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水环境对磁控Plasma-FCAW水下复合焊成形组织特征及熔滴过渡行为的影响
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作者 张洪涛 杨帆 +2 位作者 于佳 李连波 孙宇 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第3期702-712,共11页
磁控等离子-药芯焊丝电弧复合焊(plasma-flux cored arc welding,Plasma-FCAW)作为一种高效的复合电弧焊接方法,具有深熔性好、飞溅小等优势,但由于水下环境复杂,焊接过程易受干扰,为此,本研究采用自主设计的励磁装置对Plasma-FCAW复合... 磁控等离子-药芯焊丝电弧复合焊(plasma-flux cored arc welding,Plasma-FCAW)作为一种高效的复合电弧焊接方法,具有深熔性好、飞溅小等优势,但由于水下环境复杂,焊接过程易受干扰,为此,本研究采用自主设计的励磁装置对Plasma-FCAW复合水下焊施加横向磁场进行调控,促进两电弧间的柔性耦合,有效改善复合焊接过程及焊缝成形的稳定性。在此基础上进行不同盐度、温度水环境下的焊接工艺实验,并研究了水环境对熔滴过渡行为及焊缝成形和组织性能的影响。结果表明,盐度提高会使熔滴过渡周期缩短、冷却速度提高、焊缝熔宽下降,水温对电弧稳定性和熔滴过渡行为影响显著,低温下熔滴过渡周期缩短,高温时熔滴过渡周期不规则。盐度增加和水温降低都会导致焊缝区侧板条铁素体和针状铁素体含量提高,而水温升高会使热影响区珠光体含量有所增加,从而对焊缝硬度产生影响。 展开更多
关键词 水下焊接 Plasma-FCAW 熔滴过渡 盐度 水温
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送丝速度对700L钢激光-电弧复合焊接头组织与性能的影响
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作者 任志国 刘志国 +4 位作者 夏明生 刘立学 赵光 彭云 赵琳 《应用激光》 北大核心 2026年第2期31-39,共9页
高强度大梁钢焊接过程中,易出现焊缝区冲击韧性低、热影响区软化等问题。研究送丝速度对700L钢激光-电弧复合焊接接头显微组织与力学性能的影响,分析了焊接热影响区软化行为。结果表明,焊缝组织主要为板条贝氏体、针状铁素体和粒状贝氏... 高强度大梁钢焊接过程中,易出现焊缝区冲击韧性低、热影响区软化等问题。研究送丝速度对700L钢激光-电弧复合焊接接头显微组织与力学性能的影响,分析了焊接热影响区软化行为。结果表明,焊缝组织主要为板条贝氏体、针状铁素体和粒状贝氏体,粗晶区组织为板条贝氏体和粒状贝氏体,细晶区组织为铁素体和少量贝氏体,不完全重结晶区组织为不均匀的铁素体和贝氏体;软化区位于靠近母材的焊接热影响区,在焊接热循环的作用下,软化区M-A组元易分解,硬度降低。随着送丝速度的增加,热输入增加,焊缝区韧性降低,拉伸易于软化区失效,降低送丝速度可减弱或抑制软化,提高焊缝区韧性,当送丝速度为5.5 m/min时,焊接接头具有良好的强韧性。 展开更多
关键词 700L钢 激光-电弧复合焊接 送丝速度 显微组织 软化区
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2195与2219合金搅拌摩擦焊接头性能强化研究
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作者 赵石岩 陶睿轩 +3 位作者 都德伟 宋春艳 李群 李娜 《燕山大学学报》 北大核心 2026年第1期16-23,共8页
2219铝铜合金和2195铝锂合金为航天贮箱材料,两种材料搅拌摩擦焊接后接头强度比2195母材强度大幅降低。为了提高异质焊接头的力学性能,明确母材组配顺序与异质焊接头强度的关系,探索热处理工艺对接头组织、力学性能的影响,在搅拌头走速2... 2219铝铜合金和2195铝锂合金为航天贮箱材料,两种材料搅拌摩擦焊接后接头强度比2195母材强度大幅降低。为了提高异质焊接头的力学性能,明确母材组配顺序与异质焊接头强度的关系,探索热处理工艺对接头组织、力学性能的影响,在搅拌头走速200mm/min,搅拌头旋转速度800r/min焊接条件下,对2195-T8和2219-T6合金对向搅拌摩擦焊接进行了研究,对比分析了异质焊与母材同质焊接头硬度分布、拉伸性能的差异,探讨了母材组配关系对接头力学性能的影响,发现高强度2195作为前进侧焊接接头的力学性能更优,2195AS/2219RS异质焊接头的抗拉强度比2219同质焊接头的强度高23%。为了提高异质焊接头强度,对2195AS/2219RS异质焊接头进行了固溶与时效处理,研究了固溶温度及时效时间对接头性能的影响,结果表明经535℃/1h+165℃/12h热处理可以获得最高的接头强度,比焊接态屈服强度及抗拉强度分别提高了65%和36%,大幅提高了接头抗变形的能力。但是热处理后接头焊核区晶粒发生长大,断口呈现强烈脆性断裂特征。 展开更多
关键词 异质搅拌摩擦焊 2195铝锂合金 2219铝铜合金 接头强度 热处理强化
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基于深度学习的双相不锈钢应力-应变场预测模型
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作者 邓彩艳 丁汉星 +2 位作者 马艳文 刘永 龚宝明 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2026年第1期25-30,共6页
通过人工智能技术深度解析金属材料多尺度构效关系,构建基于深度学习的成分-工艺-性能高通量逆向设计范式,在材料研发的过程中具有重要作用.本研究提出了一种基于条件生成对抗网络(CGAN)的端到端深度学习模型,用于研究双相不锈钢微观组... 通过人工智能技术深度解析金属材料多尺度构效关系,构建基于深度学习的成分-工艺-性能高通量逆向设计范式,在材料研发的过程中具有重要作用.本研究提出了一种基于条件生成对抗网络(CGAN)的端到端深度学习模型,用于研究双相不锈钢微观组织与力学性能之间的关系.该模型结合了博弈论思想,通过整合双相不锈钢微观组织图像及仪器化压痕试验获取的相组织力学性能数据,实现了微观组织-性能关系的直接预测.模型数据库通过基于微观组织的有限元模拟方法构建,确保了训练数据的高保真性.结果表明,该模型能够直接从双相不锈钢的微观组织预测应力-应变场,其预测结果与有限元模拟和实验数据高度吻合. 展开更多
关键词 双相不锈钢 纳米压痕 条件生成对抗网络 微观组织 应力-应变场
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搅拌摩擦封焊过程扭矩和温度场变化规律研究
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作者 张昌青 刘恩荣 +4 位作者 王栋 王亚雄 石消飞 王一帆 张鹏省 《材料导报》 北大核心 2026年第1期133-137,共5页
搅拌摩擦焊接过程中,摩擦扭矩和焊接温度场反映了母材的塑性变形状态。本工作对7075-T6铝合金无缝管环形焊缝进行封焊,采用主轴电机电压电流(Voltage and current of main shaft motor,VCMSM)法计算出不同摩擦转速、焊接速度和焊接顺序... 搅拌摩擦焊接过程中,摩擦扭矩和焊接温度场反映了母材的塑性变形状态。本工作对7075-T6铝合金无缝管环形焊缝进行封焊,采用主轴电机电压电流(Voltage and current of main shaft motor,VCMSM)法计算出不同摩擦转速、焊接速度和焊接顺序下搅拌摩擦焊过程中搅拌头与母材间的摩擦扭矩,并对焊缝温度进行采集。结果表明,摩擦扭矩在经历两次波动后逐渐趋于稳定并建立稳定摩擦的趋势,摩擦扭矩波动较小的工艺参数焊缝成形较好;焊接过程温度峰值主要受到工艺参数的影响,前进侧在管件内侧焊接温度峰值比前进侧在外侧更高。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 摩擦扭矩 焊接温度场 封焊 7075铝合金
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航空航天用SiC_(p)/Al复合材料激光焊接研究进展
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作者 张建勋 王志英 +2 位作者 白嘉瑜 李振岗 刘森洋 《航空制造技术》 北大核心 2026年第4期36-48,共13页
碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiC_(p)/Al)凭借高比强度、低密度及低热膨胀系数等优势,在轻量化、大型化航空航天装备领域应用前景广阔。然而,其熔化焊接时易生成Al_(4)C_(3)脆性相、气孔及颗粒偏聚等缺陷,严重制约工程应用,高效可靠焊... 碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiC_(p)/Al)凭借高比强度、低密度及低热膨胀系数等优势,在轻量化、大型化航空航天装备领域应用前景广阔。然而,其熔化焊接时易生成Al_(4)C_(3)脆性相、气孔及颗粒偏聚等缺陷,严重制约工程应用,高效可靠焊接需求日趋迫切。从常规激光焊接、能场辅助激光焊接及添加中间层激光焊接3方面系统综述航空航天用SiC_(p)/Al复合材料激光焊接的研究现状。连续/脉冲/摆动激光焊接仅通过工艺调控优化接头性能,无法抑制脆性相生成,且工艺窗口狭窄;外场辅助(电弧、磁场、超声等)激光焊接可有效稳定熔池,减少缺陷,细化晶粒,却难以阻止界面反应发生;中间层调控激光焊接通过引入活性元素重构界面反应路径,将有害相转化为强化相,成为性能跃升的关键。最后对SiC_(p)/Al复合材料激光焊接的未来研究热点进行展望,以期为该材料在航空航天领域的规模化可靠焊接提供参考。 展开更多
关键词 SiC_(p)/Al复合材料 激光焊接 外场辅助 界面调控
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钛/铝异种金属激光增材工艺优化及界面演变特征
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作者 张洪涛 范彦龙 +1 位作者 徐经武 孙宇 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第1期222-232,共11页
钛/铝异种金属增材制造可实现轻量化与高强度统一,但连接存在困难。本研究以6061铝合金为基板、TC4焊丝为熔覆材料进行钛铝异种激光增材制造,以调控界面熔合比、减少界面化合物产生从而提高界面性能的角度出发优化工艺参数,经单因素试... 钛/铝异种金属增材制造可实现轻量化与高强度统一,但连接存在困难。本研究以6061铝合金为基板、TC4焊丝为熔覆材料进行钛铝异种激光增材制造,以调控界面熔合比、减少界面化合物产生从而提高界面性能的角度出发优化工艺参数,经单因素试验与非线性回归分析确定最佳参数,在此工艺下获得的铝/钛异种金属结构界面抗拉强度提升至60.67 MPa。分析不同增材层数下异种金属界面组织演变,研究发现随着钛合金增材层数增加,钛铝界面脆性针状化合物随扩散逐渐转化为点状并逐渐汇集为完整一层。通过有限元模拟阐述界面残余应力演变特征,结果表明界面残余应力呈现先增后减再急剧增大趋势,且焊道两端存在严重应力集中现象。 展开更多
关键词 异种金属 激光增材 显微组织 残余应力
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超声辅助钎焊镀锌TC4/AZ31接头组织及性能
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作者 李一楠 王进 +1 位作者 龙鹏宇 雷煜 《焊接学报》 北大核心 2026年第2期88-97,共10页
为了实现TC4/AZ31在大气环境下的低温直连,采用超声辅助预镀对TC4进行表面改性,随后采用超声辅助钎焊方法实现改性后的TC4与AZ31连接,解决了Ti和Mg元素不互溶、不反应导致的无法直连的问题.首先利用ABAQUS模拟了超声作用下TC4表面镀锌... 为了实现TC4/AZ31在大气环境下的低温直连,采用超声辅助预镀对TC4进行表面改性,随后采用超声辅助钎焊方法实现改性后的TC4与AZ31连接,解决了Ti和Mg元素不互溶、不反应导致的无法直连的问题.首先利用ABAQUS模拟了超声作用下TC4表面镀锌动态过程,得到最佳超声辅助预镀参数为变幅杆浸入50 mm,热浸温度500℃,振幅10μm时,锌液池内TC4表面最大流速0.27 m/s,表面最大声压28.5 MPa;其次,对TC4进行超声辅助热浸镀锌,在其表面形成均匀(TiZn_(3),TiZn_(3)+TiZn_(16)和η-Zn)镀层;最后,采用超声辅助钎焊连接TC4/AZ31,研究了钎焊温度、超声时间对异质接头微观形貌及性能的影响.实现了镀锌TC4与AZ31在230℃的低温连接,钎缝由(TiZn_(3),TiZn_(3)+TiZn_(16)和η-Zn)层、(β-Sn+η-Zn)层及Mg2Sn组成;随着超声时间延长,Mg2Sn厚度增加,钎缝整体宽度减小,接头抗剪强度由脆性Mg2Sn层的厚度及形态控制,超声5 s时,Mg2Sn厚度为6.7μm,钛/镁异质接头抗剪强度达到47.7 MPa. 展开更多
关键词 异种金属连接 TC4表面改性 超声辅助钎焊 组织调控
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镁铝异种金属搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能分析
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作者 张亮 陈冠冰 +3 位作者 张雅轩 李谦宁 付凯 杨潇 《河北科技大学学报》 北大核心 2026年第1期12-20,共9页
为了抑制镁铝异种金属焊接接头中脆性镁铝金属间化合物(intermetallic compounds,IMCs)生成并改善接头性能,设计并采用铜箔作为中间层金属的搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)方法对7075-T6铝合金与AZ31B镁合金异种金属进行焊接。... 为了抑制镁铝异种金属焊接接头中脆性镁铝金属间化合物(intermetallic compounds,IMCs)生成并改善接头性能,设计并采用铜箔作为中间层金属的搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)方法对7075-T6铝合金与AZ31B镁合金异种金属进行焊接。分别采用显微组织观察、能谱(energy dispersive spectrometer,EDS)分析、X射线衍射(X-ray diffractometer,XRD)检测、硬度测试、剪切试验测试等试验方法,对是否具有中间层金属铜的镁铝异种金属接头的组织及性能进行试验分析。结果表明:在接头焊核区,中间层金属铜的加入与镁铝金属共同形成镁铝铜三元扩散体系,抑制了焊核区镁铝之间的互扩散行为,焊核区扩散层厚度由150μm降至50μm,同时,含铜接头的钩状缺陷两侧形成新扩散层,有效阻止镁铝IMCs中脆性镁铝IMCs生成形成,并分别生成新的铜镁、铜铝IMCs;此外,中间层金属铜的加入使接头界面处钩状缺陷面积显著减小,有效缓解界面应力集中;与常规接头相比,含铜接头的断裂路径从IMCs层迁移至焊核区,接头平均剪切力由3407 N提高至4615 N,剪切性能提升35.5%。探明了通过FSW提高特定镁铝异种金属接头的力学性能的原因,为其他异种材料的焊接提供了参考。 展开更多
关键词 材料表面与界面 镁铝异种金属 搅拌摩擦焊 中间层金属铜 接头扩散行为
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低碳钢预制涡流搅拌摩擦焊工艺研究
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作者 王启勇 李晓博 +4 位作者 刘小超 王心成 张泰瑞 倪中华 陈彪 《金属学报》 北大核心 2026年第1期217-234,共18页
为了解决难焊钢材搅拌摩擦焊面临的搅拌工具磨损和断裂问题,优化接头显微组织及力学性能,本工作提出了预制涡流搅拌摩擦焊(PF-VFSW)新工艺,并以3 mm厚Q195钢为模型材料,针对新工艺进行了系统性探索研究,重点讨论了套筒材料、转速、焊速... 为了解决难焊钢材搅拌摩擦焊面临的搅拌工具磨损和断裂问题,优化接头显微组织及力学性能,本工作提出了预制涡流搅拌摩擦焊(PF-VFSW)新工艺,并以3 mm厚Q195钢为模型材料,针对新工艺进行了系统性探索研究,重点讨论了套筒材料、转速、焊速及搅拌工具倾角对接头宏观形貌、微观组织及力学性能的影响。结果表明,对于无倾角的WC-Co套筒,其最优转速、焊速组合为500 r/min、20 mm/min,所获接头底部存在沿晶界分布的弱连接缺陷,且随着与接头顶端距离的增加,氧化物分布变广,未接合区域面积扩大。使用W-Re套筒并设定1°的焊接倾角后,适当调控工艺参数即可消除接头底部弱连接缺陷,对应最优工艺参数组合为转速300 r/min、焊速20 mm/min,搅拌区中剧烈塑性变形导致的动态回复和连续/不连续动态再结晶行为使其再结晶比例较母材有所降低,小角度晶界比例显著升高,同时晶粒得到明显细化,搅拌区晶粒尺寸最小为3.8μm,较母材降低80.51%。采用WC-Co和W-Re套筒所获接头的显微硬度较母材分别提高了6.44%和18.90%,抗拉强度分别提高了1.74%和5.91%,达到317.26和330.25 MPa,接头连接效率均可达100%。以上结果表明,PFVFSW技术可实现低碳钢的低成本、高质量焊接。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 Q195钢 工艺参数 微观结构 力学性能 预制涡流
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AZ31B镁合金脉冲电流辅助界面熔化焊接工艺与接头组织性能研究
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作者 武琪昌 孙铭江 +3 位作者 武通 路富刚 林盼盼 林铁松 《航天制造技术》 2026年第1期55-63,共9页
使用脉冲电流和4004铝合金箔片对AZ31B镁合金进行了界面熔化焊接,探究了升温速度、保温时间以及界面化合物熔点对界面熔化焊接效果的影响,并分析了焊接接头微观组织与力学性能。结果表明:脉冲电流作用下,焊接界面处发生等离子体放电现... 使用脉冲电流和4004铝合金箔片对AZ31B镁合金进行了界面熔化焊接,探究了升温速度、保温时间以及界面化合物熔点对界面熔化焊接效果的影响,并分析了焊接接头微观组织与力学性能。结果表明:脉冲电流作用下,焊接界面处发生等离子体放电现象并产生局部熔化,界面微熔化液相促进界面孔洞闭合。在温度为450℃,保温时间为45 min,升温速度为100℃·min^(-1)的参数下界面孔洞完全闭合,接头强度达到56.7 MPa。 展开更多
关键词 AZ31B镁合金 界面熔化焊 接头组织 力学性能
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真空固溶气淬压力对Ti-4Al-5Mo-5V-6Cr-1Nb钛合金显微组织与力学性能的影响
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作者 胡生双 王浩军 +3 位作者 吉丽 吴海峰 王文博 杜垚鑫 《金属热处理》 北大核心 2026年第1期269-273,共5页
研究了真空固溶气淬压力(0.1和0.2 MPa)对Ti-4Al-5Mo-5V-6Cr-1Nb钛合金的显微组织、力学性能、断口形貌和硬度的影响。结果表明,Ti-4Al-5Mo-5V-6Cr-1Nb钛合金经900℃真空固溶高压气淬+530℃时效后的组织中均出现明显的细小层片状次生α... 研究了真空固溶气淬压力(0.1和0.2 MPa)对Ti-4Al-5Mo-5V-6Cr-1Nb钛合金的显微组织、力学性能、断口形貌和硬度的影响。结果表明,Ti-4Al-5Mo-5V-6Cr-1Nb钛合金经900℃真空固溶高压气淬+530℃时效后的组织中均出现明显的细小层片状次生α相和残余β相。提高固溶气淬压力后,时效后的晶界α相组织更为粗大且模糊,出现不连续区域,晶内片层状α相片层厚度小幅增加,片层间距增大。与回充0.1 MPa氩气时相比,回充0.2 MPa氩气时冷速增大,合金的强度略有降低,但总体变化不大,在回充0.1 MPa氩气条件下LT向的强度最高。随着气淬过程从回充0.1 MPa氩气变为回充0.2 MPa氩气,断裂韧度呈现小幅度的提高,这是因为在固溶时效后析出的片层α相厚度随着冷却速率的提高而提高,因此断裂韧度也随之增大。另外,固溶气淬压力对Ti-4Al-5Mo-5V-6Cr-1Nb钛合金的硬度影响不大。 展开更多
关键词 固溶 气淬压力 钛合金 显微组织 力学性能
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铝合金摩擦塞补焊研究进展
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作者 李聪颖 孙世烜 +4 位作者 李家奇 雷雨 陈文千 李峰 王伟 《热加工工艺》 北大核心 2026年第3期17-23,共7页
随着我国宇航领域的发展,传统手工TIG焊应用广泛,但受限于焊接效率低以及热输入过大的缺点,已无法满足航天产品的质量要求。摩擦塞补焊由于具有焊接速度快、环境适用范围广、一次成型工序简单等优点,常被用于特殊领域装备的焊接缺陷修... 随着我国宇航领域的发展,传统手工TIG焊应用广泛,但受限于焊接效率低以及热输入过大的缺点,已无法满足航天产品的质量要求。摩擦塞补焊由于具有焊接速度快、环境适用范围广、一次成型工序简单等优点,常被用于特殊领域装备的焊接缺陷修补。总结了塞补焊的基本原理、工艺过程、接头力学性能以及国内外研究现状,并详细介绍了塞补焊的技术特点、工艺方法以及焊接设备等方面。 展开更多
关键词 摩擦塞补焊 铝合金 焊接工艺 焊接设备
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AlSiCu+纳米Mo粉末激光焊铝合金/钢接头组织和力学性能
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作者 雷敏 黄昆 +4 位作者 罗兵兵 张华 王谦 于朋 李玉龙 《焊接学报》 北大核心 2026年第2期80-87,共8页
为了提高铝合金与钢接头力学性能,减少激光焊接时界面脆性金属间化合物(IMCs)过量生成,分别采用由AlSiCu合金粉末和AlSiCu与Mo粉制备的复合粉末作为中间层,对6016铝合金与DC06低碳钢进行激光搭接深熔焊接.结果表明,在激光功率为900 W,... 为了提高铝合金与钢接头力学性能,减少激光焊接时界面脆性金属间化合物(IMCs)过量生成,分别采用由AlSiCu合金粉末和AlSiCu与Mo粉制备的复合粉末作为中间层,对6016铝合金与DC06低碳钢进行激光搭接深熔焊接.结果表明,在激光功率为900 W,焊接速度为0.07 m/s,离焦量为+2 mm的工艺参数条件下,中间层添加AlSiCu粉末和AlSiCu与Mo复合粉末后,焊接过程稳定,焊缝成形美观,铝侧熔深与熔宽较无粉末添加均增大;而且添加AlSiCu+3%Mo复合粉末后,晶粒组织细化,Fe-Al脆性金属间化合物减少,且界面层状和针状相尺寸减小,铝/钢焊接接头的抗拉剪力达到82.3 N/mm,比未添加粉末强度提高25.3%,断裂发生于铝合金热影响区和部分铝母材. 展开更多
关键词 铝合金 低碳钢 激光焊接 微观组织 力学性能
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20 mm厚TC4ELI钛合金双枪激光-MIG复合焊接头组织与性能研究
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作者 孙崇锋 刘甲 +8 位作者 孙二举 陈利阳 余巍 雷小伟 崔永杰 张浩 王伟超 张亚龙 张伟 《热加工工艺》 北大核心 2026年第3期125-130,共6页
研究了20 mm厚TC4ELI钛合金板双枪激光-MIG复合焊接技术,获得了20 mm厚TC4ELI板焊接接头,研究了接头的金相组织、力学性能和工艺性能。结果表明:双枪激光-MIG复合焊接可以获得满足探伤标准I级要求的TC4ELI钛合金焊接接头。接头焊缝区微... 研究了20 mm厚TC4ELI钛合金板双枪激光-MIG复合焊接技术,获得了20 mm厚TC4ELI板焊接接头,研究了接头的金相组织、力学性能和工艺性能。结果表明:双枪激光-MIG复合焊接可以获得满足探伤标准I级要求的TC4ELI钛合金焊接接头。接头焊缝区微观组织为针状马氏体α'相和针状α相,以及少量晶间β相。接头上部热影响区出现了连续清晰的晶界及魏氏组织;接头中部热影响区晶界不清晰,晶界内的组织细化,β转变组织被拉长为更细长的针状α相,在β晶界处平行排列,表现为α集束。接头上部熔合线区处出现粗大α相,存在稳定的网篮组织;接头中部熔合线区形成长宽比更高的针状α相,形成的网篮组织比较狭长。接头上部和中部的平均抗拉强度高于母材强度;在焊接接头打底层和填充层中,焊缝的平均硬度大于母材和热影响区;接头弯曲性能合格,工艺性能尚可。 展开更多
关键词 TC4ELI钛合金 激光-MIG焊接 力学性能 弯曲性能
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直线摆动对钢/铝激光搭接焊接头组织性能的影响
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作者 李田 严佑锐凌 +4 位作者 牛晶晶 牛赢 郭强 周惦武 张明军 《材料导报》 北大核心 2026年第3期133-139,共7页
基于直线摆动模式开展钢/铝激光搭接焊试验,采用金相显微镜、扫描电镜、电子万能试验机研究了不同摆动频率下焊缝表面形貌、熔池微观组织、接头力学性能及断口形貌的变化规律,结合高速摄像、理论计算及数值模拟探究了直线摆动对接头组... 基于直线摆动模式开展钢/铝激光搭接焊试验,采用金相显微镜、扫描电镜、电子万能试验机研究了不同摆动频率下焊缝表面形貌、熔池微观组织、接头力学性能及断口形貌的变化规律,结合高速摄像、理论计算及数值模拟探究了直线摆动对接头组织性能的影响机制。结果表明,在直线摆动模式下,通过改变激光的能量密度分布增加了熔宽的同时降低了熔深,熔深方向热量的减少有效抑制了Fe、Al之间的冶金反应,极大的降低了界面金属间化合物的层厚度;利用光束搅拌作用形成的稳定涡流不仅显著改善了熔池稳定性和焊缝成型性,还明显细化了晶粒,而高频摆动时的层状偏析则归因于顺时针涡流导致的Al元素聚集;界面IMCs的层厚度是影响接头性能的主要因素,相同热输入下接头的最大剪切力提高了17.6%,韧性也得到了显著增强;接头的断裂模式也由脆性断裂转变为混合断裂。 展开更多
关键词 钢/铝搭接焊 直线摆动 微观组织 力学性能
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304L激光焊与等离子弧焊接头的组织和性能
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作者 王宏浩 何建萍 +1 位作者 李芳 华学明 《应用激光》 北大核心 2026年第2期53-63,共11页
MARKⅢ型天然气船围护系统中需要大量的304L不锈钢搭接角焊,目前主要采用等离子弧焊接(plasma arc welding, PAW)技术,为进一步提升其焊接效率,研究采用激光焊(laser beam welding, LBW)进行304L不锈钢搭接角焊接,对比分析了激光焊和等... MARKⅢ型天然气船围护系统中需要大量的304L不锈钢搭接角焊,目前主要采用等离子弧焊接(plasma arc welding, PAW)技术,为进一步提升其焊接效率,研究采用激光焊(laser beam welding, LBW)进行304L不锈钢搭接角焊接,对比分析了激光焊和等离子弧焊接头的微观组织和力学性能。研究结果表明,两种搭接角焊接头均具有优异的成形质量,焊缝均由奥氏体和铁素体组成。然而与等离子弧焊相比,激光焊不仅具有更高的焊接效率,而且成形焊缝氧化程度更低,形成更多的铁素体,进而导致激光焊缝具有更高的显微硬度和抗拉强度,尽管延伸率稍有降低,但仍高达20%以上。因此,对于304L不锈钢搭接角焊成形,激光焊在替代等离子弧焊方面具有显著的优势。 展开更多
关键词 304L不锈钢 激光焊 等离子弧焊 搭接角焊 力学性能
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2205双相不锈钢局部干法水下可调环形激光焊接组织性能研究
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作者 张清华 刘一搏 +4 位作者 赵永庆 孙琪 郭佳威 侯少军 孙清洁 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第3期665-673,共9页
针对水下焊接凝固过程冷却速度快,焊缝组织性能恶化等问题,采用可调环形激光对2205双相不锈钢进行局部干法水下焊接试验,同时与陆上焊缝做对比,具体研究中心和环形激光不同比例对焊缝成形、微观组织及力学性能的影响。结果表明,熔深主... 针对水下焊接凝固过程冷却速度快,焊缝组织性能恶化等问题,采用可调环形激光对2205双相不锈钢进行局部干法水下焊接试验,同时与陆上焊缝做对比,具体研究中心和环形激光不同比例对焊缝成形、微观组织及力学性能的影响。结果表明,熔深主要受中心激光的影响,且中心功率占比增大时,焊缝表面氧化程度变得严重,表面粗糙度增大。与陆上同参数的组织相比,水下焊缝的魏氏奥氏体含量增加,晶内奥氏体数量减少甚至消失。随着环形激光占比提高,焊缝中奥氏体含量无明显变化,焊缝晶粒尺寸和纵横比降低,焊缝两侧柱状晶生长的方向性减弱,小角度晶界数量增多。在性能方面,水下接头的抗拉强度略高于陆上,但延伸率比陆上要低,而随着环形激光功率占比由1/3提高到2/3,水下接头延伸率提升了约50%。 展开更多
关键词 2205双相不锈钢 局部干法水下焊接 可调环形激光 焊缝成形 组织性能
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工艺调控对Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V激光熔化沉积层的影响机制研究
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作者 温钟淳 关峰 +4 位作者 李明 蒋文通 郑建超 谢洪志 赵栋 《热加工工艺》 北大核心 2026年第3期63-70,共8页
研究了工艺调控对激光熔化沉积Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V(TA15)钛合金沉积层质量的影响机制,通过OM显微镜、有限元模拟对成形试样的几何样貌、搭接率、稀释率进行分析。结果表明:当送粉速率从500、600、700到800 g/h逐渐提高,试样层厚逐渐变... 研究了工艺调控对激光熔化沉积Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V(TA15)钛合金沉积层质量的影响机制,通过OM显微镜、有限元模拟对成形试样的几何样貌、搭接率、稀释率进行分析。结果表明:当送粉速率从500、600、700到800 g/h逐渐提高,试样层厚逐渐变大,沉积道各处逐渐出现未熔粉末;有限元结果表明,激光功率P、扫描速度v对熔池温度作用明显,其中在提高激光功率时熔池“拖尾”大幅变化,熔宽变化趋势与实际一致,数值略大于测量值;多道搭接实验中,当轨迹间距由3.2 mm降低至2.4 mm时,道间塌陷发生平直化并逐渐变成突起;测量稀释率时发现,送粉速率主要通过影响层厚来改变稀释率,而P、v则是通过改变熔化深度而影响稀释率。通过总结沉积层几何形貌、搭接率、稀释率随参数的变化趋势,发现使用5000 W功率搭配1200 mm/min的扫描速度、500 g/h的送粉速率、2.8 mm的轨迹间距时,可以获得打印质量最为稳定的沉积层。 展开更多
关键词 激光熔化沉积 工艺参数 冶金缺陷 稀释率 有限元模拟
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水下湿法脉冲电流焊接熔滴过渡控制机理研究
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作者 杜永鹏 陈晓强 +2 位作者 尤家玉 郭宁 付云龙 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第3期674-684,共11页
首先分析了水下湿法焊接排斥过渡形成机理。受水环境影响水下焊接熔滴在焊接过程中受多种力综合作用,熔滴所受气体压力、气体拖曳力、等离子流力受电弧气泡生成部位及阴极斑点位置影响而波动不定,是熔滴发生排斥过渡的主要原因,表面张... 首先分析了水下湿法焊接排斥过渡形成机理。受水环境影响水下焊接熔滴在焊接过程中受多种力综合作用,熔滴所受气体压力、气体拖曳力、等离子流力受电弧气泡生成部位及阴极斑点位置影响而波动不定,是熔滴发生排斥过渡的主要原因,表面张力阻碍熔滴侧向脱离焊丝端部,自身重力则促进熔滴脱离焊丝端部完成过渡。采用正交试验法研究了脉冲电流频率、占空比、峰值电流对水下湿法焊接成形、熔滴过渡、焊接稳定性的影响,采用焊缝余高变异系数来评估成形质量,试验结果表明,当占空比在15%~20%,峰值电流350 A,脉冲频率20 Hz左右时,焊接效果较好,通过施加脉冲电流在峰值电流阶段可以显著增强熔滴所受电磁收缩力,促进熔滴完成过渡,提高过渡频率。 展开更多
关键词 Q235钢 水下湿法焊接 脉冲电流 熔滴过渡
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