不锈钢薄板(δ≤0.3 mm)的焊接工艺

研究了不锈钢薄板(δ≤0.3 mm)的TIG焊工艺,焊接电流为10～35 A,焊接速度为120～180 cm/min.通过力学性能试验,分析了焊缝的抗拉强度和断后伸长率与焊接工艺参数之间的关系,在焊接电流和焊接速度匹配的条件下,厚0.15 mm、0.2 mm、0.3 mm不锈钢薄板焊缝均可获得优良的抗拉强度和断后伸长率,性能指标与母材基本持平.金相检验表明,焊缝的金相组织为铸态奥氏体,组织粗大会导致焊缝的力学性能下降.X射线探伤表明,主要焊接缺陷是内凹,在焊接工艺参数合适的条件下,焊缝的一次探伤合格率超过95%.     

关于中间体分馏塔筒体与封头对接环缝内咬边的探讨

压力容器制造厂承接了某公司乙酰丙酮生产线上的四台Pw-0.08～0.3 MPa,φ1200/φ300,H=9460mm的中间体分馏塔的制造任务,这种产品的主体材质为OOCr17Ni14Mo2,后改用美国产316L单相奥氏体不锈钢,工作介质:醋酸、醋酐、水及酮类,所用焊条为EOO—18—12Mo2—16,筒体对接焊缝为双面手工电弧焊,筒体与封头对接环焊缝为带垫板手工电弧焊。在对S19705下封头与筒体对接环缝20％X射线探伤底片抽查时,发现根部焊道与垫板及母材钝边熔合处有沿焊缝方向的直线状断续黑影,对焊缝进行扩探,底片中也陆续发现了上述问题。 采用与产品完全相同的材料、坡口形式、焊接工艺参数,并指定焊接S19705产品环缝的焊工用与焊接产     

T4003铁素体不锈钢T形接头MAG焊工艺研究

采用MAG焊方法焊接厚度为6 mm的T4003铁素体不锈钢T形接头,并通过射线探伤、宏观与微观金相、硬度试验、X射线衍射、高速摄像等测试手段对其进行评价分析。结果表明,T形接头焊缝成形良好,未见气孔、裂纹、未熔合、夹渣等缺陷;焊接接头组织没有明显硬化现象,焊缝组织为γ-固溶体+δ-铁素体,过热区组织为马氏体+铁素体,晶粒度约为3级;焊接过程为粗滴过渡,飞溅较少,电弧形态基本保持不变,焊接过程稳定。     

40CrNiMoA钢与45钢焊接接头组织性能研究

为探讨40CrNiMoA钢与45钢焊接接头的组织与性能,采用机器人对两者进行焊接。通过X射线探伤,拉伸、冲击试验,显微硬度检测及光学显微镜金相分析对焊接接头进行研究。结果表明:焊缝质量等级达到Ⅰ级;焊缝组织为先共析铁素体、针状铁素体、珠光体组织;40CrNiMoA钢侧热影响区组织为回火索氏体组织+粒状贝氏体+少量铁素体;45钢侧热影响区由粗晶区、细晶区、两相混合区组成。焊接接头的抗拉强度为545MPa,接头冲击吸收功的最小值为40CrNiMoA钢侧熔合线+1mm处的75J。40CrNiMoA钢与45钢焊接后获得工艺性、力学性能良好的接头,可用于2种材料焊接的实际生产。     

7075铝合金变极性等离子弧焊接头组织与性能

采用ER5183焊丝对厚度10 mm的7075铝合金进行变极性等离子弧焊,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸试验机和显微硬度仪对焊缝的显微组织和焊接接头的力学性能进行了分析和测试. 结果表明,7075铝合金变极性等离子弧焊接头成形良好,无明显的熔合区;热影响区的组织粗大,焊缝处和热影响区的硬度分别为120.9和125.9;焊缝处的抗拉强度为367.6 MPa,约为母材强度的62.4%,为焊接接头的薄弱环节.     

7055喷射成形高强铝合金激光焊接头组织及性能

采用激光焊接对2 mm厚喷射成形的7055-T76511铝合金进行焊接试验。通过显微硬度和拉伸试验测试焊接接头的力学性能,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)以及X射线衍射(XRD)分析焊接接头的微观组织。结果表明,7055铝合金激光焊接头无明显的软化区,焊缝显微硬度最低,约为130~140 HV,接头的抗拉强度372 MPa,伸长率4.1%。焊缝组织有明显的三个区(热影响区、熔合区和焊缝区)。热影响区组织是产生了部分再结晶的等轴晶粒;熔合区由于非均匀形核形成了等轴非枝晶区(non-dendritic equiaxed grain zone,EQZ),晶粒尺寸3~8μm;焊缝区靠近熔合线为柱状枝晶,中心为胞状枝晶。     

客车车辆用奥氏体不锈钢自动焊工艺研究

本文采用自动焊方法,并通过试验不同的焊接参数,研究了SUS 304奥氏体不锈钢焊接接头的组织及性能,奥氏体不锈钢采用ER 308LSiΦ1.0mm焊丝焊接4mm厚试板,研究了不同焊接参数得到的焊缝接头质量,得到了正确的焊接参数,同时对焊后试板进行渗透探伤及射线探伤,均无缺陷。通过对焊缝及热影响区力学性能分析,得出焊缝力学性能达到了325MPa,采用直径40mm压头的弯曲试验,试验结果均合格,且宏观微观熔合良好,可以满足产品的使用要求。     

6005A铝合金激光-TIG复合热源填丝焊接技术

采用激光-TIG复合热源填丝焊接新方法焊接高速列车用6005A铝合金,对复合焊接工艺、接头微观组织、力学性能、断口形貌及焊接热裂纹进行了研究. 结果表明,激光功率为2 000～3 000 W、TIG电流为150～195 A、焊接速度为0.4～0.8 m/min时焊接过程比较稳定,熔合比合适,可以获得优良的焊缝成形. 焊缝区由焊缝边缘的柱状晶和焊缝中心的等轴晶组成. 熔合比γ控制在0.54～0.7范围内时,接头的平均抗拉强度约为193.39 MPa;接头抗拉强度随熔合比的增大而增大,并且γ=0.7时,抗拉强度最大,约为205 MPa,占母材强度的70%.     

铝合金激光-MIG复合焊中两种焊接方向对焊缝的影响

以高铁用6N01铝合金为试验材料,采用激光-MIG复合焊接方法,进行了焊接工艺试验,对两种不同的焊接方向进行了对比研究。对比分析了不同焊接方向下,焊缝形貌的变化、焊缝硬度和组织的改变;对两种条件下的焊缝进行了拉伸强度测试;经过X射线探伤,讨论了不同的焊接方向对气孔数量和分布的影响。结果表明:不同焊接方向下焊缝的成形、熔合区的晶粒生长取向、气孔分布不同,而硬度和拉伸强度差别不大。     

7020铝合金MIG焊焊接接头的组织与性能

采用显微硬度及拉伸力学性能测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、微区X射线衍射(Micro XRD)研究经ER5356焊丝金属极惰性气体保护焊(Metal inert gas,MIG)的7020铝合金厚板焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明:7020铝合金MIG焊焊接接头的抗拉强度为268 MPa,屈服强度为231 MPa,伸长率为4.5%,焊接系数约为0.7;焊接接头的焊缝区为树枝状铸造组织;熔合区靠近焊缝一侧为柱状晶,靠近热影响区一侧为细小的等轴晶组织;热影响区为发生了部分再结晶的纤维组织;基材为明显的纤维组织。焊缝区的铸态组织导致其成为焊接接头最薄弱的位置,η′(MgZn2)相粗化导致热影响区内离焊缝中心约30 mm的位置形成硬度较低的软化区。     

铂基合金与GH3128合金电子束焊接接头组织与性能研究

采用电子束焊接技术对铂基合金与GH3128进行焊接。利用工业CT、扫描电子显微镜、显微硬度仪和材料万能试验机,研究了铂基合金与GH3128焊接接头显微组织、力学性能及断口形貌。结果表明:铂基合金与GH3128具有良好的焊接性能,焊接接头的质量良好,无缺陷,成分均一,焊缝区显微硬度在360~380之间,焊缝强度为499 MPa,断裂方式为韧性断裂,断裂位置位于铂基合金一侧。     

基于同步辐射衍射技术的5A06铝合金焊接残余应力的测量研究

利用同步辐射X射线衍射技术测量了变极性等离子弧(VPPA)焊接5A06铝合金试样表面的残余应力,获得了该试样表面残余应力的分布规律,结合金相组织观察、EBSD、显微硬度测试等方法,分析了焊缝区、热影响区、母材区残余应力的产生及演化机制。结果表明:VPPA焊接5A06板材焊缝区晶粒粗大,热影响区晶粒细小,残余应力呈现出焊缝区域为压应力,热影响区为拉应力的"M"形状;在垂直于焊缝(TD)方向上存在75.79MPa的最大拉应力和159.34 MPa的最大压应力;在平行于焊缝(LD)方向上存在132.33 MPa的最大拉应力和89.38 MPa的最大压应力。相比于传统X射线仪器测量获得的残余应力变化趋势,同步辐射衍射测量的残余应力分布趋势与试样不同焊接区域显微硬度的变化趋势更加吻合。实验结果表明,相比于传统的X射线仪器测量残余应力,同步辐射X射线衍射测量的残余应力数据一致性更好。     

35mm厚板铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能

采用搅拌摩擦焊双面焊工艺,对35 mm厚板6005A-T6铝合金型材进行了搅拌摩擦焊接,获得成形良好、表面光滑、无隧道孔和沟槽缺陷的焊接接头.应用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪及电子拉伸试验机等对搅拌摩擦焊接头组织与性能进行研究.结果表明,接头焊核区组织为细小等轴晶;前进侧出现明显的螺旋纹及清晰的结合线,热力影响区晶粒被明显拉长呈条状组织,热影响区受热晶粒粗大;后退侧未见螺旋纹,晶粒比前进侧细小,过渡区较前进侧宽.在搅拌头旋转频率为650 r/min,焊接速度为200 mm/min工艺条件下接头抗拉强度为213 MPa,达到母材强度的84.8%,断裂起始于焊缝前进侧的热影响区,扩展至双面焊接重合区时,沿着焊缝后退侧热影响区直至断裂;接头显微硬度最低值出现在前进侧热影响区,最低值为50 HV.     

AZ71镁合金TIG焊焊接接头微观组织与力学性能

采用钨极氩弧焊接方法对2.2mm厚镁合金AZ71薄板进行焊接加工。焊后对接头进行拉伸试验和硬度测试,结果表明:采用90A的电流焊接时,接头抗拉性能最好(281.23MPa),达到母材的89.58%。断裂发生在焊缝区,焊接接头断口呈准解理断口,接近解理断口;母材断裂为延性断裂,断口呈韧窝断口;焊缝区显微硬度最高,其次是母材,热影响区硬度最低。     

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从焊接效率、焊缝质量和力学性能等方面,比较了双丝和单丝MIG焊接机器人对铝型材焊接的适用性。对于焊接4V坡VI型材,双丝比单丝焊接的焊丝熔化效率提高近1倍,而焊接热输入量降低了约18％,保护气体用量节约33％,焊缝抗拉强度提高约10～15MPa,非常适合轨道车辆中的长直焊缝的焊接。另一方面,双丝自动焊接机器人对操作者和设备本身要求更高,目前在轨道车辆行业普及程度并不高。因此,双丝取代单丝焊接仍需要一个长期的过程。     

搅拌摩擦焊接Al-Li合金接头的微观组织及力学性能

采用锥形带螺纹搅拌头搅拌摩擦焊接5mm厚的Al—Li合金轧制板材，并对接头组织、力学性能及断裂特性进行了研究．结果表明，焊核区组织发生动态再结晶，形成细小的等轴晶晶粒，在等轴晶的晶界处析出大量的偏析相．热影响区组织发生回复和粗化反应，形成粗大的棒状回复晶粒；热机影响区组织发生弯曲变形，但整体上仍保留带状组织形貌，前进侧热机影响区组织变形程度高于后退侧，该区同时还发生回复反应，且后退侧热机影响区内的回复晶粒数量多于前进侧．拉伸实验结果表明，焊接速度v=40mm／min时，接头强度达到最大值，为345MPa；v=60mm／min时，接头延伸率达到最大值，为9．6％．硬度测试结果表明，搅拌摩擦焊接头发生软化，前进侧的软化区宽度大于后退侧．断口形貌分析表明，接头断裂模式为韧-脆混合型断裂．     

镀层金属对钒合金与不锈钢电子束焊接头组织与性能的影响

采用高真空电子束阻隔熔化连接异种金属V-5Cr-5Ti钒合金和HR-2不锈钢,通过焊缝成型、微观组织和接头性能的对比分析,研究不同镀层金属(Au、Ag、Cr和Ni)的影响。结果表明:通过电子束流的偏移均可实现V-5Cr-5Ti/Au(Ag、Cr、Ni)/HR-2异种金属的连接,接头平滑过渡,焊缝正反面成型良好;V-5Cr-5Ti与熔化区的界面较为平直,在靠近钒合金一侧形成一个明显的镀层金属富集带;熔化区内部晶粒细小均匀,在靠近HR-2处形成取向明显的树枝晶。Au和Ag起到了很好的阻隔作用,V-5Cr-5Ti/HR-2接头的抗拉强度明显增加,达到400 MPa,X射线探伤未发现裂纹和气孔缺陷;镀层金属为Cr、Ni时,接头抗拉强度低于100 MPa。     

AlN/Mo-Ni-Cu的活性封接研究

采用Ag_(70)-Cu_(28)-Ti_2活性焊料在真空条件下对AlN陶瓷和Mo-Ni-Cu合金进行活性封焊.分析焊区的显微组织形态、相组成,测定焊区力学性能和气密性.结果表明:在焊料层与合金的界面处Cu的含量相对较高,而在AlN陶瓷与焊料层的界面处形成了厚度为1～2 μm的富Ti层;经XRD分析发现,AlN陶瓷与焊料层的界面上有TiN存在,表明在AlN陶瓷与焊料层的界面处形成了化学键合.焊接后试样的气密性达到1.0×10~(-11) Pa·m~3/s,抗弯强度σ_b=78.55 MPa,剪切强度σ_τ=189.58 MPa.     

700MPa级低合金高强钢低匹配焊接接头组织和性能研究

按照低匹配设计原则,采用熔化极气体保护焊对屈服强度为700 MPa级的低合金高强钢进行了焊接。采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能试验研究了焊接接头的组织和性能。结果表明,焊缝区组织主要为针状铁素体和少量先共析铁素体,粗晶热影响区组织为上贝氏体;焊缝区显微硬度明显低于母材,焊缝区-40℃时的冲击韧度(AKV)为58 J,抗拉强度达到了母材抗拉强度的92.4%,焊接接头的综合力学性能良好。     

电子束扫描波形对铝锂合金显微组织及力学性能的影响

对厚度1.8 mm的2198-T8态铝锂合金薄板进行真空电子束焊接,分析了不同扫描方式对焊缝成形及接头力学性能的影响,以及最优焊接工艺下焊接接头的显微组织与力学性能。结果表明:在工作距离为300 mm、加速电压U=60kV、聚焦电流I_f=498 mA以及电子束流I_b=6.8mA情况下,不添加扫描可获得成形良好且无宏观气孔缺陷的焊接接头。相同参数条件下对比添加了扫描方式的焊接,得出焊接过程中添加三角波扫描时,焊缝的显微硬度值和焊接接头的抗拉强度均得到了提高,焊接接头的平均抗拉强度为326.5 MPa,其中最高抗拉强度可达到母材的71.5%,延伸率最高可达母材延伸率的86.8%,焊缝熔合区较整个焊缝区来说最为薄弱。