异种不锈钢搅拌摩擦焊对接接头组织和力学性能

利用搅拌摩擦焊技术成功制备了304/430异种不锈钢接头,分析了不同旋转速度下的焊缝表面形貌、接头组织结构和力学性能,并对接头的断裂行为进行了研究。结果表明:搅拌摩擦焊接过程中,提高旋转速度可以增加热输入,增强材料的流动性。旋转速度800 r/min,焊接速度30 mm/min时,焊缝成形良好,无沟槽和飞边,搅拌区奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢混合均匀,紊流清晰,实现良好的冶金结合;接头的抗拉强度为443.8 MPa,约为430铁素体不锈钢抗拉强度的80%;试样拉伸断裂在热力影响区,属于延性断裂。     

焊接速度对不锈钢薄板钨极氩弧焊接头组织性能的影响

用WSM-315逆变式数控直流脉冲氩弧焊机对304奥氏体不锈钢薄板进行无填丝钨极弧焊(TIG)焊接实验。采用光学显微镜、显微硬度计、万能试验机对焊接接头的组织及力学性能进行观察、测试及分析,研究不同焊接速度对304奥氏体不锈钢薄板接头组织性能的影响。结果表明:304不锈钢TIG无填丝焊接接头组织由奥氏体和δ铁素体组成,焊速对焊缝的δ铁素体的形态和数量有重要影响。随着焊接速度增大,焊缝区组织δ铁素体数量增大,晶粒紧密排列。随着速度变快,焊缝硬度逐渐增加,断后伸长率先减后增。     

钢结构复合板焊接接头的组织与性能研究

采用手工电弧焊+埋弧焊多层多道次复合焊对304不锈钢/Q235钢结构复合板进行焊接,研究了焊接接头中母材、焊缝和复层的显微组织、元素分布、硬度分布和断口形貌。结果表明,复合板焊接接头组织中未见气孔、夹杂等缺陷,复层焊缝中的铁素体在细小奥氏体晶粒间呈网状分布;复层中从焊缝至母材的Cr元素和Ni元素含量逐渐降低,焊缝区域中的Cr和Ni的含量都高于母材;经过多道次复合焊接后的焊接接头的强度满足不锈钢复合板抗拉强度大于或者等于396 MPa的要求,拉伸断口呈现出韧性断裂特征。     

机床用铝合金/不锈钢的异质搅拌摩擦焊工艺

采用不同工艺参数下的搅拌摩擦焊对接焊方法,进行了机床用6063铝合金/304L不锈钢的异质焊接试验,并进行了接头的X光无损检测以及显微组织和力学性能测试。结果表明,搅拌头旋转速度500~650 r/min、焊接速度155~185 mm/min时可获得良好的焊接接头;接头抗拉强度可达139 MPa,达到6063铝合金母材抗拉强度的67%,达到304L不锈钢母材抗拉强度的17%。搅拌头旋转速度优选550 r/min、焊接速度优选180 mm/min。     

2205双相不锈钢厚板TIG焊工艺研究

采用不同焊接参数对16 mm厚2205双相不锈钢进行TIG多层多道焊,焊后对焊接接头显微组织和冲击韧性进行了分析研究。结果发现,2205双相不锈钢焊接接头组织为奥氏体+铁素体,多层多道焊有助于铁素体内二次奥氏体γ_2的生成;焊接接头中焊缝金属和热影响区的铁素体含量与热输入量成反比;在-40℃对焊接接头进行冲击试验,低韧性焊接接头的冲击断口形貌为准解理断口、高韧性焊接接头的冲击断口形貌为韧性断口,焊接接头的韧度与铁素体含量成反比。     

2205双相不锈钢厚板TIG焊工艺研究

采用不同焊接参数对16 mm厚2205双相不锈钢进行TIG多层多道焊,焊后对焊接接头显微组织和冲击韧性进行了分析研究。结果发现,2205双相不锈钢焊接接头组织为奥氏体+铁素体,多层多道焊有助于铁素体内二次奥氏体γ2的生成;焊接接头中焊缝金属和热影响区的铁素体含量与热输入量成反比;在-40 ℃对焊接接头进行冲击试验,低韧性焊接接头的冲击断口形貌为准解理断口、高韧性焊接接头的冲击断口形貌为韧性断口,焊接接头的韧度与铁素体含量成反比。     

12Cr2Mo1R耐热钢/304不锈钢异种钢焊接

采用AA-TIG焊打底埋弧焊填充盖面的方法,进行了12Cr2Mo1R耐热钢和304不锈钢两种大厚板的对接焊研究。通过对焊接接头微观组织及元素分布的观察及对接头硬度、拉伸性能、冲击韧性和弯曲性能的测试,分析了接头的组织和力学性能。结果表明,不锈钢热影响区为奥氏体基体和少量带状铁素体;耐热钢热影响区为贝氏体和马氏体;焊缝为奥氏体和铁素体。线扫描分析发现不锈钢侧熔合区Fe, Ni元素变化较大,而耐热钢侧Fe, Ni, Cr元素明显变化;显微硬度结果显示,焊缝硬度在220 HV左右,耐热钢热影响区出现明显的硬化现象;接头的抗拉强度最高达到678 MPa,-30 ℃条件下焊缝及不锈钢和耐热钢热影响区的冲击吸收能量为132 J, 124 J, 241 J。     

基于大功率光纤激光器的不锈钢焊接工艺的优化

为了研究不锈钢激光焊接力学性能并提高焊接效率,采用2 k W光纤激光器的数控焊接系统,探讨了不同速度下光纤激光器焊接304不锈钢的深宽比变化情况,并以3 mm厚的SUS 304不锈钢薄板为研究对象,探讨了不同工艺参数(焊接速度和离焦量)下3 mm厚的SUS304不锈钢的焊接质量。结果表明,光纤激光器功率2 k W,离焦量-1 mm,焊接速度1.2 m/min,焊接保护气体氩气、流量30 L/min,成为焊接3 mm厚的SUS304不锈钢的最佳工艺参数,焊接接头抗拉强度约为母材的93%。     

根部未焊合对AZ31B镁合金搅拌摩擦焊接头性能的影响

针对厚4.3 mm的AZ31B镁合金短针设计搅拌摩擦焊接,研究工艺参数对根部未焊合率的影响,并通过接头组织与拉伸断口形貌分析,分析了根部未焊合对接头抗拉强度的影响。结果表明:焊接速度一定时,当搅拌头旋转速度超过临界值950 r/min时,随着转速的增加,接头根部未焊合率降低。当旋转速度一定时,焊接速度对接头未焊合率几乎无影响。所有拉伸试样均在根部未焊合界面处起裂并发生断裂,而焊合区断口呈现典型的韧脆混合断裂特征。此外,接头抗拉强度随着根部未焊合率的降低而升高,当旋转速度为1 180 r/min、焊接速度120 mm/min时,接头的抗拉强度达到最大值188 MPa,为母材强度的76.4%。     

1．4003不锈钢与0Cr18Ni9不锈钢焊接接头组织和力学性能

通过室温拉伸、室温弯曲、低温冲击、硬度试验以及金相分析对1.4003铁素体不锈钢与OCr18Ni9奥氏体不镑钢焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究.试验结果表明:采用MAG焊焊接的1.4003铁素体不锈钢与OCr18Ni9奥氏体不锈钢,其接头的抗拉强度不低于母材的,弯曲性能良好.接头1.4003钢侧HAZ的冲击性能较差,且随温度的降低,其冲击性能显著降低.焊缝为奥氏体+铁素体双相组织,OCr18Ni9钢侧HAZ为奥氏体组织,1.4003铜侧HAZ为晶粒粗大的单一铁素体组织.     

奥氏体304不锈钢钢管A-TIG焊接工艺研究

以Φ45 mm×8 mm规格奥氏体304不锈钢钢管为研究对象,采用A-TIG焊(添加活性剂的钨极氩弧焊)进行对接焊接工艺试验,研究不同焊接起始点对焊缝成型的影响,并检测外观质量符合要求的焊件的性能和微观组织等。分析认为:采用A-TIG焊接工艺焊接Φ45 mm×8 mm规格奥氏体304不锈钢钢管时,可在不开坡口、不填丝的情况下,实现一次性焊透,并达到单面焊双面成型的目的;焊缝组织为奥氏体+铁素体,其组织与未添加活性剂时的一致,但添加活性剂可明显改善组织性能;焊接接头的性能满足标准要求。     

不锈钢308LT1-1药芯焊丝焊接接头显微组织及力学性能研究

随着我国不锈钢产量和表观消费量的增加,不锈钢药芯焊丝高效自动化焊接成为发展趋势。观察了308LT1-1药芯焊丝所焊接头的金相显微组织,测试了焊接接头的抗拉强度和伸长率,对拉伸接头进行了断口形貌分析。结果表明,焊缝的金相显微组织主要为奥氏体和少量的铁素体组织;焊接接头抗拉强度达到581 MPa,伸长率达到40.4%,符合GB/T 17853—1999《不锈钢药芯焊丝》标准;断口形貌为韧性断裂。     

奥氏体不锈钢电子束焊接接头组织与性能研究

针对16 mm的304奥氏体不锈钢开展了电子束焊接研究,采用金相分析、扫描电镜、断口分析等测试方法对304不锈钢电子束焊接的焊缝形貌、组织、性能进行了研究。试验结果表明,采用电子束熔透焊接和散焦盖面工艺,可以获得性能优异的焊接接头。焊缝主要有细小的奥氏体、铁素体和少量均匀分布的渗碳体组成;熔合线上析出了大量的渗碳体,两侧组织尺寸形貌存在较大差别;热影响区组织形貌和母材相当,晶粒略有长大。焊缝在水平方向上显微硬度最高,与焊缝中奥氏体细小渗碳体分布均匀有关。焊接接头的抗拉强度达到632 MPa,为母材强度(650 MPa)的97%以上,焊缝和热影响区的冲击吸收功高于母材,表现出优于母材的良好韧性,断口表面发现大量韧窝聚集,这些表明焊缝具有良好的塑性。     

焊接速度对高强镀锌钢板激光焊接头组织和性能的影响

采用激光焊接的方法对1.5 mm厚的DOGAL 800DP高强度镀锌钢板进行对接焊,通过用金相显微镜对接头显微组织进行观察,用万能拉伸试验机对接头抗拉强度及伸长率进行测试,研究了焊接速度对其焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明,焊缝组织主要为贝氏体+少量的先共析铁素体及侧板条铁素体,热影响区组织主要为板条马氏体+贝氏体,马氏体含量明显高于焊缝;随着焊接速度提高,焊缝中铁素体含量减少,马氏体含量增加,热影响区组织细化,接头抗拉强度和伸长率均先升高后降低,当焊接速度为0.8 m/min时强度最高,1.0 m/min时伸长率最大;焊接速度高于1.2 m/min或低于0.6 m/min都不利于获得力学性能优良的焊接接头,当焊接速度为1.0 m/min时,接头具有最佳强塑性匹配。     

焊接速度对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响

采用不同的焊接速度对5 mm厚6082-T6铝合金板材进行搅拌摩擦焊接,考察焊接速度对接头宏观形貌、微观组织和力学性能的影响。结果表明,固定旋转速度为1200 r/min,焊接速度为40~200 mm/min时可获得无缺陷的接头,焊接速度提高到400 mm/min时在接头前进侧形成孔洞缺陷。焊核区发生了动态再结晶,形成细小的等轴晶粒。随着焊接速度的增大,焊核区平均晶粒尺寸减小,当焊接速度为200 mm/min时,焊核区平均晶粒尺寸为3.8μm。抗拉强度随着焊接速度的增大先增大后减小,当焊接速度为200 mm/min时,接头的抗拉强度达到最大值236 MPa,为母材的74.0%,断后伸长率为6.3%,断裂发生在后退侧热影响区,断裂机制为韧-脆混合型断裂。     

一种新型镍基耐蚀合金与304奥氏体不锈钢异种金属焊接接头的组织和力学性能

对一种新型镍基耐蚀合金(X-2#)与304奥氏体不锈钢手工氩弧焊接接头进行拉伸性能和硬度的测试,并结合OM,SEM和EDS等手段,系统研究了焊接接头的组织和力学性能.结果表明,X-2#/304异种金属焊接母材晶粒尺寸为40~65 mm,有利于异种钢的焊接;X-2#合金一侧熔合区未发现焊接缺陷,而304奥氏体不锈钢一侧有铁素体析出,铁素体中富Cr贫Ni;重熔区附近与靠304奥氏体不锈钢一侧的热影响区晶粒长大严重.X-2#/304异种金属焊接接头热影响区的Vickers硬度最小.X-2#/304焊接接头室温拉伸断裂位置在焊缝区,而高温拉伸断裂位置在304奥氏体不锈钢基体.由于Al,W和Mo元素的强化作用,X-2#合金的高温力学性能优于304奥氏体不锈钢.     

06Cr25Ni20奥氏体不锈钢钢管焊接接头的组织和性能

通过拉伸和维氏硬度测试以及金相分析,对8 mm厚的06Cr25Ni20奥氏体不锈钢钢管焊接接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明:采用?2.5 mm H0Cr26Ni21焊丝进行TIG打底焊、?4 mm A402焊条进行SWAW填充焊和盖面焊的焊接接头性能良好,焊缝区和热影响区硬度都略高于母材;焊缝组织为奥氏体+少量铁素体组织,热影响区为粗大奥氏体组织;拉伸断裂于母材区域,为韧性断裂;并且焊接接头的抗拉强度高于母材抗拉强度,能达到560MPa。     

建筑用C-Mn钢激光-电弧复合焊接接头的组织与力学性能研究

采用三种不同焊接速度对8 mm厚的800 MPa级建筑用C-Mn钢板进行激光-电弧复合对接焊试验,研究了焊接速度对焊接接头的成形、显微组织、显微硬度和冲击性能的影响,并对冲击断口形貌进行了观察。结果表明,三种不同焊接速度下的焊接接头成形较好,没有出现焊接飞溅、焊渣等;随着焊接速度的增加,焊接接头上下表面的宽度都呈现逐渐减小的趋势;当焊接速度为120、90 cm/min时,焊缝区上部、中部和下部的显微组织都为板条马氏体,而焊接速度为60 cm/min时,焊缝上部组织为板条马氏体+少量贝氏体,中部为粒状贝氏体,下部为先共析铁素体和针状铁素体;不同焊接速度下焊接接头热影响区和焊缝区的冲击功都要高于母材,焊接速度为120、60 cm/min时的冲击断口表现为准解理断裂特征,而焊接速度为90 cm/min时的冲击断口表现为韧性断裂特征。     

中厚度高氮钢激光-MIG复合焊接头组织与性能研究

采用激光-MIG复合焊接方法,对20 mm厚的高氮奥氏体不锈钢板进行对接焊,分析了焊接接头的组织、硬度、力学性能及断口形貌。结果表明,复合焊接热影响区和焊缝组织均为奥氏体和少量δ-铁素体,热影响区较窄,软化区较小,硬度较为均匀;焊接接头抗拉强度达到母材的93.8%,断裂于焊缝区,拉伸断口形貌为明显的韧窝状。     

焊接速度对AA6082搅拌摩擦焊接头根部 缺陷及性能的影响

研究了不同焊接速度对5.1 mm厚6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头根部缺陷及性能的影响.采用光学显微镜观察了不同参数下接头根部缺陷形貌并对不同焊接速度下的接头进行了拉伸和弯曲试验.结果表明,随着焊接速度的不断增加,接头根部未焊透缺陷倾向变大,接头软化区部位最低硬度值逐渐增高.焊接速度由50 mm/min增大到400 mm/min时,接头抗拉强度逐渐增加.进一步增大焊接速度到600 mm/min时,由于根部未焊透缺陷的严重性变大,造成接头强度下降.在软化区是接头薄弱区的条件下,其尺寸较小的根部缺陷不影响接头抗拉强度.但是对接头的抗弯强度有显著的不利影响.