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钛合金薄板带热沉钨极氩弧焊的应变场

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2004.03.003

采用数值模拟和试验相结合的方法对比研究了钛合金常规钨极氩弧焊(GTAW)及带热沉的钨极氩弧焊,即动态控制低应力无变形(DC-LSND)GTAW焊接过程中纵向应变场的形态与发展历史.DC-LSND GTAW焊接过程中,由于紧随热源之后热沉冷却介质的急冷作用,使得热沉作用部位产生强烈收缩,热源与热沉之间的极大温度梯度,对高温金属产生较强的拉伸作用,使得焊缝中拉伸塑性应变增大,近缝区压缩塑性应变减小,焊缝与近缝区的不协调应变减小.DC-LSND焊时,不但可以降低残余应变,减小变形;而且,在所选用的焊接条件下,DC-LSND GTAW焊缝中甚至还可获得拉伸的不协调应变.

关键词: 钛合金 , 钨极氩弧焊 , 热沉 , 有限元法 , 应变场

MGH956合金TLP扩散连接接头组织分析

张胜 , 侯金保 , 郭德伦 , 张蕾

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2003.z1.023

研制了合适的中间层合金KCo2,采用过渡液相(简称TLP)连接方法进行扩散连接试验,分析接头显微组织、成分和连接工艺的关系,分析焊接缺陷形成原因,确定了MGH956合金TLP扩散连接机理.结果表明:在1240℃,保温8小时条件可以获得焊接缺陷少,连续完整的焊接接头.元素实现扩散均匀化.

关键词: ODS合金 , 钴基中间层 , TLP连接 , 显微组织

钛合金带热沉钨极氩弧焊中热沉作用

李菊 , 关桥 , 史耀武 , 郭德伦 , 杜欲晓 , 孙永春

中国有色金属学报

采用数值模拟和实验相结合的方法研究了钛合金TC4薄板常规及带热沉的钨极氩弧焊焊接过程中温度及应力应变的分布,考察了热沉对温度场和应力应变场的影响规律,探讨了使用该技术实现应力和变形控制的机理.结果表明:带热沉的钨极氩弧焊焊接过程中,紧随热源之后热沉急冷作用使得试件形成马鞍形温度场,而热沉作用部位温度最低.热沉作用部位的急冷收缩对周围金属产生拉伸作用,使得焊缝及近缝区金属升温过程中产生的压缩塑性应变减小,冷却过程中产生的拉伸塑性应变增大,接头中不协调应变减小,残余应力降低.实验测量与有限元模拟结果吻合良好,证实了采用热沉控制应力与变形的有效性和有限元模型的正确性.

关键词: 钛合金 , 钨极氩弧焊 , 热沉 , 温度场 , 应力场 , 应变场 , 有限元法

晶粒尺寸对钛合金TIG焊接接头组织及力学性能的影响

周水亮 , 陶军 , 赵海涛 , 郭德伦

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.5.007

进行了2μm及8μm,19μm三种晶粒尺寸的细晶粒TC4钛合金常规TIG焊试验,分析了母材晶粒尺寸对钛合金焊接接头组织转变规律及力学性能的影响.结果表明,细晶粒TC4钛合金焊缝中心和热影响区组织相似,为α马氏体组织.相同焊接规范下,随着晶粒尺寸的减小,焊缝中心和热影响区组织由编织(网篮)状α组织向片状组织过渡；随着晶粒尺寸的减小,热影响区晶粒长大越来越明显,热影响区细晶区(FHAZ)明显变窄,热影响区粗晶区(CHAZ)明显变宽,焊缝—热影响区—母材的晶粒梯度增大,焊接接头三区域晶粒过渡越来越差；随着晶粒尺寸的减小,焊接接头拉伸强度和伸长率均有不同程度的提高.常温拉伸断口呈准解理断裂特征,随着母材晶粒度的增大,焊接接头解理断裂特征越明显.

关键词: TIG焊接 , 晶粒尺寸 , 微观组织 , 力学性能

K403合金高性能钎焊技术研究

张胜 , 侯金保 , 郭德伦 , 张蕾

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.03.077

用新型镍基钎料3P1对K403合金进行真空钎焊试验,分析钎焊接头的微观组织和连接机制,测试接头高温力学性能.结果表明:采用3P1钎料,在1230℃/10min+1160℃/4h条件下进行K403合金钎焊,可以获得无缺陷的,与基体组织相似的钎焊接头,其1000℃下高温拉伸强度可以达到基体强度的90%,高温持久强度可以达到基体强度的70%以上.

关键词: K403合金 , 3P1钎料 , 微观组织 , 力学性能

粉末高温合金FGH96惯性摩擦焊接头常温力学性能分析

何胜春 , 张田仓 , 郭德伦

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.03.025

第二代粉末高温合金FGH96是采用损伤容限设计思想研制的新型粉末高温合金,是当前750℃工作条件下满足高推比、高燃效发动机使用要求的涡轮盘、环形件和其他热端部件的理想材料.结合FGH96惯性摩擦焊接头的组织特征和强化相γ′数量分析接头的显微硬度和常温拉伸性能.结果表明,FGH96惯性摩擦焊接头具有良好的常温力学性能.

关键词: FGH96 , 惯性摩擦焊 , 显微硬度 , 常温拉伸性能

钛合金焊接结构在先进飞机中的应用及发展

董宝明 , 郭德伦 , 张田仓

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2003.z1.053

钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能优异等一系列特点,是先进飞机制造中重要的结构材料.钛合金焊接技术在现代飞机制造工程中占有重要的地位,是一种特殊的制造工艺技术.本文重点论述了钛合金焊接的主要特点及存在问题,同时论述了美国及俄罗斯钛合金焊接结构在先进飞机制造工程中的应用现状与发展.

关键词: 钛合金 , 飞机 , 焊接 , 应用

TC21细晶钛合金TIG焊接接头组织及力学性能研究

周水亮 , 陶军 , 郭德伦

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.6.011

开展了不同晶粒尺寸的细晶粒TC21钛合金的TIG焊接实验,研究了母材及接头组织和力学性能.结果表明:细晶粒TC21钛合金TIG焊接接头抗拉强度达到母材的95%左右,焊接性较好;但是焊接接头脆化严重,伸长率和断面收缩率均较低.焊缝中心和热影响区组织相似,为α′马氏体组织.相同焊接规范下,2μm的细晶TC21合金焊缝及热影响区为片状或长粒状α′组织;而7μm的细晶TC21合金接头中α′丛的尺寸较小且相互交错,形成针状或短粒状α′组织.硬度测试表明:靠近母材的热影响区细晶区存在一个软化区,该区域硬度最低,而焊缝中心与热影响区粗晶区分界处(细晶过渡区(FTZ))也存在硬度的下降,不过此区域下降幅度不大.常温拉伸断口呈准解理断裂特征,随着母材晶粒度的增大,焊接接头解理特征越明显.

关键词: 细晶粒TC21钛合金 , TIG焊接 , 组织 , 力学性能