激光焊接异种钢接头微观结构及耐蚀性_景财年
小研镁合金厚板激光焊接接头力学性能及微观组织.
小研镁合金厚板激光焊接接头力学性能及微观组织0 引言随着工业上减轻结构质量、降低能耗需求的日益增加，镁合金因为低密度和优异性能成为关注焦点[1, 2]。
但是，镁合金较差的冷成形性能限制了其应用。
焊接技术能够通过连接简单的铸件制造复杂结构，是提高镁合金在现代制造中应用范围的必要手段。
当前，已有多种焊接方法，比如电弧焊、搅拌摩擦焊、激光焊等应用于镁合金焊接研究并有显著进展[3-12]。
其中，激光焊接因为热输入控制精确，接头熔深大，变形小等优点，成为关注的焦点[13]。
但是，现有镁合金激光焊接研究主要集中于厚度小于3mm 的薄板焊接。
即使是其他工艺方式，也只有电子束焊接用于厚板焊接[6]。
实际上，随着板厚的增加，激光功率必须相应增加来熔透焊缝。
激光小孔穿透深度和光致等离子体强度的增加将导致工艺稳定性下降，这导致因镁合金固有物理化学特性而造成的焊缝冶金缺陷，如表面凹坑、气孔和裂纹等将更为突出，这些缺陷对接头力学性能有显著影响。
另一方面，重型机车、装甲、铁路等装备的轻型化趋势对镁合金厚板焊接结构件有迫切需求。
因此，镁合金厚板激光焊接对加强镁合金焊接理解和现代工业都具有重要意义。
但迄今为止，类似研究还相当缺乏。
本文对10mm 厚商用AZ31 镁合金激光焊接接头的力学性能和微观组织进行了研究，并针对焊缝表面缺陷对接头力学性能的显著影响，开展了补焊研究。
1 试验方法试验设备为光束模式为TEM01的Rofin Sinar TR050 5 kW CO2激光器。
激光束采用反射聚焦，焦距为286 mm，聚焦光斑直径为0.6 mm。
试验材料为采用挤压成形的变形AZ31镁合金板，厚度10mm，尺寸为100mm×100mm，材料的化学成分(wt%)为：Al 3.5–4.5，Zn 0.8–1.4，Mn0.3–0.6和Mg余量。
采用无间隙对接平焊。
补焊采用的填充焊丝为冷拔AZ31镁合金焊丝，直径2mm，其成分和母材相同。
TC17钛合金激光焊接接头微观组织和力学性能
TC17钛合金激光焊接接头微观组织和力学性能作者：张群兵东拓谭猛猛门浩翔张建勋来源：《机械制造文摘·焊接分册》2024年第02期摘要：文中对TC17钛合金进行了激光焊接，对接头的宏观形貌、微观组织、显微硬度和拉伸性能进行了研究。
结果表明，TC17母材的微观组织为β相+等轴初生αp相，β相内存在大量次生αs相；热影响区微观组织变化较为复杂，随着离焊缝距离的减小，αp逐渐减少，β逐渐增多，αs先消失、再产生、然后再次消失；焊缝由β相柱状晶组成，柱状晶内部是细长的枝晶，在焊缝的中下部存在较多气孔；从母材到焊缝，硬度总体呈下降趋势；受αs含量变化的影响，随着离焊缝距离的减小，热影响区显微硬度先降低、再升高、然后再次降低；由于焊缝硬度最低且存在气孔缺陷，接头拉伸断裂在焊缝。
关键词：激光焊；微观组织；力学性能；TC17钛合金中图分类号： TG 456.7Microstructure and Mechanical Properties of TC17 Titanium Alloy Laser Welded JointZhang Qunbing1， Dong Tuo1， Tan Mengmeng1， Men Haoxiang1， Zhang Jianxun2（1. Xi’an Aeronautical Institute，Xi’an， 710077， China; 2. State key laboratory for mechanical behavior of materials，Xi’an Jiaotong University，Xi’an， 710049， China）Abstract： In this paper， the laser welding of TC17 titanium alloy was carried out， and the macroscopic morphology， microstructure， microhardness and tensile properties of the joint were studied. The results show that TC17 titanium alloy base material is composed of β phase and equiaxed αp phase，and there is a lot of acicular secondary αs phase in β phase. The microstructure of heataffected zone is complicated. With the decrease of distance from the weld zone，αp gradually decreases，β gradually increases，αs first disappears， then occurs， and finally disappears again. The microstructure of weld zone is mainly composed of columnar dendrites， and the porosity defects were mainly concentrated in the middle and lower part of the weld zone. From the base metal to the weld zone，hardness generally decreased. Affected by the αs phase， the microhardness of the heataffected zone decreases first， then increases and then decreases. Due to the lowest hardness and porosity defects of weld zone， the tensile fracture of TC17 titanium alloy laser welded joint was in the weld zone.基金项目：陕西省自然科学基础研究计划项目（2019JQ-915）Key words： laser welding; microstructure; mechanical property; TC17 titanium alloy0前言钛合金具有比强度高、力学性能好、耐腐蚀性强等优点，已广泛应用于航空领域。
1000MPa级高强钢焊接接头微观组织与力学性能分析
1000MPa级高强钢焊接接头微观组织与力学性能分析杜天宇;张才华;史根豪;白瑞召
【期刊名称】《四川冶金》
【年(卷),期】2022(44)4
【摘要】本文通过杯突试验、拉伸试验和显微硬度试验对退火前冷硬态
HC550/980DP双相高强钢窄搭接电阻焊焊接接头进行了力学性能检测,并采用金相显微镜和扫描电镜对焊接接头进行了微观组织表征。
研究结果表明,搭接量1.04mm、补偿量1.15mm、焊接速度12.8m/min、焊接压力18kN、焊接温度1150℃、焊接电流15.9A的焊接参数条件下,冷硬双相钢具有良好的宏观形貌,焊缝中心微观组织主要由板条马氏体组成,受焊接热循环过程的影响,焊缝热影响区主要划分为粗晶区、细晶区和两相区,粗晶区的组织主要由粗大的板条马氏体和贝氏体构成,而细晶区和两相区的组织则出现了少量的铁素体。
焊缝中心表现出较高硬度,平均值约452HV,而热影响区硬度出现软化现象;拉伸试样断裂于焊接热影响区,抗拉强度低于母材约80MPa,延伸率相差不大,断裂方式为脆性断裂和韧性断裂。
【总页数】6页(P1-6)
【作者】杜天宇;张才华;史根豪;白瑞召
【作者单位】河钢集团邯钢公司生产制造部;河钢集团邯钢公司技术中心;河钢集团邯钢公司邯宝冷轧厂
【正文语种】中文
【中图分类】TG457.11
【相关文献】
1.工艺参数对1000MPa级高强结构钢点焊接头组织与性能的影响
2.Q235钢搅拌摩擦焊接头微观组织与力学性能分析
3.QP980-DP980异种先进高强钢激光焊接头微观组织及力学性能
4.高强度钢QP980激光焊接头的微观组织与力学性能
5.高氮不锈钢与675高强钢焊接接头微观组织与力学性能
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22MnB5 HC340LA-低合金高强钢激光焊微观组织性能研究
❖ 焊缝拉伸试验
拉伸试验是在拉伸试验机 上对板材试样进行拉伸变 形的试验，它是评价板材 基本力学性能及成形性能 的主要试验方法之一。由 于简单易行，所以是目前 普遍采用的一种方法。做 拉伸试验时，将焊缝置于 试样中部，如图右所示。
❖ 微观组织分析试验 对于接头机械性能较好的焊缝，可进行横向截取金相试 样，在显微镜下观察金相试样是分析内部显微组织是实 验过程中不可缺少的一步。金相试样制备步骤为：
❖ 低合金高强钢显微组织
焊缝区 母材 热影响区
母材
HC340LA
熔合区
22MnB5
焊接接头示意图
焊接接头显微组织图
在金相显微镜下，可以清晰的看到母材、热影响区、 焊缝之间有明显之间有明显的分界线。母材和焊缝的 颜色较为明亮，热影响区与它们比起来比较灰暗。
热影响区与 母材存在明 显界线；热 影响区内晶 粒本身大且 部分未熔， 此区域内力 学性能降低。
HC340LA型高强钢化学成分表
成分
C
Si
Mn
P
S
Al
Nb
Ti
含量(%) ≤0.10 ≤0.5 ≤1.1 ≤0.025 ≤0.025 ≤0.015 ≤0.09 ≤0.15
HC340LA型高强钢屈服强度在340-420MPa之间，抗拉 强度要大于410MPa。主要用于航天航空工业、吹塑 模、超声波塑焊模具、脱腊模、机械设备、模具加 工、用于制作高端铝合金自行车车架等。其特点是： （1）高强度可热处理合金（2）良好机械性能（3） 可使用性好（4）易于加工，耐磨性好 （5）抗腐蚀 性能、抗氧化性好。
实验材料
实验选用：HC340LA [B340LA(HC340LA)，10×25mm] 的1.2mm厚和22MnB5[B1500HS(22MnB5)，10×30mm] 的1.6mm厚的两种钢板，这两种钢材具有良好的塑 性变形能力，含碳量低是其主要特点，这种钢板是 目前汽车覆盖件生产中用量最大的钢板种类之一两 种钢材化学成分见下表 。
HP-NbM耐热钢异种焊接头组织及性能
HP-NbM耐热钢异种焊接头组织及性能刘国芹;郭景锋;古朝雄【摘要】采用光学显微镜、电子万能试验机和扫描电子显微镜分析研究HP-NbM 耐热钢与0Cr 18Ni 10Ti不锈钢、15CrMo钢异种焊接头的微观组织、常温及高温力学性能以及断口形貌.结果表明:焊接头15CrMo端热影响区发生组织转变,铁素体+珠光体转变为铁素体+马氏体;0Cr18Ni10Ti端热影响区析出较多的α相;常温下两种焊接头的屈服强度均高于母材,但是断后伸长率低于母材;高温下两种焊接头的抗拉强度随着应变速率的增加而提高.%In this paper,the microstructure,mechanical properties at room temperature and high temperature,and the fracture morphology of dissimilar welded joints between HP-NbM heat-resistant steel and 15CrMo steel,0Cr18Ni10Ti stainless steel were analyzed by the optical microscope,electronic universal testing machine,and scanning electron microscope.The results show that the microstructure change occurs in the heat-affected zone of 15CrMo,and the ferrite-pearlite structure transforms into the ferrite-martensite structu re.Much α-phase precipitates in the heat-affected zone of0Crl8Nil0Ti stainless steel.The yield strength of these two welded joints is higher than the base metal,but the percentage elongation after fracture is lower.Under high temperature,higher tensile strength of these two welded joints was obtained with the increase of strain rate.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2018(048)004【总页数】5页(P42-46)【关键词】HP-NbM;异种焊接;接头;耐热钢【作者】刘国芹;郭景锋;古朝雄【作者单位】青岛新力通工业有限责任公司,山东青岛266700;青岛新力通工业有限责任公司,山东青岛266700;青岛新力通工业有限责任公司,山东青岛266700【正文语种】中文【中图分类】TG457.10 前言近年来，离心铸造HP-NbM耐热钢炉管因具有良好的抗渗碳性能、抗氧化性能、抗高温蠕变断裂强度及焊接性等，在石油化工行业得到广泛应用，如用于制氢转化炉、乙烯裂解炉等炉管[1-2]。
A710高强耐候钢焊接接头耐蚀性分析
A710高强耐候钢焊接接头耐蚀性分析黄宸;黄峰;刘静;胡骞;戴明杰【摘要】Through dry/wet cycling immersion test and immersiontest,combined with corrosion mor-phology observation and electrochemical analysis,the corrosion resistance differences between base metal and welded joint of A710 high strength weathering steel in simulated marine atmosphere(3.5% NaCl)were investigated.The results show that,the different zones of A7 1 0 welded j oint exhibit dif-ferent charasterisctics in microstructure.Base metal zone consists mainly of ferrite,heat affected zone consists of ferrite,bainite and M-A lands,and weld seam consists of bainite and acicular ferrite.This imhomogeneity of microstructure will cause the formation of numbers of micro-galvanic corrosion cells in welded joint zone in 3.5%NaCl solution,and the following coupling of those cells may lead to the macro-galvanic corrosion of welded joint.In this corrosion system,heat affected zone works as the an-ode and the base metal acts as the cathode.As a result,the average corrosion rate of the welded joint of A710 steel is higher than that of the base metal.%通过干、湿交替周期浸润试验和浸泡试验,结合腐蚀形貌观察和电化学测试,对A710高强耐候钢母材和焊接接头在模拟海洋大气环境(3.5%NaCl溶液)中的耐蚀性能差异进行了研究.结果表明,A710钢焊接接头不同区域的显微组织存在明显差异,即母材主要为铁素体,热影响区主要由铁素体和贝氏体组成,还有大量M-A岛,焊缝区则主要为贝氏体及少量针状铁素体,这种组织的不均匀性使得A710钢的焊接接头区域在3.5%NaCl溶液中形成了众多微电偶腐蚀电池,而多个微电偶腐蚀电池耦合会导致焊接接头发生宏观电偶腐蚀,焊缝和热影响区为阳极,母材为阴极;电偶腐蚀的存在则导致A710钢焊接接头在模拟海洋大气环境中的平均腐蚀速率高于母材.【期刊名称】《武汉科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(040)005【总页数】6页(P350-355)【关键词】高强耐候钢;焊接接头;海水腐蚀;电偶腐蚀;微观组织;耐蚀性能【作者】黄宸;黄峰;刘静;胡骞;戴明杰【作者单位】武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,湖北武汉,430081;武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,湖北武汉,430081;武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,湖北武汉,430081;北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心,北京,100083;武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,湖北武汉,430081;武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,湖北武汉,430081【正文语种】中文【中图分类】TG142.71现代船舶及海洋工程一般为焊接钢结构。
热输入对超高强钢DP1000激光焊接接头微观组织和断裂机制的影响
C
Si Mn
Cr
0.16 0.6 2.02 0.45
Al 0.066
P 0.007
S 0.005
激光焊接采用德国 IPG 的 YLS-6000 型激光器. 焊接前，将待焊部位打磨平滑，且清洗干净，防止污 染. 焊接过程采用氩气保护，气流量为 15 L/min，采 用对接形式进行焊接. 具体焊接工艺参数如表 2 所示.
第 39 卷 第 7 期 2018 年 7 月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
Vol.39(7):075 − 080 July 2018
热输入对超高强钢 DP1000 激光焊接接头 微观组织和断裂机制的影响
李 龙1， 李 辉2， 徐 梅1， 徐亚鹏3， 江海涛1， 米振莉1
关键词： 金属材料；超高强双相钢；激光焊接；热输入；软化区宽度
中图分类号：TG407
文献标识码：A
doi：10.12073/j.hjxb.2018390179
0 序 言
双相钢（dual phase steel，DP 钢）是低合金高强 度 钢 （ high strength low alloy steel） 的 一 个 重 要 分 支，室温状态下组织由铁素体（F）和马氏体（M）构 成，具有高的加工硬化率、低的屈强比及连续屈服 等特点. 双相钢满足了汽车多种部件的应用条件， 尤其是其所具有的高强度可使汽车重量减轻，从而 兼顾了汽车的安全性与节能性，是一种受到广泛关 注的先进汽车用钢[1].
激 光 焊 接 因 其 能 量 密 度 高 、 热 影 响 区 （ heat affected zone, HAZ）小、结构设计灵活等优点被广 泛地应用在汽车制造领域[2]. 近几年，关于 DP 钢激 光焊接的研究主要集中在焊接工艺对组织、力学性 能的影响. Reisgen 等人[3]发现合理的焊接工艺可以 获 得 较 细 的 焊 接 组 织 ， 焊 接 接 头 由 熔 合 区 （ fusion zone, FZ）和热影响区（heat affected zone, HAZ）组 成，其中 FZ 和部分 HAZ 的硬度高于母材（base metal, BM），即为硬化区（harden zone, HZ）；HAZ 余下部 分为软化区（soften zone, SZ）. Han 等人[4]研究了焊 接速度对 DP600 和 DP800 硬化特性的影响. 结果 表明，熔合区及其附近的热影响区的硬度值最大，
7.17激光焊接接头的耐腐蚀性能检验.
（1）采用电化学法对激光焊接接头进行测试（图2），根据测定的极化曲线， 分析焊接接头的腐蚀速度和腐蚀微观机理；
图2 用来检测焊缝金属耐蚀能力的电化学工作站
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（2）采用盐雾试验法对激光焊接接头进行测试（图3），具体方法应按照国
标GB-T202423.17-1993执行；
激光焊接接头的耐腐蚀性能检验
课程名称：激光焊接工艺实践 承担单位：浙江工贸职业技术学院
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1.教学目标
• 了解激光焊接接头的常用检测方法和目的，掌握激光焊 接接头耐腐蚀性能检验的工艺过程。
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2 激光焊接接头的耐腐蚀性检验
2.1 激光焊接接头耐腐蚀性能检验的目的
在电力、石油化工、煤炭、制药、医疗机械、食品、饮料加工行业，激光焊接的 不锈钢压力容器是重要的装备（例如图1所示）。激光焊接接头的耐蚀性能检验就是 检测激光焊接接头在给定条件下，金属抗腐蚀的能力，估计产品的使用寿命，分析腐
蚀的原因，找出防止或延缓腐蚀的方法。
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图1 白酒酿造企业使用的激光焊接不锈钢容器
2.2
激光焊接接头耐腐蚀性能检验的方法
焊接接头耐腐蚀能力试验的具体方法应根据产品对耐腐蚀的性能要求而定，常用 的试验方法包括： （１）晶间腐蚀试验 （２）应力腐蚀试验 （３）腐蚀疲劳试验 （４）大气腐蚀试验 （５）高温腐蚀试验
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2.3
激光焊接接头耐腐蚀性能检验步骤
（1） 一般对激光焊接接头进行耐腐蚀性能检验前，会先进行化学分析以检测焊缝 金属的化学成分。通常用直径为６ｍｍ的钻头在焊缝中钻取５－６克分析试样，要分 析的元素有碳、锰、硅、硫和磷等。对于某些合金钢或不锈钢还要分析镍、铬、钛、
激光焊接速度对核级不锈钢腐蚀性能的影响
激光焊接速度对核级不锈钢腐蚀性能的影响
陆永浩;罗奎林;曹鑫源;李兆登
【期刊名称】《焊接学报》
【年(卷),期】2015(036)010
【摘要】文中对在不同激光焊接速度下得到的核级不锈钢焊接接头进行了核电模拟溶液常温腐蚀试验、点腐蚀和晶间腐蚀试验和高温高压水应力腐蚀试验.结果表明,随着焊接速度增大,焊接接头维钝电流上升,点蚀电位上升.在同一焊接接头中,热影响区的耐点蚀性能和晶间腐蚀性能最好,焊接接头整体其次,焊缝区最差.最低焊速下得到的焊接接头容易产生高温高压水SCC,其SCC裂纹一般从焊道根部的热影响区萌生和扩展.
【总页数】4页(P37-40)
【作者】陆永浩;罗奎林;曹鑫源;李兆登
【作者单位】北京科技大学国家材料服役安全科学中心,北京100083;北京科技大学国家材料服役安全科学中心,北京100083;北京科技大学国家材料服役安全科学中心,北京100083;北京科技大学国家材料服役安全科学中心,北京100083
【正文语种】中文
【中图分类】TG142.7
【相关文献】
1.焊接速度对核级不锈钢焊缝组织和力学性能的影响 [J], 曹鑫源;罗奎林;陆永浩;匡艳军
2.双面超薄不锈钢复合板激光焊接接头组织及耐腐蚀性能 [J], 王玢;崔泽琴;卫朝阳;刘冬;荣小明;张红霞
3.核级不锈钢堆焊材料腐蚀性能研究 [J], 邱绍宇;孙丹琦;李燕伶;何艳春;郑剑
4.高效无卤蚀刻体系对核级304不锈钢表面结构的影响 [J], 刘洋;谭俊哲;刘文英;丛印齐;赵亚楠
5.核级316L不锈钢车削加工硬化及切削速度对刀具寿命的影响 [J], 蔡权;盛国福;佘桂锋;王惠生;陈嘉诚
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钢异种金属焊接接头组织及元素分析
ｋｏｈｎ：Ｍａｔｅｒ．ｓｃｉ．Ｅｎｇ．Ａ．３０２Ａ（２００１）６８－７３．
Ａ．ｗｊｉｓｈｅｉｔ，Ｒ．Ｇａｌｕｎ柚ｄ Ｂ．Ｌ．Ｍｏｒｄｉｋｅ：ｗｊｌｄ．Ｊ．７７（１９９８）１４９ｓ－１５４ｓ．
Ｂ．Ｌ．Ｍｏｒｄｉｋｅ ａｎｄ Ｔ．Ｅｅｒｔ：Ｍａｔｅｒ．ｓｃｉ．Ｅｎｇ．Ａ．３０２Ａ（２００１）３７－４５．
用ＥＰＭＡ一１６００型电子探针、ＪｓＭ一５６００Ｌ、，型扫描电镜和ｃｓｓ一２２１０型电子万能实验机对
含镍焊接接头的微观组织、元素分布进行了研究，为以后的深入研究提供可靠依据。
１试验方法和装置
１．１试验装置和方法 试验采用ＹＡＧ固体脉冲激光加旁轴式ｒｎＧ电弧作为焊接热源，激光器最大输出功率为
５００ｗ，钨极直径为３．２ｍｍ，钨极与焊接工件的夹角硝５０。，钨极与激光束之间距离为１ｍｍ，
图４低倍下的组织形貌
ＩＦＷＴ
２００８
轻金属与高强材料焊接国际论坛
一部分与Ｆｅ基体的熔池区的Ｍｇ接头相混合，由于Ｍｇ和Ｆｅ、Ｍｇ和Ｎｉ两种金属在液态下 溶解度很小，Ｆｅ和Ｎｉ形成大小不等、形状不规则的块状凝固于其中（如图４中Ａ所示）。 由于铁和镍的物理化学性质都十分相近，因此通过金相照片很难区分铁和镍。在熔化区中， 铁和镍连接紧密，难以区分，根据铁．镍二元相图可知，铁和镍可形成无限互溶的固溶体。 ２．３焊缝区域元素的分布
ｊｏｉｎｔ
ａｎｄ ｆａｃｅ
ｓｃａｎ
ｊｏｉｎｔ
ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗｅｌｄ ａｐｐｅａｒａｎｃｅ
ｎｏ
ｊｏｉｎｔ
ｗｉｔｈ Ｎｉ ｆｏｉｌ
ａｓ
ａｓ
ｉＩｌｔｅｒｌａｙｅｒ ｗａｓ ｇｏｏｄ，ａｎｄ ｔｈｅｒｅ ｗａｓ
异种钢焊接接头微观组织结构与性能
HUANG Kehui, ZHANG Yankui
（Jianglian Heavy Industry Group Co.,Ltd., Nanchang 330001, China）
The weld joints of T91 and 12Cr1MoVG dissimilar steels were studied by means of microstructure observation, hardness test and EPMA analysis. The results show that the hardness of weld seam and HAZ is above 425, and the supersaturated martensite structure appears in HAZ on T91 side. EPMA indicated that carbon-enriched region existed in the heat affected zone side T91 and carbon layers formed.
研究。结果表明：焊缝和热影响区硬度 V 达到 425 以上，在 T91 侧热影响区出现过饱和马氏体组织，电子探针分
析表明在 T91 侧热影响区存在碳富集区，并形成增碳层。
关键词：焊缝；异种钢；电子探针
中图分类号：TG441.7
文献标志码：A
文章编号：1005－7676 （2019） 03－0109－03
ASTM213-T91 钢的化学成分，表 2 为 12Cr1MoVG
钢的化学成分，表 3 为 T91、12Cr1MoVG 钢的常温
机械性能。
表 1 ASTM213-T91 钢的化学成分
Ti_3Al不锈钢异种材料激光焊接头微观组织及力学性能的研究
Ti_3Al/不锈钢异种材料激光焊接头微观组织及力学性能的研究Ti<sub>3</sub>Al金属间化合物具有比强度高、密度小、高温力学性能稳定等优点,是航空航天、汽车制造等领域潜在的结构材料。
不锈钢是广泛使用的工程金属材料。
实现Ti<sub>3</sub>Al与不锈钢的连接能实现两种材料经济性和性能优势的互补,具有重要现实意义。
然而目前相关研究还较少,且主要集中在钎焊和扩散焊等非熔化焊方法。
这不仅对接头形式有限制,而且焊接效率较低,相比之下激光焊接技术则有其独特的优势。
因此,本文的研究具有重要的理论意义和实用价值。
本文主要研究了Ti<sub>3</sub>Al/不锈钢异种材料激光焊接头微观组织及力学性能特点,中间层材料及焊接工艺参数对接头微观组织及力学性能的影响规律。
研究结果表明,直接采用脉冲激光焊接Ti<sub>3</sub>Al/301L不能实现有效的连接,接头在焊后立即发生开裂,在焊缝中部存在贯穿焊缝的裂纹。
焊缝中存在大量Fe、Ti元素。
光镜下可以观察到焊缝中存在浅色区域和深色区域,其主要组织分别是Fe<sub>2</sub>Ti+FeTi和α（Fe,Cr）+Fe<sub>2</sub>Ti,显微硬度值分别为853HV和560HV。
加Cu中间层能改善焊缝金属的微观组织。
250μm和500μm的Cu中间层均能实现Ti<sub>3</sub>Al/301L的连接,接头抗拉强度分别为30MPa和78MPa。
250μm铜中间层的接头成形较差,焊缝组织不均匀程度高,易出现裂纹、塌陷等缺陷。
500μm铜中间层的接头成形良好,焊缝分为三个区域。
靠近Ti<sub>3</sub>Al侧焊缝主要由CuTi、CuTi2金属间化合物和Cu、Ti 固溶体组成;焊缝中心主要是Cu固溶体和少量CuTi、CuTi<sub>2</sub>金属间化合物;301L侧焊缝主要由Cu、γ-Fe固溶体和少量CuTi金属间化合物组成。
激光熔覆316L不锈钢涂层的结构与腐蚀性能
激光熔覆316L不锈钢涂层的结构与腐蚀性能李强;张永忠;李劲风;林庆彬;张钦钊;刘紫兰【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2004(28)3【摘要】使用激光多道搭接法在45#钢基底表面熔覆316L不锈钢粉末涂层,对比研究了激光涂层和对应商用棒材的微观结构及其分别在2mol NaCl,1mol FeCl3和0.5molHCl溶液中的阳极极化腐蚀行为.结果表明,单层激光熔覆粉末涂层受基底钢材稀释的影响,涂层最终的微观结构由马氏体和极少量的奥氏体组成.激光熔覆粉末涂层和商用棒材在上述溶液中表现出相似的极化行为,阳极极化和阴极极化的超电位都遵循Tafel关系,表现出很好的钝化性能和点蚀抗力.与商用棒材相比,涂层材料的自腐蚀电流大、自腐蚀电位低、极化电阻小、抗腐蚀能力略有下降.【总页数】5页(P237-240,270)【作者】李强;张永忠;李劲风;林庆彬;张钦钊;刘紫兰【作者单位】福州大学,材料科学与工程学院,福州,350002;北京有色金属研究总院,复合材料工程中心,北京,100088;中南大学,材料科学与工程学院,长沙,410083;福州大学,材料科学与工程学院,福州,350002;福州大学,材料科学与工程学院,福州,350002;福州大学,材料科学与工程学院,福州,350002【正文语种】中文【中图分类】TG156.9【相关文献】1.液压支架管激光熔覆316L不锈钢涂层组织与性能研究 [J], 张美美;刘斌;白培康2.316L不锈钢表面激光熔覆Stellite6合金组织及其耐液态铅铋腐蚀性能 [J], 张彦超;韦朋余;朱强;赵文涛;李天庆;曾庆波3.304不锈钢激光熔覆搭接率对CoCrW涂层组织与耐磨及耐腐蚀性能的影响 [J], 方振兴;祁文军;李志勤4.激光熔覆316L不锈钢涂层组织和性能的研究 [J], 叶四友;刘建永;杨伟5.316L不锈钢表面激光熔覆Co基合金层的耐冲刷腐蚀性能 [J], 姚新阳;赵宇航;姜胜利;国旭明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
激光焊接不等厚异种钢接头组织与性能研究_景财年
收 稿 日 期 ：２０１３－１２－１６；收 到 修 改 稿 日 期 ：２０１４－０２－２５ 基 金 项 目 ：国 家 自 然 科 学 基 金 （５１３０５２４０）、山 东 省 科 技 发 展 计 划 （２０１３ＧＧＸ１０３０６） 作者简介：范吉超（１９８９—），男，硕士研究生，主要从事 ＤＰ 钢板激光拼焊方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｆｊｃ１０５１０５＠１６３．ｃｏｍ 导 师 简 介 ：景 财 年 （１９７３— ），男 ，博 士 ，副 教 授 ，主 要 从 事 汽 车 用 高 强 钢 方 面 的 研 究 。Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｃｎ５５＠１６３．ｃｏｍ
１ 引 言
目前 汽 车 制 造 理 念 向 着 轻 量 化、节 能 环 保 的 方 向发展。而 越 来 越 多 的 研 究 表 明［１－２］，汽 车 自 重 降 低 １０％ ，燃 油 消 耗 将 能 够 减 少 ３％ ～７％ 。 随 着 材 料 科学的不断发展，越 来 越 多 的 材 料 被 投 入 到 汽 车 用 钢的生产中，其 中 高 强 钢 的 用 量 正 逐 渐 增 加。 针 对
本文利用激光拼焊技术，对先进高强度 ＴＲＩＰ５９０ 和 ＤＰ７８０钢板 进 行 焊 接，着 重 研 究 焊 接 接 头 的 微 观 组 织 结 构 及 力 学 性 能 ，旨 在 为 高 强 度 钢 拼 焊 板 在 汽 车 领域的应用提供重要的试验与理论基础。
２ 试验方法
试验中采用光纤传输的 Ｎｄ…ＹＡＧ 固体激光器，
图１ 焊接设备及焊缝形貌。（ａ）焊接设备；（ｂ）焊缝表面；（ｃ）焊缝截面
Ｆｉｇ．１ Ｗｅｌｄｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｏｆ ｗｅｌｄ ｚｏｎｅ．（ａ）Ｗｅｌｄｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；（ｂ）ｊｏｉｎｔ ｓｕｒｆａｃｅ；（ｃ）ｊｏｉｎｔ ｓｅｃｔｉｏｎ
304不锈钢激光焊接头微观组织与力学性能研究
........大学毕业论文304不锈钢激光焊接头微观组织与力学性能研究Studies on Microstructure and Mechanical Properties of 304 Stainless Steel ofLaser Welding Joints2014届材料科学与工程学院专业金属材料工程学号 ........学生姓名 ...........指导教师 ..........完成日期2014 年5 月26 日毕业论文成绩单学生姓名.......... 学号................ 班级...........班专业金属材料工程毕业论文题目304不锈钢激光焊接头微观组织与力学性能研究指导教师姓名...............指导教师职称....................评定成绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组得分长成绩：院长(主任) 签字年月日毕业论文任务书题目304不锈钢激光焊接头微观组织与力学性能研究学生姓名...... 学号...............班级........ 专业金属材料工程承担指导金属材料工程系导师姓名....... 导师职称........ 任务单位主要内容及要求：在发达国家，不锈钢板材在生物制药、医疗器械、微电子、精密仪器制造、核工业、航空航天等领域得到了广泛应用。
目前采用不锈钢焊接技术的研究主要集中在电阻焊、高能束焊、搅拌摩擦焊等焊接方法上。
激光焊接具有功率密度高、光束质量优良、能量集中、小巧灵活等优点，而且激光束聚焦后可获得很小的光斑，能精密定位，焊接速度快，变形小，热影响区小，能够对304不锈钢进行很好地焊接,与传统的焊接方法相比较有较大的优势。
本课题使用激光焊设备对304不锈钢进行对接焊接，对焊接接头进行微观组织观察和力学性能测试。
主要研究方法：运用激光焊接对304不锈钢进行对接试验；运用线切割机床对焊后304不锈钢进行取样，并制作金相试样；运用奥林巴斯光镜对制好的金相试样的不同区域进行微观组织观察；运用显微硬度测试仪对金相试样进行显微硬度测试；运用液压伺服试验机对加工好的接头进行拉伸试验，测试其力学性能。
1Cr18Ni9Ti ／1Cr17异种钢TIG焊接头组织与性能研究
1Cr18Ni9Ti ／1Cr17异种钢TIG焊接头组织与性能研究摘要：利用已获得的三个工艺参数的试样，对其显微组织及显微硬度进行测试分析。
试验结果表明，接头两侧熔合线附近都有显著的柱状晶形成，且均有δ-Fe 铁素体的存在。
熔合区附近的铁素体形态以骨架状和蠕虫状为主，少量的呈现球状，其中1Cr17侧熔合区附近的δ-Fe的含量较多。
而焊缝中存在大量的马氏体组织，在接头1Cr18Ni9Ti钢一侧的热影响区组织主要为奥氏体和铁素体。
而在1Cr17钢一侧的热影响区主要为铁素体和少量碳化物。
此外，接头显微硬度的最高值出现在焊缝区，而在1Cr17钢一侧熔合线附近的焊缝呈现一定的硬度降低。
关键词：1Cr18Ni9Ti；1Cr17；TIG焊；显微组织1前言随着石油、化工、能源及原子能、宇航、海洋开发等领域的发展，经常遇到异种不锈钢材料之间的焊接问题。
在异种不锈钢材料焊接中，形成接头的化学成分和组织主要由焊接材料以及熔化进入焊缝的两种母材的不同比例共同决定。
由于焊接化学冶金的特殊性，特别是所涉及的焊接材料(包括母材)化学元素的多样性，使得焊缝化学成分、组织、性能变得难以控制。
因而在异种不锈钢材料焊接实际应用中，如何选择焊接材料，保证焊接接头具有与母材相应的综合性能，成为异种不锈钢焊接的需要解决的关键技术。
1.1奥氏体钢与铁素体钢的焊接性奥氏体与铁素体类钢的焊接,关键是焊接材料与两侧钢材各种性能的匹配问题。
要获得可靠的异种金属接头,焊接材料就应满足以下若干条件:（a）防止焊接缺陷，焊接材料必须有能力承受两种母材的稀释而不形成对裂纹敏感的组织或其他缺陷；（b）物理性能，焊缝金属的物理性能应该与两种母材性能相匹配,其中热膨胀问题是非常重要的。
为了使运行的热应力降到最小程度,焊接材料的热膨胀系数应介于两种母材之间；（c）组织稳定性，焊缝金属必须在所有使用温度下保持组织的稳定性,尽量不发生碳扩散以及产生有害碳化物相；（d）抗腐蚀性，焊缝金属的抗腐蚀能力应高于其中一侧母材,以防止焊缝被优先腐蚀。
TC4薄板激光焊接温度和接头微观组织分析
Casting·Forging·Welding 金属铸锻焊技术
TC4 薄板激光焊接温度和接头微观组织分析
吴言沛， 刘金合， 徐韦锋 （西北工业大学 材料学院，陕西 西安 710072）
摘 要： 对 TC4 薄板激光焊接头特征点温度和焊缝微观组织进行了实验研究。 结果表明，离焊缝中心越近的特征
点峰值温度越高，升温和降温速率越快；焊缝宏观形貌呈锥形；熔合区为针状马氏体 α′组成的网篮组织，不同晶粒内的
网篮组织具有不同尺寸针状马氏体。热影响区组织为原始 α+原始 β+细小的针状 α′马氏体。沿从母材区到熔合区方向，
热影响区内原始 α 相晶粒先增大再减小直至消失，同时热影响区产生的针状马氏体尺寸不断增大。
在焊件表面选取距焊缝 中心分别为 1、1.5 和 2 mm 的三个特征点，在相应位置点焊上热电偶，使用 温度检测系统和工控机对特征点温度进行实时检 测。沿焊接方向的垂直面制备金相试样，经打磨抛光 后， 使用体积比为 2%HF+3%HNO3+5%H2O 的腐蚀 溶液侵蚀。 金相分析在 LYMPUS-PMG3 光学显微镜 上进行。
收 稿 日 期 ：2010-03-02 作者简介：吴言沛（1986- ），女，山东菏泽人，硕士，主要研究方向：钛
合 金 激 光 焊 工 艺 ；电 话 ：029-88492624； E-mail：wuyp802@
1 实验方法
本实验采用LABbet 固体激光焊 机进行平板 对 接。 实验用材料为 1 mm 厚的 TC4 钛合金板材，焊接 实验工艺参数为：激光脉宽 6.5 ms，输出能量 27.8 J， 焦距 78 mm，焊接速度 1 mm/s。焊前用砂纸打磨试样 以除去表面氧化层，并用丙酮对待焊面进行擦洗。由 于钛合金的高温化学活性非常强， 分别采用氦气和 氩气对焊缝正面和背面进行保护。
16Mn焊接接头微观组织分析
材料性能分析综训练报告16Mn焊接接头微观组织分析专业年级：金属材料工程2008级姓名学号：宋海东**********指导老师：杨顺贞、赵建华评阅人：摘要：对16Mn钢板的焊接接头进行了宏观及微观组织分析，观察分析焊缝的各种典型结晶形态，检测分析沿焊口截面上的硬度分布，从而掌握焊口的特点和性能。
1实验过程1.1 16Mn钢板焊接焊接材料为长宽厚是250×40×10（mm）的16Mn钢板，实验所选焊机为型号MZ-1000(A310-1000)埋弧焊机，未开坡口，焊接参数见下表1。
具体操作过程如下：（1）根据要求，选择H10Mn2焊丝，并安装在焊接小车上；（2）根据要求，选择HJ431焊剂，并添加在焊接小车漏斗中；（3）根据要求，选择不开坡口焊接方法；（4）将待焊处表面清理，并用CO2气体保护焊进行定位焊；（5）正确放置待焊钢板，使焊接小车前进过程中焊嘴能沿着焊缝移动；（6）焊接参数按照表1中进行设置，启动小车电源，进行焊接；（7）正面焊接完成后，待焊件冷却一段时间后清除焊缝表面渣壳，翻转钢板，使钢板反面待焊处对准焊嘴移动轨迹；（8）根据表1重新设定反面焊接参数，启动电源，进行反面焊接；（9）焊接完成后，关闭电源，等焊缝冷却一段时间后清理焊缝表面渣壳，并放置在空气中冷却至室温。
表1 10mm 16Mn钢板不开坡口埋弧焊对接接头焊接参数1.2 金相显微试样制备用金相显微镜来研究金属的显微组织和缺陷的方法称为显微镜分析，显微镜分析能测定金属的晶粒度大小，显露金属的显微组织特征。
在利用显微镜检验以上这些情况时，必须先制备金相试样。
由于金属对一般光线的不透明性，金属试样表面既要平整如镜，又要界限分明，以便在显微视场中不同程度地反射光源，而显示出清晰的图像。
显微镜试样的制备过程如下：（1）用手工锯条截取出焊缝中部长2-3cm的样品，并去除两边焊接热影响区以外的大部分无用钢板；（2）截取下的试样表面用锉刀或者砂轮打磨平整，无明显凹凸不平现象；（3）依次从01号到06号砂纸打磨试样表面，每次换砂纸时打磨方向转换90°，直至上道打磨痕迹消失即可更换下一张砂纸；（4）06号砂纸打磨完后，把试样表面放在抛光机上进行抛光，直至试样表面无最后一道打磨痕迹，且试样表面平整光亮。
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表 1 实验用钢化学成分（ 质量分数，%） Table 1 Composition of the experimental steels
（ mass fraction，%）
Steel
பைடு நூலகம்
C
Mn
DP590 0. 15 2. 5
TＲIP590 0. 14 1. 8
Si
Al
P
S Fe
0. 6 0. 01 0. 04 0. 015 Bal．
母材； 由于焊接热循环导致显微组织变化，焊缝区显微硬度明显比两侧母材高。
关键词： 拼焊板； 异种钢； 显微组织； 电化学； 元素分布
中图分类号： TG456. 7
文献标志码： A
文章编号： 1009-6264（ 2015） 06-0104-05
Microstructure and corrosion resistance of laser welded joints for dissimilar steels
2． Analysis and Testing Center，Shanghai University，Shanghai 200444，China）
Abstract： Microstructure and component analysis of joints of TＲIP590 and DP590 tailor welded sheets was studied． The Tafel curves of the
significant higher than that of the base metal due to the change of microstructure on account of welding thermal circle．
Key words： tailor welded sheets； dissimilar steels； microstructure； electrometric； elements distribution
Fig． 1 Microstructure of each area of the joint （ a） base metal of TＲIP； （ b） HAZ of TＲIP； （ c） weld zone of TＲIP side； （ d） weld zone of DP side； （ e） HAZ of DP； （ f） base metal of DP
图 1（ a） 为 TＲIP 钢母材组织，由铁素体、贝氏体 和残留奥氏体组成，晶粒细小均匀。图 1（ b） 为 TＲIP 钢热影响区，主要由贝氏体和铁素体组成，且在贝氏 体与铁素体晶界上分布着一定量的残留奥氏体。激 光焊接热源集中、加热速度快，焊接热循环使熔合线 附近的原始母材组织全部奥氏体化，远离熔合线的组 织部分奥氏体化，部分铁素体在高温下长大，先形成 奥氏体 + 铁素体的高温组织，随后在连续冷却过程 中，大部分的奥氏体转变为马氏体，另有小部分奥氏 体转变为贝氏体，成为热影响区。
1 试验材料及方法
试验用 钢 为 宝 钢 生 产 的 TＲIP590 和 DP590 薄
第6 期
景财年等： 激光焊接异种钢接头微观结构及耐蚀性
105
板，厚度分别为 1. 5 mm 和 1 mm，成分如表 1 所示。 采用自制的夹具固定工件，平面对接焊接方式，保护 气体 为 氩 气。 激 光 焊 接 功 率 2500 W，焊 接 速 度 5 m / min，离焦量 0 mm。拼焊板利用线切割取包含两 种母材和焊缝的 10 mm × 10 mm 试样。将焊接试样 截面进行打磨抛光，用 4% HNO3 酒精腐蚀，观察母 材及焊缝微观组织。
收稿日期： 2014-08-20； 修订日期： 2015-04-17 基金项目： 国家自 然 科 学 基 金 （ 51305240 ） ； 山 东 省 科 技 发 展 计 划 （ 2013GGX10306） 作者简介： 景财年 （ 1973—） ，男，教授，博 士，从 事 汽 车 用 高强钢研 究，发表论文 20 余篇，出版著作 1 部，电话： 13031728845，E-mail： jcn55 @ 163． com。
分布着部分残留奥氏体，在应力集中区域的残留奥氏 体能够产生相变诱发转变为马氏体，提高钢板的塑性 和强度［10］。DP 钢中铁素体为基体，马氏体呈块状或 岛屿状分布。其加工硬化率高、屈服比低，并且能够 连续屈服，具有优良的冲压和成形性能［11］。
研究表明，采用合理的焊接参数，对不等厚度的 高强度钢激光拼焊板进行冲压成形，激光拼焊板的性 能是可 以 保 证 的［12-15］。 随 着 性 能 的 提 升，先 进 高 强 度钢板将应用于更多的领域，对其性能的要求也越来 越严格，其中耐腐蚀性能是关键问题之一，但这方面 的文献报道较少。本文利用激光拼焊技术，对先进高 强度 TＲIP590 和 DP590 钢板进行焊接，测试焊接接 头和母材的腐蚀行为以及显微组织和元素分布，讨论 接头的微观结构、元素分布及耐蚀性能之间的相互关 系，旨在为异种钢拼焊板耐蚀性能的研究提供一定的 实验与理论支撑。
元素分布会影响钢板的耐腐蚀性。两种钢板除 Mn，Si 外其他元素含量相同。对焊缝区域内 Mn，Si 两种元素进行线扫描分析，研究其在经历焊接热循环 之后的分布变化，扫描结果如图 2 所示。横坐标 0 刻 度线处是焊缝中心，焊缝宽度约 1 mm，Si 元素的含量 （ 1 线） 变化趋势明显，从 TＲIP 钢母材到焊缝有一定 的上升现象，但幅度较小，在焊缝靠近 DP 钢一侧时 达到最大值，然后在 DP 钢的热影响区有一个明显的 下降，之后恢复到 DP 钢母材的水平。发生这种变化 的主要原因，一是 Si 元素在焊缝熔池内发生调幅分 解，即上坡扩散； 二是焊后快速冷却，焊缝区发生无扩 散的马氏体相变，相变时没有穿越界面的原子无规则 行走或顺序跳跃，Si 原子扩散到熔池后没来得及继续 运动，马氏体板条界面成为运动的阻力，所以 Si 原子 伴随着相变存在于马氏体板条中； 三是由于两侧板材 的厚度不同，在同样的热输入下，薄板的热影响区宽 度要大于厚板，并且薄板的冷却速度相对较快，再加 上形成的熔池深度介于厚板与薄板之间，所以 Si 元 素在两侧热影响区往熔池运动的运动结果在两侧形 成了不同的变化趋势。
2 结果与讨论
2. 1 显微组织分布 由于两种钢厚度不同，在同样的热输入下，两侧
组织经历着不同的焊接热循环，尤其对热影响区的作 用较为显著。图 1 接头各区域的显微组织结构分布。
图 1 接头各区域的显微组织 （ a） TＲIP 钢母材； （ b） TＲIP 钢 HAZ； （ c） 焊缝 TＲIP 钢一侧； （ d） 焊缝 DP 钢一侧； （ e） DP 钢 HAZ； （ f） DP 钢母材
are gathered in welded zone． The electrode potential of welded joints is lower than that of base metal and the corrosion ampere density is
similar，which indicated the corrosion resistance of melt zone is lower than that of the base material． The microhardness of weld zone is
第36卷 第6期 2015年 6月
材料热处理学报
TＲANSACTIONS OF MATEＲIALS AND HEAT TＲEATMENT
Vol ． 36 No ． 6
June
2015
激光焊接异种钢接头微观结构及耐蚀性
景财年1， 范吉超1， 王 华2， 徐淑波1， 刘 鹏1
（ 1． 山东建筑大学材料科学与工程学院，山东 济南 250101； 2． 上海大学分析测试中心，上海 200444）
welded joints were tested by electrochemical method． The relationship between microstructure，component and corrosion behavior of
welded joints were analyzed． The results indicate that microstructure of weld zone is uniform while that of the HAZ is different． Si and Mn
JING Cai-nian1 ， FAN Ji-chao1 ， WANG Hua2 ， XU Shu-bo1 ， LIU Peng1
（ 1． School of Materials Science and Engineering，Shandong Jianzhu University，Jinan 250101，China；
DOI:10.13289/j.issn.1009-6264.2015.06.021
目前汽车向着轻量化、节能减排的方向发展。研 究表明，汽车自重降低 10% ，燃油消耗和排放将减少 3% ～ 7%［1-2］。针对汽车安全与环保的要求，在车身 设计上采用高强度钢，则较薄的钢板就能保证安全， 从而减轻车重［3-4］。激光拼焊可以将不同厚度、不同 材质或不同强度的平板材料焊接在一起，然后进行冲 压成形，既保 证 了 强 度，又 减 少 了 材 料，达 到 了 轻 量 化、节能减排的目的［5-6］。先进高强度钢板中相变诱 发塑性钢（ Transformation Induced Plasticity，TＲIP） 和 双相钢（ Dual Phase，DP） 均具有较高的强度和良好 的塑性成形能力，已经在汽车制造领域得到了广泛应 用［7-9］。TＲIP 钢的特点是在铁素体和贝氏体基体中
106
材料热处理学报
第 36 卷
条间呈一定角度分布，并会伴有残留奥氏体。焊缝区 金属在焊接热循环作用下经历了相同的高温熔化和 快速冷却过程，并且焊缝熔池在经历高温过程中成分 更加均匀，因此在快速冷却之后焊缝形态基本相同。