2018年, 第39卷, 第7期 
刊出日期:2018-07-25
  

  • 全选
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  • 雷玉成, 郭晓凯, 常红霞, 陈钢
    焊接学报. 2018, 39(7): 1-6. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390164
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    加速器驱动次临界系统的冷却剂液态铅铋共晶合金在循环管道中高速流动时会对主泵叶轮及第一壁包层材料造成空泡腐蚀.焊接接头是整个循环管道中的薄弱环节,但合理的焊后热处理是提高循环管道中焊缝区域性能最有效的方法.自主设计一套装置用于金属溶液空泡腐蚀试验.对各组试样不同时间空泡腐蚀后的表面形貌、粗糙度、空蚀坑平均深度进行分析,再结合焊后热处理后的焊缝微观组织及力学性能,对空泡腐蚀行为及耐空蚀性能提高机制进行分析.结果表明,调质后焊缝耐空蚀性能最好;760℃回火后耐空蚀性能也比较好;710℃与810℃回火后耐空蚀性能稍差;未焊后热处理焊缝耐空蚀性能最差.
  • 张佳莹, 丛森, 刚铁, 林尚扬
    焊接学报. 2018, 39(7): 7-11,41. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390165
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    焊接结构在工业领域的应用十分广泛,常应用于复杂结构中,对焊接质量要求较高,需要高时间分辨率的超声检测方法检测焊缝内部缺陷.为了提高检测结果的时间分辨率,将雷达领域的编码激励与脉冲压缩技术引入焊缝检测中,提出一种基于幅度加权频率调制的相位编码激励检测方法,该方法的激励信号为幅度加权的线性调频信号与巴克码信号的复合.结果表明,相同带宽下,与线性调频信号和巴克码激励的检测结果相比,所提出的激励方法检测结果的时间分辨率较高,同时,有效降低了调频带宽对检测结果的影响.
  • 巩庆涛, 胡广旭, 苗玉刚, 孟梅, 郑红
    焊接学报. 2018, 39(7): 12-16. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390166
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    基于连续数值模拟技术,在多层多道焊数值建模时,逐步添加每一层焊缝网格模型,进行分步的模拟计算,实现了有效的多层多道焊接热—力耦合有限元计算.利用连续模拟方法与非连续模拟方法,计算分析了多层多道焊试验模型.结果表明,与非连续模拟方法相比,连续建模方法收敛性好,且纵向残余应力峰值结果较传统建模方法更准确.同时,分析了热—力作用下多层多道焊缝的应力演变历程,揭示了多重热循环作用下焊缝纵向残余应力的变化过程.
  • 刘西洋, 孙凤莲, 赵御民, 许可贵, 王奕喆
    焊接学报. 2018, 39(7): 17-23. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390167
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    以自保护药芯焊丝(414N-O)为研究对象,借助电弧分析仪和高速摄像,对不同工艺参数下激光—电弧复合热源焊接电弧稳定性进行了试验研究.结果表明,复合热源焊接过程中,激光的加入明显的减小了自保护药芯焊丝电弧作用点漂移概率,拉长了电弧空间,降低了熔滴短路过渡概率,提高了电弧稳定性;工艺参数中,光丝间距和送丝速度对平均焊接电流影响显著;电弧电压和送丝速度对平均焊接电流变异系数影响显著;激光功率对平均焊接电流的影响幅度与光丝间距和送丝速度有关,光丝间距和送丝速度越大,激光功率对平均焊接电流的影响越小;电弧电压对平均焊接电流的影响幅度与光丝间距有关,光丝间距DLA=0 mm时,影响最显著;激光前置比激光后置更有利于平均焊接电流变异系的稳定.
  • 明珠, 王克鸿, 王伟, 范成磊, 王有祁, 冯胜强
    焊接学报. 2018, 39(7): 24-28. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390168
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    文中主要对高氮奥氏体不锈钢专用焊丝焊接过程的稳定性进行研究,分析了不同氮含量焊丝的电流电压信号,并用高速摄像和汉诺威质量检测分析仪分析焊接过程的熔滴过渡.结果表明,随焊丝含氮量增加,焊接过程中虽然存在飞溅现象,但焊接过程更加稳定,这是由于为了使焊后熔敷金属为全奥氏体组织,将焊丝的含氮量增高的同时,减少Ni元素的加入,提高Mn元素含量,从而使熔滴的表面张力增加,焊接过程稳定性相对提高,并且在N元素和合金元素共同作用下,焊丝的喷射过渡临界电流降低,射滴过渡和射流过渡更加容易发生.
  • 方乃文, 王丽萍, 李连胜, 李睿, 马青军, 孔祥千
    焊接学报. 2018, 39(7): 29-32. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390169
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    为了研究AZ31B镁合金焊接接头残余应力分布规律,采用MSC.mar软件对直径200 mm,厚度6 mm的镁合金圆筒舱体环焊缝进行双电极气体保护焊(DE-GMAW)焊接温度场、应力场及残余应力的数值模拟.结果表明,焊缝及热影响区残余应力较大,远离焊缝中心处的残余应力随着距离增加而逐渐减小,除焊缝内外表面外,大部分区域的纵向残余应力大于横向残余应力,这为研究控制镁合金焊接残余应力提供了重要的理论支撑.
  • 荆洪阳, 苏定邦, 徐连勇, 赵雷
    焊接学报. 2018, 39(7): 33-36. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390170
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    P92钢作为新一代耐热钢,其服役温度正随着超超临界机组的不断推广而逐渐提高,而高温疲劳性能对保证电厂的安全运行具有重大作用.文中通过P92钢630℃下的疲劳试验,研究了其在不同应变幅和应变速率下的疲劳寿命以及应力—应变关系,并结合断口形貌分析了P92钢的断裂机理.结果表明,P92钢属于高温循环软化材料,其疲劳寿命随塑性应变幅的增大而呈指数下降,同时应变速率的增大会导致其疲劳寿命的增大.P92钢疲劳断口分为疲劳源区、裂纹扩展区以及断裂区.高应变幅下蠕变孔洞和二次裂纹的增加是导致其疲劳寿命降低的主要原因.
  • 孔谅, 凌展翔, 王泽, 王敏, 潘华, 雷鸣
    焊接学报. 2018, 39(7): 37-41. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390171
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    新一代超高强Q&P淬火延性钢在具有高强度的同时具有较好的断后伸长率,在车身制造中具有广阔的应用前景.然而在对镀锌Q&P980钢进行电阻点焊试验后,在焊接接头中发现了表面裂纹,前期研究表明该表面裂纹是由液态金属脆化机制所引起的,即钢板在液态锌和应力的共同作用下发生的沿晶界开裂.结果表明,点焊中的工艺参数,包括焊接电流、焊接时间及电极压力、以及加工条件,包括电极端面形状、加压模式、电极对中度均会对接头中的液态金属脆裂纹产生不同程度的影响,因此可以通过调整工艺参数及加工条件来降低裂纹的敏感性.
  • 邹军涛, 李思林, 赵艳, 梁淑华
    焊接学报. 2018, 39(7): 42-46. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390172
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    在原子扩散理论分析基础上,通过热浸镀锡作为扩散过渡层的方法制备了高强界面的ZChSnSb11-6/30CrMnSi复合材料.采用扫描电子显微镜(SEM),能谱仪(EDS)表征了ZChSnSb11-6在热浸镀锌30CrMnSi钢表面形成的界面过渡区形貌及其元素分布,并对界面硬度和结合强度进行了表征.结果表明,通过热浸镀锡作为中间层的方法可以制备出巴氏合金/钢双金属复合材料;30CrMnSi钢基体与中间层金属锡形成一层互相扩散的过渡区,厚度随镀锡温度的升高而显著增加;过渡区硬度明显高于两侧基体;界面结合强度随镀锡温度的升高逐渐上升,在900℃时结合强度达到60.6 MPa.
  • 周政, 王国庆, 宋建岭, 赵红星, 杨春利
    焊接学报. 2018, 39(7): 47-50. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390173
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    为研究氦弧TIG焊焊缝质量,对比分析了2219铝合金氦弧TIG焊与氩弧TIG焊焊缝成形及组织性能.结果表明,在背部熔宽相同的条件下,氦弧TIG焊焊缝正面熔宽、下塌量及热影响区宽度均小于氩弧TIG焊,氦弧TIG焊与氩弧TIG焊焊缝的微观组织及第二相组织基本相似,焊缝区晶粒为等轴晶,热影响区晶粒为粗大的板条状,组织为粗大的α铝基体与金属间化合物Al2Cu及少量的共晶组织,焊缝区的第二相组织明显多于热影响区,无法发挥弥散强化的作用.氦弧TIG焊与氩弧TIG焊焊接接头的断裂方式均为韧性断裂,抗拉强度基本保持一致,氦弧TIG焊焊接接头的断裂总延伸率高于氩弧TIG焊,维氏硬度高于氩弧TIG焊焊缝的硬度.
  • 贾亚洲, 陈树君, 肖珺, 王立伟
    焊接学报. 2018, 39(7): 51-54. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390174
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    高能量密度的激光照射熔滴,使熔滴局部产生强烈蒸发,利用蒸发反力驱动熔滴受迫短路,促进熔滴脱离焊丝.以低碳钢为研究对象,搭建激光增强GMAW短路过渡焊接试验系统,对比研究了激光增强GMAW短路过渡焊接过程中激光入射位置、电弧高度对熔滴短路过渡行为的影响规律.结果表明,在焊接过程中施加一定功率的激光对熔滴短路过渡行为有明显的改善作用,可以通过激光改变熔滴的受力状态,控制过渡熔滴的尺寸,熔滴短路时间减小,燃弧时间增加,增加过渡频率,提高了焊接过程中的稳定性,激光增强后,焊缝表面成形均匀饱满,焊缝成形良好.
  • 李大用, 王苹, 张广军
    焊接学报. 2018, 39(7): 55-59. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390175
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    为解决高强度Cr-Ni奥氏体焊丝脉冲GMAW电弧挺度不足,熔滴过渡不稳定的问题,文中采用高速摄像手段对Ar/He/CO2不同组合气体保护下的脉冲GMAW电弧形态与熔滴过渡进行了对比研究,以期优化混合气体成分.结果表明,氩气弧熔滴过渡容易,但电弧漂移、挺度差;氦气和CO2气体的加入可提高电弧挺度、增大电弧能量、熔滴过渡变为1脉多滴,先一个大滴,接着几个小滴;氦气的比例越大,第一个熔滴的尺寸越大;CO2气体可克服阴极斑点漂移,但比例不能超过5%;40% Ar+58% He+2% CO2三元组合的电弧挺度大,熔滴过渡均匀平稳,是奥氏体焊丝脉冲GMAW厚板焊接较理想的混合气体组分.
  • 尹力, 洪波, 李湘文, 李毅
    焊接学报. 2018, 39(7): 60-64. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390176
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    针对大梁自动焊过程中焊缝坡口角度、工件偏转、坡口间隙、定位焊缝等因素,容易造成焊缝偏差识别结果不准确或难以识别的现状,提出了一种基于激光位移传感器的大梁自动焊偏差识别方法,建立了大梁焊缝坡口弧长模型,在特征谐波检测法基础上,利用各谐波分量之间线性空间关系,提出了大梁焊缝偏差解算方法,消除了坡口角度和工件偏转等非偏差因素对偏差检测的干扰.对某集装箱大梁纵缝进行焊缝偏差识别试验.结果表明,该方法对坡口间隙和定位焊缝具有良好的抗干扰能力,为大梁自动焊偏差识别提供一种新的理论和实践参考.
  • 朱新杰, 邓明晰
    焊接学报. 2018, 39(7): 65-70. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390177
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    为揭示声波散射在焊接板结构超声导波合成孔径阵列成像中的作用机制,将散射回波矩阵和散射渡越时间矩阵用于分析描述超声水平剪切(shear horizontal,SH)导波声波散射,探讨了焊缝散射和边界散射在导波成像中的作用关系.结果表明,散射矩阵是揭示声波散射在超声导波阵列成像作用机制的有效工具,散射回波矩阵与散射渡越时间矩阵具有相同的散射矩阵因子,导波图像出现与散射矩阵因子成倍数关系的“条带”伪像,图像椭圆簇轨迹特征复杂化,图像背景噪声增强,图像信噪比减小.研究工作可为深入开展焊接板结构超声导波非直线阵列成像算法研究提供基础.
  • 张华, 崔冰, 林三宝, 石功奇
    焊接学报. 2018, 39(7): 71-74. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390178
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    7050高强铝合金被广泛应用于飞机的承力构件、火箭舱段、导弹、飞船等空间载荷承力结构的制备.航空航天飞行器服役环境恶劣(雷电、雨水、辐射、除冰液等),对腐蚀性能特别是应力腐蚀开裂性能有较高的要求,然而高强铝合金FSW接头在特定服役环境下的接头性能数据包括腐蚀性能尚不完善.基于此,文中重点研究不同焊接热输入对接头腐蚀行为的影响.采用晶间腐蚀、四点弯曲应力腐蚀试验,选择不同的加载应力,揭示高强铝合金腐蚀行为.结果表明,高强铝合金应力腐蚀敏感性强,不论是优化焊接参数,还是改变热输入,单纯通过焊接过程本身控制很难改善应力腐蚀敏感性.
  • 李龙, 李辉, 徐梅, 徐亚鹏, 江海涛, 米振莉
    焊接学报. 2018, 39(7): 75-80. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390179
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    利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)观察超高强双相钢DP1000激光焊接接头微观组织的变化,通过显微硬度的测试、拉伸试验研究其不同热输入下焊接接头的力学性能.结果表明,随着热输入的增加,由回火区和两相区组成的软化区的组织发生了明显的变化,软化区内平均硬度值减小,其宽度尺寸增加,导致拉伸试样的断裂位置发生变化.当热输入不高于52 J/mm,焊接试样的抗拉强度是母材的97.75%,软化区宽度最大约为506 μm,断裂发生在母材上;当热输入达到72 J/mm,软化区宽度约为621 μm,断裂发生在软化区内.
  • 来旭辉, 许燕, 周建平
    焊接学报. 2018, 39(7): 81-87. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390180
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    在对柱坐标熔焊成形设备介绍的基础上,提出适用于回转框架结构的自适应分层、填充算法,通过三次择优筛选,减少网格的无效判断次数;建立了叠层堆积的误差模型,结合截面轮廓曲率变化动态计算适应成形精度要求的分层厚度;以NURBS作为基函数对分层轮廓进行最小二乘拟合,通过遗传算法寻找最佳拟合权值优化拟合结果.结果表明,成形过程中焊枪运行平稳,悬臂摆振较小;采用柱坐标特有的回转结构进行圆弧填充,避免了各焊缝间的成形时间等待和折线轮廓带来的过堆积现象,最后通过实际案例验证了分层软件的稳定性与可行性.
  • 罗冲, 张振林, 单际国
    焊接学报. 2018, 39(7): 88-92. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390181
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    采用VOF多相流模型,应用Fluent软件对炉中钎焊过程中铝钎焊板十字接头的钎角成形进行模拟研究,讨论了钎焊温度、钎缝间隙等因素对钎角成形的影响规律,并进行了试验验证.结果表明,该模型较好的模拟了钎角的形状以及温度对钎角成形的影响规律,从而验证了模型的可靠性.同时发现温度对钎角成形有较大影响,温度较低(590℃)时,钎料润湿性不足,铺展长度较小;温度过高(610℃)时,钎料流失加剧,铺展长度减小,600℃为最佳温度.接头短间隙过小容易导致钎料聚集,长间隙过大会抑制钎缝的毛细作用,均不利于钎料铺展,等间隙更有利于钎角成形.
  • 许楠, 包晔峰, 宋亓宁
    焊接学报. 2018, 39(7): 93-96. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390182
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    采用冷源辅助搅拌摩擦焊对2 mm厚的H70黄铜进行焊接,利用光学显微镜.扫描和透射电子显微镜、电子背散射衍射、显微硬度测试及拉伸试验对焊接接头的微观组织和力学性能进行研究.结果表明,在搅拌摩擦焊的过程中通过采用液氮冷却的方法不仅能降低搅拌区的峰值温度,而且可以显著提高搅拌区的冷却速度,有效抑制了由焊后余热带来的退火软化作用,消除了热影响区.搅拌区组织由高位错密度的超细晶组成,并具有较强的{—1 1 2} < 1 1 0 > 剪切织构.搅拌区抗拉强度较母材提高了58%的同时,断后伸长率没有显著降低,改善了焊缝的强韧性.
  • 郭朝博, 冯振, 崔露露
    焊接学报. 2018, 39(7): 97-101. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390183
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    建立了双脉冲电流下TIG焊熔池的三维非稳态数学模型,通过选择合适的边界条件和热物性参数,强烈耦合控制方程组对双脉冲TIG焊熔池进行数值分析,得到了周期性变化的焊接熔池温度场、流场等分布情况,熔宽、熔深的尺寸大小在周期内的变化规律.结果表明,在双脉冲电流作用下的熔池尺寸大于在平均电流作用下的尺寸,有效的增大了焊接熔池尺寸;熔池尺寸随电流的变化具有一定的滞后性,且在高能脉冲作用时的滞后性较强;在双脉冲电流作用下的熔池内部具有更大的流速,其搅拌作用更强.
  • 张婧, 封小松, 许辉, 高嘉爽
    焊接学报. 2018, 39(7): 102-105,110. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390184
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    研究了激光同轴辅助搅拌摩擦焊中激光/搅拌摩擦焊的热量分配对不同系列铝合金焊缝成形、接头力学性能及显微组织的影响,并得到了相应的优化能量分配条件.结果表明,加入激光辅助热源可有效扩大工艺参数窗口,特别是流动性差的5A06和2219铝合金,焊接速度可提升30%以上.激光辅助热源对6061及5A06铝合金焊接接头性能影响较小,对2219铝合金搅拌摩擦焊接头的性能影响明显,焊接热输入增大后,接头性能下降,但总得来说,加入激光辅助热源能够在更小的焊接热输入下获得更高的接头性能.
  • 张楠, 田志凌, 董现春, 张熹, 杨建炜
    焊接学报. 2018, 39(7): 106-110. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390185
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    基于模拟焊接热循环试验及疲劳裂纹扩展试验,对动载结构用高强钢Q960E热影响粗晶区进行了多种应力幅值作用下的疲劳寿命研究.通过得到Paris方程建立了不同焊接热模拟工艺下疲劳裂纹扩展门槛值(ΔKth)随不同交变载荷下疲劳寿命值的近似线性关系.利用场发射扫描电镜中背散射衍射功能(EBSD)对疲劳裂纹扩展试样中的裂纹尖端进行了晶体学取向分析及扩展机制讨论.结果表明,在应力幅值ΔP固化后,疲劳寿命N随ΔKth的增大而增加,其延寿微观机理在于组织中的亚结构取向存在差异,所形成的大角度晶界(≥15°)可有效迫使裂纹转向,从而提高材料的疲劳寿命.
  • 赵智力, 王光临, 张远健, 方洪渊
    焊接学报. 2018, 39(7): 111-114. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390186
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    借助有限元软件研究了高强钢对接接头中焊接残余应力的调匀情况.结果表明,因母材塑性储备不足,所有接头焊后横向、纵向拉伸峰值应力均在焊接残余应力的基础上不断增加,但接头各区域应力增速不同,最终残余应力均未完全调匀.低匹配静载ELCC接头高塑性、低屈强比的盖面焊道位于高值残余应力所在的焊缝及近缝区母材表面并分担载荷,使该区应力增速放缓,故其残余应力调匀能力优于等匹配接头.考虑焊接残余应力的ELCC接头静载失效更可能发生在母材区,这与ELCC接头的设计目标相符.明确了静载ELCC设计可以忽略焊接残余应力的影响.
  • 胡昱, 薛家祥, 金礼, 董昌文
    焊接学报. 2018, 39(7): 115-120. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390187
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    针对2205与316L异种不锈钢材料焊接工艺参数难控制的问题,采用双脉冲熔化极气体保护焊(DP-MIG)工艺分别研究了强、弱脉冲个数与焊接速度对焊缝成形质量的影响,利用小波分析仪采集并分析了焊接过程中的电参数,对获得的对接焊缝进行了拉伸试验与金相分析.结果表明,焊接速度对焊缝质量影响最大,其次为弱脉冲个数、强脉冲个数,不同的强弱脉冲个数对焊缝质量的影响较小;接头断裂主要发生在焊缝处与靠近焊缝的母材316L一侧;随着焊接速度增加,焊接热输入减小,冷却速度变快,缩短铁素体发生转变的时间,导致金相组织相对细小.
  • 王彦芳, 司爽爽, 宋增金, 孙旭, 石志强
    焊接学报. 2018, 39(7): 121-124. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390188
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    以Zr55Al10Ni5Cu30非晶态合金棒为电极,利用电火花沉积技术在ZL101铝合金表面制备了锆基合金涂层.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计和摩擦磨损实验机等对涂层的微观结构、表面形貌、显微硬度和摩擦磨损性能进行了分析测试.结果表明,沉积层表面较致密、均匀,为典型的“溅射状”花样形貌;沉积层主要由非晶、ZrO2和Cu8Zr3等相组成;沉积层的平均显微硬度为1 555 HV 0.01,约为基材的15倍,摩擦系数仅为0.096,呈现出良好的减摩耐磨特性,沉积层的磨损机制主要为疲劳磨损和磨粒磨损.
  • 徐冬霞, 范晓杰, 许国星, 丁连征, 陈思杰, 牛济泰
    焊接学报. 2018, 39(7): 125-128. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390189
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    采用Sn-3.0Ag-0.5Cu-3.0Bi钎料对镀镍60%和镀镍15% SiCP/6063Al复合材料之间进行真空钎焊.采用SEM,XRD对接头界面微观组织和成分进行分析.结果表明,在钎焊过程中,钎料与镍层发生界面反应生成了连续的扇贝状金属间化合物(IMC),其具体成分为(Cu,Ni)6Sn5;该IMC层排列紧凑,生长方向都垂直于界面指向钎料的内部;在钎焊过程中,IMC的生长分为生长速率较快和生长速率较缓慢两个阶段.在270℃,钎焊时间由10 min延长至40 min时,界面IMC层扇贝状形貌不变,晶粒尺寸变大;IMC层厚度增加,但是其厚度增长速率逐渐降低;钎焊接头抗剪强度不断增大.
  • 焊接学报. 2018, 39(7): 129-134.
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