Q690焊接接头组织及其残余应力分布研究

对Q690试板分别采用同质和H08Mn2SiA焊丝进行了TIG焊接。利用OM对焊缝组织进行观察,用盲孔法对焊接接头残余应力进行测试,用万能试验机和硬度试验机测试了焊接接头的力学性能,并用SEM观察分析了拉伸断口形貌。结果表明,焊缝纵向残余应力受相变的影响较大。用同质焊材填充时焊缝组织为粒状贝氏体,焊缝残余应力为350 MPa,热影响区为370 MPa;用H08Mn2SiA填充时,焊缝组织为铁素体,焊缝残余应力为270 MPa,热影响区为330 MPa。两种接头均为近强匹配,拉伸断裂为韧性断裂,可满足焊接接头力学性能。焊缝硬度值均较低,热影响区最大硬度值达到340 HV。     

超声冲击及焊缝余高对6082铝合金焊接接头疲劳性能的影响

本文对6082铝合金焊接接头分别进行超声冲击处理和磨平焊缝余高处理,研究残余应力和应力集中对焊接接头疲劳性能的影响。结果表明:经超声冲击处理后,接头焊趾及其附近区域表层晶粒明显细化;焊趾处由冲击前的残余拉应力转变为残余压应力,其疲劳寿命得到提高;超声冲击前后接头疲劳裂纹均萌生于焊趾部位,而磨平焊缝接头的疲劳裂纹大多萌生于母材圆弧过渡处。无论冲击与否,疲劳断裂机制均为准解理断裂。当超声冲击电流为1.0 A、冲击时间为2 min时,与未超声冲击试样相比,6082铝合金接头疲劳寿命提高11.18%,无余高接头相对焊接接头疲劳寿命提高30.71%。接头表层金属晶粒尺寸、残余应力以及应力集中是影响6082铝合金焊接接头疲劳性能的主要因素。     

激光冲击波对X80管线钢焊接接头疲劳性能的影响

利用激光冲击波对X80管线钢焊接接头进行了表面强化处理,通过拉伸疲劳对比试验,采用罗卡提法求出激光冲击强化处理前后X80管线钢焊接接头的疲劳极限。用扫描电镜和X射线衍射仪分析了激光冲击处理前后X80管线钢焊接接头断口形貌和残余应力,并对激光冲击处理提高抗疲劳断裂机理进行探讨。结果表明,激光冲击处理引入了-339 MPa的残余压应力,使X80管线钢焊接接头疲劳强度由445 MPa提高到496 MPa,提高了11.2%;原始状态的试样疲劳裂纹起始于试样表面,经激光冲击处理后焊接接头疲劳源转移至次表层,表层晶粒细化和残余压应力是主要机制,提高了X80管线钢焊接接头的疲劳性能。     

AZ31镁合金及其TIG焊接接头断裂机理研究

对AZ31镁合金及其焊接接头进行拉伸、冲击和疲劳试验,分析了镁合金的断裂机理及疲劳裂纹扩展方向.母材拉伸试验结果表明,试样几乎没有缩颈,抗拉强度为236.29 MPa;焊接接头的抗拉强度为185.68 MPa,拉伸断裂从焊接接头焊趾部位启裂,抗拉强度为母材的78%.冲击试验在-80～340 ℃进行,结果表明,在较低温度下AZ31镁合金冲击韧性较小,断口为准解理形貌的脆性断裂;随着温度的增加,断裂形式由准解理+韧窝形貌的混合断裂过渡为韧性断裂;在常温下焊缝中心的冲击韧性比母材的高,但热影响区的冲击韧性较差.AZ31B镁合金母材的疲劳强度为66.72 MPa,对接接头的疲劳强度为39.00 MPa;母材疲劳断口由解理台阶组成,为脆性断裂;焊接接头疲劳断口由解理和准解理台阶组成,为脆性断裂.     

高镁铝合金搅拌摩擦交叉焊接头微观组织与力学性能

为满足大型铝合金船舶壁板的制造需求,对新一代高镁铝合金进行了搅拌摩擦交叉焊接试验. 结果表明,交叉焊接头成形良好,搅拌区晶粒尺寸最小,热力影响区晶粒形态没有明显方向性,与单道搅拌摩擦焊相比,交叉焊接头搅拌区晶粒组织更细. 显微硬度测试结果表明,交叉焊接头显微硬度变化范围较小,前进侧接头软化明显;拉伸试验测试结果表明,交叉焊接头抗拉强度为340 MPa,为母材强度的87%,对比搅拌摩擦焊接头抗拉强度358 MPa略微降低,在热影响区断裂,断裂方式为45°韧性断裂;疲劳裂纹萌生于焊缝底部,在最大应力150 MPa下循环超2 × 106次未断裂,疲劳性能良好,瞬断区断裂方式为韧性断裂.     

超声冲击改善MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能的机理

通过超声疲劳试验探究超声冲击对MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能的影响。同时,从应力集中、残余应力、晶粒细化等3个因素来探究超声冲击改善MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能的机理。结果表明:在1.0×108疲劳寿命下,焊态试样疲劳强度为31.62 MPa,冲击态试样疲劳强度为39.81 MPa,冲击态试样疲劳强度相较于焊态提高了26%。这说明超声冲击可以明显提高MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能。焊态试样焊趾处应力集中系数K_(t1)=1.95,冲击态试样焊趾处应力集中系数K_(t2)=1.67,应力集中系数降低了14.4%,所以超声冲击可以降低焊趾处的应力集中程度。超声冲击后试样焊趾处的应力由残余拉应力转变成残余压应力。超声冲击细化了焊趾表面晶粒从而改善了MB8镁合金焊接接头的超高周疲劳性能。     

超声冲击改善MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能机理探究

通过超声疲劳试验探究超声冲击对MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能的影响。同时,从应力集中、残余应力、晶粒细化等三个因素来探究超声冲击改善MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能的机理。结果表明：在1.0×108寿命下,焊态试样疲劳强度为31.62MPa,冲击态试样疲劳强度为39.81MPa,冲击态试样疲劳强度相较于焊态提高了26%。这说明超声冲击可以明显提高MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能。焊态试样焊趾处应力集中系数Kt1=1.95,冲击态试样焊趾处应力集中系数Kt2=1.67,应力集中系数降低了14.4%,所以超声冲击可以降低焊趾处的应力集中程度。超声冲击后试样焊趾处的应力由残余拉应力转变成残余压应力。超声冲击细化焊趾表面晶粒改善MB8镁合金焊接接头的超高周疲劳性能。     

焊接接头超声波冲击消应力处理疲劳性能分析

以核电常用Q345B材料为研究对象,进行超声波冲击消应力处理,以1×10~7次的循环寿命进行了焊态及超声波冲击态焊缝接头疲劳性能测试。疲劳断裂断口具有疲劳断裂特征,疲劳纹清晰,焊缝表面成形对疲劳断裂影响明显,经超声波冲击后的焊缝疲劳强度提高19.4%,超声波冲击对焊接接头疲劳性能有较大的改善。     

25CrMo钢与Q345钢焊接接头低周疲劳性能研究

针对轴25CrMo与辐板Q345在风力发电机转子焊接领域的应用,进行了焊接接头单试样增量法低周疲劳试验,获得S-N曲线及疲劳极限,并采用SEM对疲劳断口进行分析。结果表明:25CrMo与Q345焊接接头疲劳强度高于母材Q345的,疲劳断裂位置发生强度较低的Q345母材区,韧性断裂;其焊接接头的循环应力疲劳寿命曲线的表达式为lgσa=2.986-0.052lgN,修正后的疲劳极限为380MPa,接头疲劳断口为疲劳源区、裂纹稳定扩展区和瞬断区,焊缝内部及表面缺欠是影响接头疲劳性能的主要原因。     

返修工艺对6005-T6铝合金型材搅拌摩擦焊接头性能的影响

在相同工艺参数下,对6005-T6铝合金型材双轴肩搅拌摩擦焊接头进行一次返修,并对其疲劳试件断口进行SEM扫描与分析。结果表明:返修后焊接接头的疲劳强度低于未返修焊接接头,随着应力的增大,从低应力区到高应力区,两种接头疲劳强度差异缩小;由升降法计算得未返修焊接接头疲劳极限为101.7 MPa,返修接头疲劳极限为75 MPa。断口分析表明:一次返修后疲劳试件未发现明显缺陷,断裂位置主要集中在母材,启裂区表面平滑,扩展二次裂纹少,疲劳纹清晰且粗大,终断区为韧性断口,可观察到大量浅韧窝。     

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。     

深冷处理对Ti-6Al-4V合金EBW焊缝组织及性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、室温拉伸及电化学腐蚀测试等方法,研究了不同深冷处理时间下对Ti-6Al-4V钛合金板电子束焊焊缝组织及性能的影响. 结果表明,焊缝组织以针状和网篮状组织为主,深冷处理不会导致焊缝中产生新相,只会引起其晶粒大小及形态的变化. 通过深冷处理所产生的冷缩挤压作用促使晶粒发生一定程度的转动和破碎,从而改变晶粒的微观应力状态,达到释放残余应力的目的. 与未深冷相比,深冷时间达到24 h时焊接接头的抗拉强度增加了4.0%,焊缝的耐腐蚀性能得到大幅提高,但对焊接接头的硬度影响较小.     

400 MPa超细晶粒钢焊接接头的强化工艺研究

分别通过表面机械强化和深冷处理对400 MPa级超细晶粒钢焊条电极手工焊焊接接头进行了强化处理,并对强化处理前后焊接接头进行了组织和性能分析.研究结果表明:400 MPa级超细晶粒钢焊条电极手工焊焊接接头确实存在着晶粒严重长大和强度下降现象;经表面机械强化后,400 MPa级超细晶粒钢焊接接头表面组织得到重新细化,焊接接头强度和韧性均有明显提高;经深冷处理后,焊接接头强度和韧性均有所提高,但效果不明显.     

6005A铝合金自动MIG焊接头疲劳性能的研究

采用自动MIG焊焊接6005A-T6铝合金。使用高频疲劳试验机对焊接接头的疲劳性能进行测试,绘制了S-N曲线,测定其疲劳极限,并对接头的疲劳断口和显微组织进行了分析,研究疲劳断裂的原因。结果表明:6005A铝合金接头的高周疲劳极限应力为105 MPa,S-N曲线拟合公式为σ_(max)=16167N_f~(-0.383);高应力状态的疲劳断口与静态拉伸断口相似,疲劳裂纹萌发区存在缺陷,在疲劳裂纹扩展区未发现呈放射性的扩展辉纹;低应力状态的断口疲劳也萌发于缺陷处,但存在大量扩展辉纹。焊缝组织较为均匀,但是热影响区的粗晶区和焊缝区晶界聚集的第二相对疲劳性能不利。     

镁合金钨极氩弧焊接头深冷强化机制

针对镁合金焊接接头软化问题,文中提出了AZ31镁合金TIG焊接接头深冷强化方法,进行了镁合金TIG焊接工艺试验和焊接接头的-160℃,8 h深冷处理试验;深冷处理使镁合金焊接接头抗拉强度从212.4 MPa提高到246.6 MPa;用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等观测了焊接接头深冷前后的微观组织与结构,分析了焊接接头深冷强化机理.结果表明,深冷处理使镁合金TIG焊接接头形成亚晶结构,第二相Mg17Al12颗粒弥散析出,提高了基体连续性,第二相颗粒数量增加,使接头组织细化并获强化,深冷处理使焊接接头的晶粒发生转动与位错转化为位错环,使接头组织产生孪晶,强化了焊接接头.     

热处理法及超声波冲击法对焊接接头残余应力及疲劳性能的影响

针对核电中常用的Q345B材料,焊后分别采用热处理法及超声波冲击法进行焊缝残余应力的消除试验,并对不同状态下焊接接头进行残余应力测试及及对接头疲劳性能测试,对比分析了不同处理方式下焊接接头残余应力的消除效果及对接头疲劳性能的影响。     

7B04铝合金搅拌摩擦焊S曲线控制与力学性能研究

针对7B04铝合金在FSW时易出现S曲线、接头强度偏低的问题,对3 mm厚7B04(O态)铝合金板材进行FSW焊接试验,通过焊缝S曲线形貌与成因的分析,针对其形成机制对焊接工艺进行了改进优化,发现优化后焊件S曲线缺陷可消除。力学性能测试和微观组织对比发现,有S曲线缺陷的焊缝强度198 MPa,消除S曲线后焊缝强度可提高到207 MPa。焊核区因发生动态再结晶,为细小等轴晶粒,热机热影响区、热影响区则因受热晶粒长大,晶粒尺寸大于母材。经固溶热处理后,新淬火应力状态下焊件抗拉强度可达到275 MPa,焊缝各区域晶粒尺寸均小于母材。通过断口扫描发现,热处理前,焊件断裂形式为韧性断裂,固溶处理后,断裂形式为第二相引起的晶内断裂和晶界断裂的混合型断裂形式。     

5E83铝合金TIG焊接头残余应力分布研究

采用X射线衍射法对5 E83铝合金TIG对接焊接接头进行表面残余应力测试,获得了焊接接头表面残余应力分布.对应力测试结果进行了处理,分析了对接接头残余应力分布的规律及影响铝合金焊接接头X射线残余应力测试的因素,探讨了残余应力的存在对接头性能的影响.结果表明,在接头纵截面上存在纵向应力及横向应力稳定区,纵向及横向应力最大值分别为69 MPa和125 MPa.接头横截面上,仅在焊缝及靠近焊缝区域存在拉应力,远离焊缝的区域处于压应力状态.     

转向架用SMA490BW钢焊接接头超高周疲劳性能

采用超声疲劳试验方法对SMA490BW钢焊接接头的超高周疲劳性能进行研究,通过X射线应力仪对焊接试样残余应力进行测试,采用扫描电镜对疲劳裂纹的萌生、扩展及疲劳断裂机理进行观察和分析. 结果表明,SMA490BW钢母材的疲劳性能远高于焊接接头,在1 × 108循环周次条件下,接头的疲劳强度为141 MPa,仅为母材的44.2%. 接头裂纹主要萌生于焊趾表面缺陷处,疲劳断裂机理表现为准解理断裂, 并伴有塑性变形痕迹. 焊趾处几何不连续造成的应力集中和焊缝及其附近区域一定的残余拉应力,以及接头各微区组织和性能的不均匀性,是导致焊接接头疲劳性能偏低的主要原因.     

Hastelloy C-276薄板激光焊接接头疲劳性能EI北大核心CSCD

对0.5 mm厚Hastelloy C-276薄板激光焊接接头进行疲劳试验,结合应力-寿命(S-N)曲线和疲劳断口形貌,研究母材及焊接接头的疲劳性能,分析母材和焊接接头的疲劳断裂机理。结果表明:0.5 mm Hastelloy C-276薄板焊接接头和母材的S-N曲线斜率基本相同,焊接接头疲劳性能和母材的基本相当;母材疲劳断口疲劳裂纹起源于试样侧表面,主要沿宽度方向扩展,随着应力的减小,疲劳源数目减少,疲劳裂纹扩展速率减小;焊接接头在母材和焊缝处随机断裂,焊接接头母材区断口形貌和母材断口形貌基本一致,而焊接接头焊缝区断口的疲劳裂纹起源于侧表面棱角处和焊缝表面,焊缝表面是主要疲劳源,裂纹主要沿厚度方向进行扩展,疲劳裂纹扩展区呈现出准解理断裂特征。