焊接学报

Select

司晓庆, 李淳, 郑庆伟, 亓钧雷, 冯吉才, 曹健

焊接学报. 2020, 41(5): 1-6. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.20190907001

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

选用纳米Al₂O₃颗粒作为增强相，成功开发了Ag-CuO-Al₂O₃复合钎料，并将其应用于空气反应钎焊固体氧化物燃料电池(SOFC)组件. 对复合钎料的空气反应钎焊工艺进行研究，在1 050 ℃/30 min工艺条件下实现了SOFC电池片与铝化不锈钢连接体的无缺陷连接，分析了接头两侧界面连接特征以及纳米Al₂O₃增强相在连接过程中的演化行为. 对焊后接头进行高温服役性能测试，探究了接头组织和性能在高温氧化(空气)和还原(H₂-50H₂O-N₂)气氛中的演化规律. 结果表明，铝化不锈钢的Al₂O₃保护层对不锈钢基体起到了良好的保护作用，避免了不锈钢基体在连接以及高温服役过程中的性能衰减，在确保接头组织稳定性中发挥了关键作用. 系统分析了高温服役过程对接头气密性的影响，综合评定了Ag-CuO-Al₂O₃复合钎料空气反应钎焊SOFC组件的适用性.

Select

粗晶热影响区比例对09MnNiDR焊接接头冲击韧性的影响

曹睿, 杨兆庆, 李金梅, 雷万庆, 张建晓, 陈剑虹

焊接学报. 2020, 41(5): 7-13. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.20190818003

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

通过对09MnNiDR低温压力容器用钢埋弧焊焊接接头热影响区不同位置处的冲击吸收能量的测试、冲击断口以及微观组织的观察分析，确定了09MnNiDR焊接接头的组织特征以及最薄弱区域，并深入讨论了最薄弱区域对焊接接头冲击韧性的影响. 结果表明，在−70 ℃时，焊接接头母材、亚临界热影响区、临界热影响区、细晶热影响区平均冲击吸收能量均在270 J以上，表现出良好的韧性. 焊缝的平均冲击吸收能量为139 J. 焊接接头韧性最薄弱区域为粗晶热影响区，当缺口完全位于粗晶热影响区时，冲击吸收能量为20 J，相比于母材冲击韧性损失高达92.7%. 粗晶热影响区的显微组织为粗大的粒状贝氏体、板条贝氏体以及块状铁素体组成的复合组织. 随着缺口尖端前沿粗晶热影响区比例的增加，其分布位置越靠近缺口尖端，试样的冲击吸收能量越小，充分体现出最薄弱区域对冲击韧性的影响.

Select

新型22Cr-15Ni奥氏体耐热钢高温低周疲劳行为

杨尚卿, 徐连勇, 赵雷, 韩永典, 荆洪阳

焊接学报. 2020, 41(5): 14-18. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.20190718003

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

22Cr15Ni3.5CuNbN新型奥氏体耐热钢是为620 ~ 650 ℃的超(超)临界电站锅炉管道制造而研发的新型奥氏体耐热钢，其高温性能的优劣对机组的安全可靠运行具有重要意义. 文中通过22Cr15Ni3.5CuNbN钢在650 ℃下的低周疲劳试验，研究了其在不同应变幅条件下的应力−应变关系及疲劳寿命. 通过对断口形貌的分析研究了其断裂机理. 结果表明，22Cr15Ni3.5CuNbN钢在高温下表现出明显的循环硬化行为，且没有明显的应力饱和现象出现. 其硬化行为与材料内部位错密度的增加有关. 采用基于塑性应变能密度对其疲劳寿命进行了预测，取得了良好的预测效果. 疲劳断口可以分为3个区域：裂纹源区、裂纹扩展区以及瞬断区. 在较高的应变幅条件下，在断口处可观察到多个裂纹源. 多个裂纹源的形成和二次裂纹的产生是导致其疲劳寿命下降的重要原因.

Select

不同气氛激光直接沉积成形24CrNiMo合金钢的显微组织和力学性能

谢玉江, 杨玉乐, 迟长泰

焊接学报. 2020, 41(5): 19-24. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.20190905001

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用激光直接沉积成形技术，分别在氩气和空气环境中制备了24CrNiMo合金试样. 借助光学显微镜、扫描电子显微镜、氧氮氢分析仪、显微硬度仪、室温拉伸及冲击试验对制备的合金显微组织和力学性能进行研究. 结果表明，氩气和空气环境中的沉积态凝固组织形貌基本相同，均为外延生长的柱状晶，并随着界面温度梯度(G)与界面生长速率(v)的比值(G/v)的减小由柱状晶转变为胞状枝晶；显微组织均为粒状贝氏体，由于热累积温度不同，氩气氛围下的累积温度更高造成粒状物大小及分布均不规则，而空气氛围下形状为短棒状，沿某一方向平行分布；空气环境中成形试样的硬度及拉伸强度略高于氩气环境中，但前者的塑性及冲击韧性略低，主要由于空气氛围下试样存在较多的氧化物夹杂.

Select

激光毛化对铝/钢电弧熔钎焊接头界面与性能的影响

石玗, 梁琪, 张刚, 李广

焊接学报. 2020, 41(5): 25-29. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.20190916002

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

使用高性能铝/钢焊接件是汽车轻量化一直追求的目标. 针对铝/钢接头界面脆性金属间化合物层导致接头性能较差并限制其应用的问题，采用小功率激光毛化处理工艺改变钢表面微观形貌，开展铝上钢下的TIG熔钎焊试验. 通过扫描电镜观察分析了接头界面金属间化合物层的形态与分布，研究了激光毛化线间距对液态铝在钢表面润湿铺展行为及接头钎接界面金属间化合物形态与分布对接头力学性能的影响规律. 结果表明,钢表面经毛化处理后，液态铝在其表面的润湿铺展性能变差，但接头钢侧界面由平直状态变为凹槽锯齿状弯曲状态，使铝钢反应接触面积增大、机械咬合作用增强，同时凹槽对裂纹的扩展起到阻断作用，提高了接头的力学性能. 金属间化合物分布呈现出由沿界面均匀连续性分布变为凹槽内数量较多的非均匀分布特征. 当线间距为130 μm时，接头平均抗拉剪强度达到85.8 MPa.

Select

CFRP表面激光熔覆TC4 + AlSi10Mg复合涂层的组织与性能

陶汪, 苏轩, 陈曦, 陈彦宾

焊接学报. 2020, 41(5): 30-35. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.20190924001

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用激光熔覆技术在碳纤维增强热塑性塑料(carbon fiber reinforced thermoplastics, CFRP)表面成功地制备了TC4 + AlSi10Mg复合涂层. 通过扫描电镜、能谱仪和透射电镜分析了TC4 + AlSi10Mg复合涂层与CFRP基体连接的界面层微观结构、元素成分分布及相组成. 采用纳米压痕仪对复合涂层到基材的硬度变化规律进行测试. 结果表明，通过激光熔覆技术可以快速在CFRP材料表面形成连续的、均匀的TC4 + AlSi10Mg复合涂层. TC4 + AlSi10Mg复合粉末在激光作用下，受热熔化渗透到CFRP基体内部，形成良好的冶金结合，并在碳纤维-树脂-复合涂层之间形成连续的界面层. TC4 + AlSi10Mg复合涂层与CFRP基体连接的界面层相成分为TiC，Ti₃Al，TiS₂和Ti₃AlC相. CFRP基体的平均硬度为10.15 HV，涂层的最高硬度可达1914 HV. 基于试验观察和理论分析，得出CFRP表面激光熔覆TC4 + AlSi10Mg复合涂层主要的界面反应机理为Ti(s) + C(s)→TiC(s)，Al(l) + 3Ti(s)→Ti₃Al(s).

Select

TC17钛合金线性摩擦焊接头组织及力学性能分析

周军, 梁武, 张春波, 乌彦全

焊接学报. 2020, 41(5): 36-41. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.20200408002

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对固溶时效态TC17钛合金焊态及焊后热处理态线性摩擦焊接头，进行显微组织及力学性能对比分析. 结果表明，焊态时焊缝组织发生了回复与再结晶，由于焊后冷却速度较快，生成了亚稳定β相，焊缝区发生了软化；热力影响区组织沿受力变形方向拉长、细化、交替呈带状分布，加工硬化程度较高，显微硬度明显高于其它区域；热影响区由于二次次生α相基本溶解于亚稳定β相，导致显微硬度显著降低. 经过焊后热处理，亚稳定β相发生时效分解，析出了弥散程度更高的针状次生α相使得焊接区硬度大幅度提高. 由于亚稳定相的生成，焊态接头发生软化，拉伸均断裂在焊缝区，抗拉强度达到母材强度91.8%，断口呈脆性断裂形态；焊后热处理态接头由于二次次生α相的析出，起到弥散强化的作用，拉伸试验均断在母材，断口呈典型韧性断裂形态.

Select

电弧功率对MIG电弧增材制造316L奥氏体不锈钢组织及力学性能的影响

陈晓晖, 张述泉, 冉先喆, 黄正

焊接学报. 2020, 41(5): 42-49. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.20190818001

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用大功率MIG电弧热源熔化沉积316L奥氏体不锈钢金属焊丝制备试样，研究电弧功率对成形试样组织、力学性能以及断裂行为的影响并分析其机理，为高效、低成本电弧增材制造大型金属构件提供技术基础和理论依据. 结果表明，大功率MIG电弧增材制造316L奥氏体不锈钢内部形成柱状晶并生成δ相和σ相呈蠕虫状分布在γ基体中. δ相分布在晶内和晶界起强化作用. 随着电弧功率从3 763 W增加8 400 W，316L试样晶粒尺寸变大，δ相含量减少而σ相含量增加，使得材料抗拉强度从578 MPa降低到533 MPa，屈服强度从310 MPa降低到235 MPa，断后伸长率从53%降低到44%，断面收缩率从67%下降到60%. 当电弧功率增加到8 400 W时，在晶界上形成较多的σ相，试样断裂模式由较低功率时的穿晶韧窝断裂转变为沿晶韧窝断裂.

Select

气流再压缩等离子弧焊接电弧行为

李天庆, 陈璐, 张宇, 杨喜牟, 雷玉成

焊接学报. 2020, 41(5): 50-55. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.20191125002

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

电弧等离子体行为对焊接接头组织结构和性能具有决定性作用，开展气流再压缩等离子弧特性研究对于指导先进材料的气流再压缩等离子弧焊接工艺和提高焊接接头质量具有重要意义. 针对气流再压缩等离子弧焊接新工艺，基于流体动力学和电磁理论，建立气流再压缩等离子弧数值分析模型，采用ANYSYS Fluent软件，通过C语言进行二次开发，定量计算等离子弧温度分布、流场分布、电势分布，分析压缩气对等离子弧温度场、流场、电弧电压的影响规律. 模拟结果表明，压缩气对喷嘴内的等离子弧温度分布基本没有影响，压缩气对喷嘴外的等离子弧具有拘束压缩作用；压缩气对等离子弧流场分布基本没有影响；压缩气能够提高电弧电压. 相同电流条件下，与常规等离子弧焊接相比，气流再压缩等离子弧焊接电弧穿透能力有望提高.

Select

T形接头角焊缝中缺陷空间定位及分布特征

石端虎, 吴三孩, 历长云, 赵洪枫, 刚铁, 何敏

焊接学报. 2020, 41(5): 56-60. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.20191008001

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为实现T形接头焊件角焊缝中批量缺陷的空间定位及可视化，基于多视角成像方法，获取了焊件射线检测图像，并建立了T形接头焊件角焊缝中缺陷深度和偏移量的数学模型. 在射线检测图像缺陷分割的基础上，根据提出的缺陷自动对应准则和投影距离自动提取算法完成了焊件内部缺陷的空间位置数据自动提取，并实现了批量缺陷空间位置的可视化. 对焊件中自动提取的84个缺陷的空间位置数据进行了统计分析，获取了缺陷的空间分布特征. 试验结果表明，缺陷主要位于腹板中心线左侧，占总样本的73.8%；缺陷深度大多在[1.8 2.5] mm范围内，占总样本的85.7%，近86%的缺陷集中分布在翼板与腹板的结合面位置；缺陷半径在[0 0.51] mm范围内；缺陷沿焊缝纵向随机分布.

Select

激光功率密度对SLM成形TC4磨损性能的影响

王凯, 焦向东, 朱加雷, 李京洋, 杜士瑄

焊接学报. 2020, 41(5): 61-64. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.20190926001

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用激光选区熔化技术(selective laser melting, SLM)制备TC4磨损试样，探究不同激光功率密度对SLM试样磨损性能的影响. 采用MMW-1A万能摩擦磨损试验机测试不同功率密度下SLM试样的耐磨损性能，通过X射线衍射仪(XRD)，X射线能谱仪(EDS)和扫描型电子显微镜(SEM)表征SLM试样的成分和结构，并用显微硬度仪测试硬度. 结果表明，SLM试样比精铸TC4磨损过程更稳定，提高激光功率密度有利于激光细晶强化作用，提高了材料的抗磨损性能.

Select

TIG电弧增材制造5356铝合金微观组织与拉伸性能

赵鹏康, 唐成, 蒲尊严, 李言, 李淑娟

焊接学报. 2020, 41(5): 65-70,77. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.20190925002

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对TIG电弧增材制造5356铝合金试样不同区域微观组织及性能变化开展研究. 结果表明，试样结合层与沉积层水平交替呈现，底部区域沉积层宽度最大(~ 2.4 mm)，中间稳定区最小(~ 1.6 mm)；沉积层组织均以等轴晶为主，在灰色基体上弥散分布黑色β-Al₃Mg₂第二相，并伴有少量Mg₂Si和(FeMn)Al₆金属间化合物，结合层存在大量气孔及缩孔等缺陷；底部区域沉积层晶粒尺度最小，而结合层缺陷最多.不同区域水平方向强塑性无明显差异(${R_{\rm{m}}} = 274\;{\rm{MPa}}, \;A = 32.3\%$)，垂直方向强度与水平方向近似相等，但断后伸长率下降到26%，两个方向拉伸断口均以等轴韧窝为主.3个区域沉积层硬度值稳定，底部沉积层硬度值略高于其余区域，而结合层硬度值波动明显.

Select

多元合金激光增材制造凝固组织演变模拟

齐海波, 张云浩, 冯校飞, 韩日宏, 吴栋

焊接学报. 2020, 41(5): 71-77. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.20190823001

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对多元合金激光熔覆过程，基于有限元方法和元胞自动机技术建立了多元合金激光熔覆熔池三维传热传质及凝固组织形貌演变模型，通过自行开发的宏微观耦合接口程序实现了三维熔池模型和多元合金凝固组织演变模型的耦合. 针对IN718激光熔覆过程中的传热传质和凝固组织演变过程进行了模拟，研究了基板初始晶粒尺寸、异质形核及多层熔覆扫描路径对熔覆层凝固组织形貌的影响机理，并对模拟结果进行了试验验证. 结果表明，模拟结果与实际物理过程吻合较好，所开发的耦合模型能够真实反映多元合金激光熔覆过程.

Select

选区激光熔化成形Inconel 625合金的激光焊接头组织及高温蠕变性能

张宇, 姜云, 胡晓安

焊接学报. 2020, 41(5): 78-84. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.20191211001

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪等对选区激光熔化 (SLM) 成形Inconel 625合金的激光焊接头组织特征及高温蠕变性能进行研究分析. 结果表明，SLM成形Inconel 625合金的激光焊接头质量良好，无明显的制造缺陷存在. SLM成形Inconel 625合金激光焊焊接试样的组织主要由母材区的等轴奥氏体组织以及焊缝区的柱状枝晶组成. 高温蠕变试验结果显示，试样的蠕变时间随着应力的增大急剧下降. 较高的应力水平（200 MPa）对合金在同一温度下的蠕变性能影响很大，会导致蠕变变形直接进入蠕变第三阶段——加速阶段，引发试样较早发生断裂. 断口分析表明，所有试样断裂均发生在母材区或近热影响区，母材区观测有大量二次裂纹，熔覆区未观察到明显裂纹. 蠕变断口形貌呈冰糖块状特征，表明断裂模式主要为沿晶断裂. 高温下晶界滑移引发的形变位移是晶界空洞形核的主要机制.

Select

3D打印一体化低合金钢/中碳钢枪钻界面表征

赵菲, 段宣政, 刘子敬, 吴志生, 王安红

焊接学报. 2020, 41(5): 85-90. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.20200324001

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

文中提出了3D打印快速一体化制造枪钻的方法，进行了中碳钢钻柄、低合金钢钻杆和钨钴硬质合金钻头组成的复合材料枪钻毛坯3D打印工艺试验研究. 采用SEM观测分析了3D打印复合材料枪钻毛坯低合金钢/中碳钢界面微观形貌和组织结构，采用EDS, XRD对枪钻毛坯低合金钢/中碳钢元素分布、界面相成分进行了测试与分析；测试分析了枪钻毛坯低合金钢/中碳钢界面缺陷、显微硬度、抗拉强度等；通过测试与分析复合材料枪钻毛坯界面的微观组织和性能，对其界面进行了表征. 结果表明，3D打印复合材料枪钻毛坯界面性能优于焊接枪钻界面，3D打印快速一体化制造枪钻的方法可行.

Select

800 MPa级高强钢焊接接头组织及力学性能

李少峰, 马成勇, 宋志刚, 安同邦

焊接学报. 2020, 41(5): 91-96. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.20190115005

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用焊条电弧焊和气体保护焊两种方法，分别对具有良好抗焊接裂纹敏感性的800 MPa级船体用钢对接接头进行两种工艺的焊接，并对其焊接接头进行显微组织分析和力学性能试验. 结果表明，两种焊接方法焊缝组织主要为交织分布的板条马氏体、贝氏体，以及一定量的针状铁素体，板条间有残余奥氏体，SMAW(焊条电弧焊)焊缝宏观金相可见明显氧化夹杂；两种焊接方法所得焊接接头具有相似的硬度分布，抗拉强度相当，且均断在母材，但SMAW侧弯试验件出现0.5 mm裂纹；−50 ℃下SMAW接头冲击韧性低于GMAW(气体保护焊)接头，SMAW断口由河流花样的准解离小刻面和少量的韧窝组成的撕裂棱构成，属于韧-脆混合断裂，GMAW断口由小且深的韧窝构成，属于典型的韧性断裂.

Select

英文摘要

焊接学报. 2020, 41(5): 97-102.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2020年, 第41卷, 第5期　
刊出日期：2020-05-25

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2020年, 第41卷, 第5期 刊出日期：2020-05-25

2020年, 第41卷, 第5期　
刊出日期：2020-05-25