

  为解决06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢薄板焊接变形大的问题，选用脉冲TIG焊接方法进行T型焊接，分析接头组织。并采用广义双椭球热源，对焊接应力和变形进行了模拟。结果表明，熔池组织为蠕虫状和树枝状的细小奥氏体，热影响区的晶粒相比于母材未见明显长大，接头组织良好；冷却后的残余应力分布集中，基本在焊缝区域，焊件的整体变形量极小，变形主要表现为焊缝和竖板的z向（竖直方向）收缩，以及绕x轴（焊缝方向）的角变形。

• 组合焊修复断裂齿轮轴

  赵巧良, 甘伟, 胡红钱, 赵洪昊, 范里洪, 陈炜, 宋惠国,

  针对37SiMn2MoV钢齿轮轴断裂的焊接修复问题，采用小尺寸轴头插入轴身的过盈配合，及轴头与轴身的U型坡口锁底对接焊条电弧焊的组合焊修复工艺。分析了37SiMn2MoV钢的焊接难度。通过正确选择焊条类型和接头形式，合理布置过渡层、填充层及盖面层，严控预热、后热及层间温度，实施小线能量施焊，取得了不错的焊接修复效果。

• 铝合金与聚合物静止轴肩辅助搅拌摩擦搭接焊接工艺研究

  盛慧章, 胡云瑞, 吕赞, 刘景麟,

  以PA6尼龙聚合物为上板，6061-T6铝合金为下板，采用静止轴肩辅助搅拌摩擦焊接技术进行了6061-T6铝合金与PA6尼龙聚合物的搭接，并与常规的搅拌摩擦焊工艺进行了对比分析。结果表明：与常规的搅拌摩擦焊工艺相比，静止轴肩辅助搅拌摩擦焊接技术获得的接头表面光滑，没有出现明显的弧纹及孔洞缺陷。常规搅拌摩擦焊工艺下因为材料溢出到焊缝表面，在焊缝内部产生明显的孔洞缺陷，而静止轴肩辅助搅拌摩擦焊工艺下接头内部成形良好，没有发现明显的孔洞缺陷。这是因为静止轴肩具有吸热、随焊碾压及密封作用。静止轴肩辅助搅拌摩擦焊接头的剪切拉伸性能更高。

• Q235碳素结构钢与6061铝合金搅拌摩擦点焊的试验研究

  陆宝山, 李有智, 关集俱,

  为验证Q235碳素结构钢与6061铝合金搅拌摩擦点焊的可行性，将厚度2 mm的Q235钢板（上板）分别与厚度5 mm和10 mm的6061铝合金板（下板），在主轴转速1200 r/min、轴向负荷12 kN以及不同的焊接挤压时间下进行搅拌摩擦点焊试验。结果表明，对于5 mm厚的铝合金板，钢/铝界面温度在8 s时迅速上升至6061铝合金的液相线温度（652℃），并在15 s时达到740℃，焊接后焊缝处的破坏负荷达到10～15 kN；对于10 mm厚的铝合金板，界面温度大约在20 s时上升到652℃，在45 s时达到740℃，焊缝处的破坏负荷达到18～22 kN。在Q235钢/6061铝合金接合面的铝合金板中央区域发生熔化，形成铁与铝的熔覆金属层，经XRD检测确定为Fe2Al5和Fe4Al13。使用SEM观察比较，发现5 mm厚的铝合金板在接合面处的熔覆金属层厚度比10 mm厚的铝合金板的要厚，较厚的熔覆金属层更易形成裂缝，从而削弱了其破坏负荷。

• 660MW超临界塔式锅炉T91三级过热器管爆管原因分析

  张骏,

  通过现场爆口位置和壁温曲线检查、管样宏观检查、化学成分分析、金相试验、硬度检测、氧化皮厚度测量及力学性能试验，对超临界塔式锅炉三级过热器T91爆管原因进行了分析。结果表明：爆管是由于管子内壁存在类似直道的原始加工缺陷，在运行过程中，原始缺陷在内压力作用下扩展延伸使得管子发生爆管。

• X80管线钢环焊缝力学性能及焊接缺陷分析

  李亮, 聂向晖, 黄磊, 刘迎来, 丰振军, 许彦,

  在X80管线钢环焊缝缺陷定期排查过程中，发现某处X80管道环焊缝存在多处缺陷。为了进一步确认缺陷类型并分析其产生原因，对环焊缝缺陷部位进行了解剖分析，并对环焊缝正常部位和缺陷部位的力学性能进行了检测。结果表明：该环焊缝0点钟位置的冲击韧性不满足标准要求，其他位置的力学性能满足标准要求；该环焊缝1:30时钟位置存在坡口未熔合，6:20时钟位置存在根部裂纹，坡口未熔合缺陷产生的原因为填充焊产生的焊渣未清理干净，根部裂纹产生的原因为环焊缝根焊部位应力过大导致开裂。

• 柴油机20钢机油冷却喷嘴断裂原因

  刘耀辉, 魏彩丽, 刘岩, 冯银平,

  某型号柴油机的机油冷却喷嘴在使用中，喷嘴管从铜钎焊焊缝位置发生断裂。通过微观形貌观察、化学成分分析、显微组织观察和硬度测试等方法分析了断裂的原因，并提出了质量控制措施。结果表明，在钎焊过程中，液态铜沿着奥氏体晶界渗透，并在晶界上形成了薄膜，弱化了晶界的结合强度，此类裂纹被称作铜的渗透裂纹。在外力作用下，从渗透裂纹开始起裂，导致喷嘴管断裂。

• 某超临界锅炉12Cr1MoV水冷壁补焊后开裂原因研究

  刘承鑫, 牛坤, 范志东, 张志博, 马翼超, 韩涛,

  某超临界锅炉12Cr1MoV水冷壁补焊后发生开裂并泄漏。为避免再次出现类似问题，通过宏观形貌观察、化学成分检测、金相组织分析、维氏硬度测试和EDS分析等方法分析了该水冷壁补焊后开裂的原因并提出相关建议。结果表明：裂纹主要分布于补焊处淬硬组织内，以沿晶裂纹为主，补焊处部分区域硬度超过标准规定的焊缝硬度上限值。推断开裂形式为焊接冷裂纹开裂，其主要原因为12Cr1MoV钢自身冷裂淬硬倾向明显，且现场焊接工艺控制不当，使焊缝冷裂倾向进一步增加，焊缝出现硬度超标的淬硬组织，残余应力增加，发生开裂。建议严格控制现场焊接工艺，焊前制定符合标准的焊接工艺指导文件，做好焊缝坡口清理、焊前预热、焊材烘干保温、线能量控制、焊后缓冷或热处理等，可以避免12Cr1MoV水冷壁焊接冷裂纹的产生。