手工电弧焊SS400钢焊接接头组织及硬度研究

采用不同热输入手工电弧焊对8nm厚SS400钢板进行焊接性试验,并通过金相观察和显微硬度测定得到了接头显微组织分布及硬度变化规律。试验结果表明,当焊接热输入为16kJ／cm时,焊接接头存在未焊透的现象;随焊接热输入的增加,热影响区的苋度从1．9mm增大到4．3mm,粗晶平均直径也咯有增大;热输入达到27kJ／cm时,焊缝组织得到较多的针状铁素体,但过热粗晶区晶粒粗大,占整个热影响区的比例达到了52％;不同热输入各区域的显微硬度较母材均有所提高,热输入为27KJ／cm时,焊缝硬度较母材增大30％左右,达到最大增幅．     

310S耐热不锈钢TIC焊接接头组织与力学性能研究

采用钨极氩弧焊焊接方法,以不同的焊接工艺方案对310S奥氏体耐热不锈钢进行焊接试验.焊接试验完成以后观察焊缝成形的外观质量,采用金相显微镜对焊接接头进行显微组织观察分析,并进行力学性能测试.结果表明:在焊接电流I=140 A、焊接速度V=0.32m/min的焊接工艺方案下,焊缝外观质量优良,焊接接头的组织和性能是最优的.在该焊接工艺方案下,焊缝区的晶粒组织细小均匀,拉伸试验的断裂位置在母材区域,并且焊接接头的抗拉强度为481MPa,能达到母材抗拉强度的91％以上.     

7075铝合金的搅拌摩擦焊组织性能研究

采用搅拌摩擦焊方法对10mm厚的7075铝合金板进行了焊接试验，焊接形式为单道对接焊，通过拉伸强度测试和显微组织观察，发现焊缝中粗大的化合物相被破碎，焊核区内是细小均匀的等轴晶，平均晶粒大小在4μm左右，热力影响区与热影响区的过渡区的金属塑性流线变化不很急剧，晶粒沿流线方向拉长，且有细小沉淀相在晶界上析出。焊缝显微硬度的最低值出现在前进侧，说明前进侧是焊缝的薄弱环节。实验结果表明：在旋转速度为1200r／min，且焊接速度为60mm／min时，可以获得较好的焊缝组织，力学强度达到了320MPa。     

激光焊接650MPa相变诱发塑性钢的组织与性能

采用固体Nd:YAG激光器焊接拉伸强度级别为650MPa、厚度为1.2mm的相变诱发塑性钢(TRIP)薄板,利用光学显微镜和电子显微镜研究了其不同焊接速度下对接焊缝的形貌和组织特点。测试了接头的硬度和抗拉强度,借助杯凸试验对比研究了激光焊接接头和母材的成形能力,并分析了焊接速度对接头组织、性能的影响。研究表明:TRIP钢的相组成主要是大量铁素体、贝氏体和少量的残余奥氏体;激光焊缝金属则主要由马氏体构成。焊缝金属或焊接热影响区的近缝区具有最高的硬度。焊缝金属的屈服强度和抗拉强度在垂直于焊缝方向与母材基本相同,但在平行于焊缝方向明显高于母材。与母材相比,激光焊接TRIP钢薄板的冲压成型能力明显下降。     

40Cr／T10A钢激光预处理后固相焊接工艺优化

进行了40Cr／T10A钢激光表面淬火预处理后实施等温固相焊接的工艺优化试验。结果表明，40Cr／T10A钢待焊接面经激光淬火预处理后，在750～780℃、预压应力20～56．6MPa的条件下，仅需2．5～7．5min短时保温就可实现两种钢的异材固相焊接，接头强度达母材强度，且焊接变形很小。其中以780℃、20MPa预压应力下保温7．5min为较适宜的固相焊接工艺参数，焊后接头强度达母材强度，试样轴向变形仅1．2％。     

焊接对Zr—Nb包壳管显微硬度和组织的影响

通过对M5锆合金包壳管进行金相分析、TEM分析和显微硬度测试,研究了真空电子束焊接对M5合金显微组织和力学性能的影响．实验结果表明：Zr-Nb合金焊接组织为粗大的马氏体a和d所构成,晶粒度远高于母材,近缝区母材晶粒并未长大．在透射电子显微镜下可清晰看到板条状马氏体．焊缝区域的显微硬度明显高于母材．     

均相法制备文石型碳酸钙晶须

在不加入任何结晶控制剂的条件下，采用CaCl2和Na2CO3的稀溶液并加的均相反应法制得了具有较好光滑性和长径比、分布均一的文石型碳酸钙晶须。其最佳工艺条件为：CaCl2与Na2CO3溶液浓度为0．025mol／L，滴加速度为1．20ml／min，滴管直径为3mm，搅拌速度为500r／min。     

高强度耐海水腐蚀不锈钢00Cr26Ni6Mo4CuTiAl的焊接性研究

研究了00Cr26Ni6Mo4CuTiAl不锈钢的焊接性及其焊接工艺问题,在熔敷金属强度低于母材的情况下,预热到200℃,以低的线能量（0．78kJ／mm）施焊,可以得到无裂纹的焊接接头;其机械性能略低于母材,热影响区的耐点蚀性能与母材相当．     

ZrC粒子对低碳钢晶粒细化及力学性能的影响

在低碳低合金钢熔炼过程中加入平均径为0．5μm，体积分散为0．8％的ZrC粒子，研究了不同轧制变形量条件下的晶粒细化行为及力学性能，轧制变形过程中在ZrC粒子周围形成高位错密度和高晶格畸区，成为形为核心和再结晶核心，促进了高温奥氏体非自发再结晶细化奥氏体晶粒；由于奥氏体晶粒尺寸细化，奥氏体晶界面积增大，随着后进行的铁体相变的铁素体形核位置增多，从而大大细化了铁素体晶粒尺寸：轧制变形量与ZrC粒子体积分数存在一定的最佳配合才能对晶粒细有作用，本实验中轧制变形量为62％，ZrC粒子体积分数0．8％以及轧后水冷条件下，铁素体晶粒尺寸细化到9．8μm，屈服强度和抗拉强度明显提高，分别达到386．4MPa和522．1MPa；同时冲击吸收功（AKV＝118．5J）不降低且延伸率（δ5＝34．5％）有所提高，说明添加ZrC粒子粒子可促进晶粒细化。     

材料性能对搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

对2.88mm厚2024-O和2024-T6铝合金进行搅拌摩擦焊实验,并对2024-O接头进行焊后T6处理,研究材料性能对铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能的影响。结果表明:所有焊态接头试样分为4个区,即焊核区、热机影响区、热影响区和母材,焊后T6处理接头焊缝部分发生异常晶粒长大,而且焊后T6处理高焊速接头出现了"S"线缺陷。2024-O接头焊缝硬度高于母材,而2024-T6接头焊缝硬度低于母材,2024-O接头T6处理后焊缝和母材硬度趋于一致。拉伸试验中,2024-O接头焊后T6处理无缺陷接头的抗拉强度相对2024-T6焊态接头高,说明2024-O接头焊后热处理能很好地提高接头强度。     

3-sheet structure of Inconel 718 superalloy processed by LBW/SPF and its load response

The 3-sheet structure of Inconel 718 superalloy will be used in flying vehicles as heat resisting and shielding structure due to its lightweight, high strength and stiffness. The 3-sheet structure of Inconel 718 superalloy processed by LBW/SPF (laser beam welding/superplastic forming) technology exhibited good configuration and uniform thickness distribution. The LBW parameters for 3-sheet structure were as follows: Pulse frequency was 32 Hz, impulse duration 3 ms, peak power per pulse 4500 W, and welding speed 180 mm/min. The SPF parameters were as follows: Temperature T=965°C, forming pressure P=4.2 MPa, and forming time t=130 min. The microstructure in weld fusion zone was constituted of austenite dendritics and Laves phase precipitated in interdendritics. After the SPF process, austenite dendritics in the weld fusion became coarser and most of Laves phases were dissolved and turned into δ precipitated phase, but a few of Laves phases were still reserved. And Nb concentration in dendritics increased to 5.42% compared to 2.82% in as-weld condition. Weld metal Vickers-hardness increased from 331.63 in as-weld condition to 391.74 in post-SPF condition which was closed to the base material Vickers-hardness of post-SPF. Grain size of base material grew slightly and an amount of precipitated phase appeared in the base material undergoing SPF process. The tensile test results of base material showed that tensile strength increased obviously and the ductility decreased slightly after SPF process. Load response test results indicated that the 3-sheet structure possessed good resistance to compression and bending load. Accordingly, the LBW/SPF technology is an appropriate forming technique for the 3-sheet structure of Inconel 718 superalloy. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50672106) and the Intellectual Innovation Project of the Chinese Academy of Sciences (Grant No. KJCX3-SYW.No.12)     

Effect of Post-weld Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of Friction Stir Welded SSM7075 Aluminium Alloy

7XXX series aluminium alloys generally present low weldability by fusion welding methods because of the sensitivity to weld solidification cracking, vaporization of strengthening alloys and other defects in the fusion zone. Friction stir welding(FSW) can be deployed successfully with aluminium alloys. We presented the effect of post-weld heat treatment(PWHT) on the microstructure and mechanical properties of SSM7075 joints. Semi solid plates were butt-welded by FSW at a rotation speed of 1110 r/min, welding speeds of 70 and 110 mm/min. Solution treatment, artificial aging, and T6(solution treatment and artificial aging combined) were applied to the welded joints, each with three samples. It was found that the T6 joints at the speed of 70 mm/min yielded the highest tensile strength of 459.23 MPa. This condition best enhanced the mechanical properties of FSW SSM7075 aluminium alloy joints.     

高强钢的光纤激光焊接性能

为了研究焊接参数对光纤激光焊接熔深和熔宽的影响,采用2 kW光纤激光器对780 MPa高强钢板进行了焊接.研究了离焦量、焊接速度、脉冲频率和峰值功率占比对熔深和熔宽的影响,并对不同焊接速度得到的焊缝组织进行了光学显微镜、SEM和硬度分析.研究表明,在离焦量范围为-5~+1 mm时,随着离焦量的增加,熔深的变化不大,熔宽逐渐减小;焊接速度小于150 mm/min的情况下,熔深和熔宽与焊接速度成反比,而与焊接结合速度成正比;方形波或三角形波激光焊接时,脉冲频率对熔深和熔宽的影响很小.在方形波脉冲激光焊接时,影响焊接熔深的主要因素是暂载率而不是脉冲频率.经研究确定焊缝金属中存在柱状贝氏体(BC)组织.     

单双丝埋弧焊工艺及接头性能比较分析

以生产中常用的16Mn钢材料为焊接母材,采用单丝交流、单丝直流埋弧焊和双丝埋弧焊工艺方法制备焊件.对不同工艺方法得到的焊接接头进行了拉伸试验,焊缝金属和焊接热影响区金属的室温冲击试验,观察了焊缝金属的显微组织,用扫描电子显微镜观察了冲击断口形貌,根据试验数据计算了不同工艺方法下的熔敷速度.比较分析结果表明:双丝埋弧焊工艺下的熔敷速度比单丝交流、单丝直流埋弧焊工艺下的熔敷速度分别提高了108%和64%,焊接速度分别提高了59%和67%,焊接工艺稳定性好,焊缝成形美观.三种工艺方法下得到的焊接接头抗拉强度和屈服强度无明显区别.单丝埋弧焊时焊缝金属的室温冲击韧度值比双丝埋弧焊时的高,单丝交流埋弧焊时焊接热影响区金属的冲击韧度值最高.     

X80钢焊接接头在酸性模拟液中的电化学腐蚀

采用电化学测试、金相显微镜观察,研究了X80管线钢及其焊缝组织在酸性模拟液中的电化学腐蚀行为.结果表明:X80管线钢母材的显微组织主要为针状铁素体,整体上看母材的组织较为均匀、细小,位向大致呈带状分布.焊缝的显微组织由先共析铁素体、针状铁素体和珠光体组成,焊缝的晶粒大小不均匀,整体上比母材组织粗大.在酸性模拟液中,X8...     

薄板铝合金的CMT焊接工艺

为了解决利用传统焊接方法焊接铝合金时容易造成生产效率低、焊接变形大以及夹钨、裂纹、气孔等缺陷,对6082-T6铝合金进行了冷金属过渡焊,并确定了最佳焊接工艺参数.利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对铝合金的焊缝成型、显微组织与相组成进行了分析.利用维氏显微硬度计和万能拉伸试验机测量了焊接接头的硬度和拉伸力学性能.结果表明,在最佳焊接工艺参数下6082-T6铝合金焊缝成型良好,其焊缝组织主要由α-Al固溶体组成.焊接接头的拉伸断裂位置处于热影响区,其最高拉伸强度约为母材的61%,拉伸断口形貌为塑性断口.     

激光焊接速度对超高强度钢焊缝微观组织和显微硬度的影响

研究了厚度为1.8mm的超高强度钢板的激光焊接性能,分析了焊接速度对焊缝微观组织和显微硬度的影响。试验结果表明,超高强度钢焊缝组织为板条马氏体。采用苦味酸溶液显示原奥氏体晶界,发现原奥氏体呈现柱状晶的晶体形态。随着焊接速度的增加,原奥氏体晶粒尺寸变小,焊缝中心由细小的胞状树枝晶变为等轴晶。焊缝硬度随着焊接速度的增加而增大。     

油气输送高频焊管焊接接头组织结构与性能分析

本课题应用ＴＥＭ观察和微型剪切实验技术，研究了两种常用油气输送高频焊管焊接接头和母材组织结构及机械性能的特点。试验结果表明：（１）强度在焊缝熔合区最高，热影响区次之，母材处最低；（２）母材的冲击韧性和断裂韧性高于焊缝熔合区；（３）焊接接头与母材的位错组态有很大差别，前者位错密度远高于后者。最后，本文根据高频焊接工艺特点，从理论上阐述了焊接接头高密度位错产生的原因，以及它对焊接接头机械性能的影响。     

07MnNiCrMoVDR钢焊缝组织与低温冲击韧性分析

采用SMAW焊接工艺焊接低合金高强度07MnNiCrMoVDR钢获得焊接接头,通过焊缝显微组织观察、冲击断口分析、焊缝低温冲击试验,研究了07MnNiCrMoVDR钢焊缝组织与低温冲击韧性。结果表明,焊缝组织由沿晶界分布的先共析铁素体、晶内的针状铁素体和粒状贝氏体构成,针状铁素体以微夹杂物为核心生长。温度为－40 ℃时,不同部位焊缝冲击吸收功随试样截取深度的增大而减小;与近表面处相比,1/2厚度处焊缝冲击吸收功损失约67%,在1/4厚度处,焊缝冲击吸收功随着温度的降低而降低;焊缝的低温冲击韧性符合要求。焊缝冲击断口的表面由凹凸不平变得比较平整,断口的微观形貌由韧窝花样变成解理河流花样。     

MB2镁合金板搅拌摩擦焊研究

采用不同的搅拌摩擦焊工艺对MB2镁合金进行焊接,并对焊缝的特点,组织形貌及力学性能进行了分析.试验结果表明,对厚为3 mm的MB2镁合金板,当焊接速度为95 mm/min和搅拌头旋转速度为1 600 r/min时,可以获得良好的焊接质量.