退火对TC18钛合金电子束焊接接头组织与力学性能的影响

采用普通退火和去应力退火两种退火工艺对TC18钛合金电子束焊接接头进行焊后热处理,研究了退火处理对焊接接头显微组织、拉伸性能和冲击性能的影响,并将接头的性能与母材的进行了对比。结果表明:与去应力退火相比,普通退火后,显微组织中的α相含量减少,β相含量增多,接头的强度降低,塑性更高;两种方式退火后,母材和焊接接头的拉伸性能相差不大,但母材的冲击性能优于焊接接头的。     

热处理工艺对Ti2AlNb惯性摩擦焊接头组织及性能的影响

针对Ti_2AlNb合金惯性摩擦焊接接头开展了热处理工艺试验研究,分析了不同热处理工艺对焊接接头组织及力学性能的影响。研究表明,固溶态母材由α2、B2和O相构成,α2相呈球状或块状分布于B2相晶界上,O相呈棒状平行或交叉分布于B2相晶粒内部;固溶+单时效态合金母材由B2+O两相组成。焊态下的接头焊缝区及热力影响区基本为B2相组织,双时效处理后大部分B2相转变成晶界网状O相+晶内针状及块状O相组织,单时效处理的接头焊缝区及热力影响区晶界基本无O相组织存在,B2相晶内转变为细密层片状B2+O相共析组织。三种热处理状态的接头各区域显微硬度分布基本一致,焊后双时效提高了O相组织的析出而起到强化作用并提高了接头的显微硬度。焊前为固溶态+焊后双时效处理的接头室温抗拉强度最高且为1 193 MPa;焊后双时效处理的接头室温拉伸断口以准解理断裂为主,焊后单时效处理的接头室温拉伸断口以解理断裂为主,且解理小平面尺寸较大,抗拉强度稍低。焊前为固溶态+焊后双时效处理的接头在650℃高温下的抗拉强度依然最高且为986MPa,断口上能够观察到较浅的韧窝,为沿晶的韧性断裂;焊前为固溶态+时效处理的接头断口形貌基本相同,接头断裂形式以解理断裂为主,并含有少量的准解理断口。     

FV520(B)钢异种钢焊接接头的组织和性能研究

通过拉伸试验、示波冲击试验和硬度试验,对两种焊后热处理（850℃油淬＋560℃时效、850℃油淬＋600℃时效）下的沉淀硬化不锈钢FV520（B）/低碳调质钢18CrMnMoV异种钢焊接接头的组织和力学性能进行了研究,结果表明：两种焊接接头中,焊缝组织粗大,硬度最高,韧性最低;600℃时效处理后的焊缝和两种母材的硬度均低于560℃时效处理后的焊接接头的相应位置的硬度,但前者的韧性高于后者;在两种焊接接头中的FV520（B）母材侧热影响区均存在软化区,这是导致两种焊接接头在拉伸试验中均断裂于该位置的主要原因;600℃时效的焊接接头具有比较合理的综合力学性能。     

焊后热处理对2A14高强铝合金电子束焊接头组织及力学性能的影响

轻质化的需求使得人们把关注的焦点集中于轻质材料,高强铝合金作为钢结构材料的最佳替代品,受到越来越广泛的关注,利用电子束焊接高强铝合金,为获得性能优良的2A14高强铝合金电子束焊接接头,采用焊后热处理,通过组织观察(光学显微镜和扫描电镜)、维氏硬度测试、接头拉伸性能测试等方法研究焊后热处理对2A14电子束焊接接头显微组织和性能的影响。结果表明,通过焊后热处理,焊缝中心原晶界分布的网状共晶组织回溶于基体组织中消失,焊缝内部析出大量弥散强化项,基体强化效果增强,显微硬度显著升高,由焊态下低于母材硬度直接升高至超过母材硬度。接头抗拉强度由原来的355MPa提高到465 MPa,超过了母材强度。接头断裂均发生在焊缝,由断口分析发现热处理后接头韧性增强,韧窝深度增加,且有第二相质点出现。     

焊后热处理对BHW35钢焊接接头组织性能的影响

对采用E7015-D2焊条焊制的BHW35钢厚壁对接焊接接头分别采取不同冷却速度的焊后热处理制度,进行了弯曲、拉伸、冲击韧性等力学性能、金相组织及扫描电镜断口分析对比,指出采用正火＋回火空冷＋消应力退火热处理能使焊接接头组织及强韧性满足使用要求,而缓冷工艺使母材性能不能很好恢复,接头横向拉伸强度低于母材规定值的下限,冲击韧性低于空冷工艺,抗裂纹扩展能力下降。断口特征佐证了上述结果。     

汽车下摆臂断裂失效分析

采用OM、SEM、光谱仪等设备对下摆臂焊合件的焊接接头及母材显微组织、断口显微形貌和材料的化学成分进行了分析,发现焊缝中存在根部裂纹及焊缝边缘存在未熔合缺陷。由于焊接工艺不当,导致下摆臂在焊接接头中形成冷裂纹,在服役应力的作用下,疲劳裂纹扩展,最终导致下摆臂断裂失效。结果表明:通过焊接工艺的改进,增加焊后去应力退火,可降低冷裂纹风险。     

G20Mn5铸钢MAG焊接接头的组织与力学性能

采用单面两道焊方式对8 mm厚G20Mn5铸钢板进行熔化极活性气体保护电弧(MAG)对接焊,研究了接头的显微组织、硬度、拉伸性能、疲劳性能。结果表明:接头表面成形良好,无明显的焊接缺陷;接头由母材、热影响区、焊缝组成,其中热影响区可分为不完全正火区、正火区和过热区;由母材到焊缝中心,接头硬度整体呈先升高后降低的趋势,熔合处的硬度最高,达到70HRB左右,焊缝的硬度为55～60HRB,略高于母材的;接头的抗拉强度明显高于母材的,而断后伸长率低于母材的;接头的高周疲劳强度与母材的相当,且断裂位置均位于热影响区。该接头的性能满足设计要求。     

西气东输二线工程X80钢管半自动焊工艺研究

以西气东输二线工程用X80钢管为研究对象,通过焊接接头横向拉伸试验,焊缝和热影响区（HAZ）冲击韧性试验,焊缝和HAZ不同焊层显微组织分析,以及焊接接头不同焊层Hv10硬度试验等手段,研究了低氢型焊条根焊和自保护药芯焊丝半自动填充、盖面组合焊接工艺的环焊缝的焊接接头性能。试验结果表明,选择韧脆转变温度较低的自保护药芯焊丝、采用较小的焊接热输入量和多层多道的焊接措施等因素,对于保证X80钢管环焊接头的性能是至关重要的。采用低氢焊条根焊、自保护药芯焊丝半自动焊进行X80钢管焊接时,焊接接头的强度、-10℃低温冲击韧性和硬度等性能良好．该工萝应用于西气东输二线工程的焊接旆工是可行的．     

焊后热处理对30CrMnSiNi2A钢电子束焊接件疲劳行为的影响

电子束局部热处理是一种新型的热处理方式，探讨其对电子束焊接接头组织和疲劳性能的影响规律具有十分重要的实际意义。文中采用CT(紧凑拉伸)试样，对30CrMnSiNi2A钢电子束焊接后焊态、焊后炉内整体热处理和电子束局部热处理三种焊接接头焊缝与母材的疲劳裂纹扩展速率进行试验研究；并测定上述两个部位的门槛值。结合金相组织分析，讨论焊后热处理对接头疲劳行为的影响。试验结果表明，电子束局部热处理和整体热处理都能够在一定程度上改善焊接接头的组织和近门槛值处抗疲劳裂纹扩展的能力。由于电子束局部热处理具有方便、省时、节省能源和提高生产率的优点，因而具有较大的应用潜力和研究价值。     

搅拌摩擦焊接2195-T8铝锂合金接头的室温和低温拉伸性能

在不同焊接速度(100～300mm·min-1)下对2mm厚2195铝锂合金板进行搅拌摩擦焊接,研究了焊接速度对接头室温和低温(-183℃)拉伸性能的影响,以及从室温到低温接头与母材拉伸性能变化的差异。结果表明:不同焊接速度下接头的低温屈服强度和抗拉强度均高于室温的,当焊接速度为200mm·min-1时接头的室温和低温拉伸性能最好;从室温到低温,接头的抗拉强度和塑性增幅高于母材的,低温下接头拉伸性能的提高程度高于母材的;随着焊接速度的增大,拉伸断裂位置由焊核区近后退侧处转移到之字线处。     

镍基合金低温碳钢复合管焊接接头性能研究

采用GTAW打底+SMAW填充的焊接,在接焊试验中是进行镍基合金低温碳钢复合管的对接,焊后再进行焊接接头的弯曲、宏观、拉伸等试验,并进行微观金相、化学成分等分析。其试验结果显示,焊接接头具有良好的力学性,奥氏体组织具有单一性是焊缝显微组织,无有害的第三相存在;焊缝晶间平均腐蚀速率为0.5257mm/年,表明焊接接头具有良好的耐腐蚀性能。     

T92/TP347H异种钢焊接接头的组织结构和力学性能

采用ERNiCr-3和ERNiCrMo-3两种镍基焊丝,GTAW法实现T92/TP347H异种钢管焊接。研究了接头的显微组织结构、熔合区(线)两侧的成分分布和接头的力学性能,以及焊后热处理对接头组织结构及力学性能影响等。结果表明:T92/TP347H异种钢接头T92侧热影响区(HAZ)主要由过热区、粗晶区及细晶区构成;TP347H侧HAZ没有明显晶粒长大的现象,但晶界、晶内有碳化物析出。两种焊丝焊接的T92/TP347H异种钢接头拉伸断裂面位于TP347H侧母材,焊缝强度较高;ERNiCrMo-3焊接接头的强度高于ERNiCr-3焊接接头,但塑、韧性不如后者。750℃,30 min焊后热处理,有助于降低T92侧HAZ硬度,改善接头的综合力学性能。     

12Cr2Mo1R钢焊条电弧焊焊接接头的性能

采用焊条电弧焊工艺用奥氏体A302焊条对12Cr2Mo1R钢进行焊接,焊后对焊接接头进行425℃保温370h的热处理;对焊接接头进行了显微组织观察、能谱分析、物相测定和高温拉伸、冲击试验。结果表明:焊缝区组织为奥氏体、δ铁素体和少量碳化物;焊接接头高温拉伸屈服强度比母材的大,焊缝区的冲击功比母材的低;在焊缝区产生了少量脆性碳化物(M23C6型)和铁-铬新相,造成焊缝区的脆性比母材的增大。     

304/304L不锈钢TIG焊两种搭接接头的组织及力学性能

搭接接头焊缝在实际工况中存在受拉力和剪切力两种受力状态,其力学性能的差异对工程应用中选取焊缝形式有重要意义。对不锈钢304及304L进行钨极惰性气体保护焊(TIG焊),研究了两种样件焊接接头的显微组织、硬度、拉伸性能和疲劳特性。结果表明:两种搭接形式下的焊接接头从母材到焊核,可根据晶粒类型和大小分为7个区域。焊缝受拉力样件的断裂延伸率为19.3%,在接头区域两种组织过渡处断裂;受剪切力样件的断裂延伸率为12.7%,在材料尺寸变化、应力集中处断裂。焊缝受拉力样件断裂韧性、抗拉强度和疲劳性能更强,结构尺寸变化和应力集中对受剪切力样件力学性能的影响较大。     

VM12与奥氏体异种钢焊接接头组织和力学性能研究

采用热丝TIG焊分别对VM12/S30432和VM12/HR3C进行焊接工艺试验。对异种钢焊接接头进行拉伸、弯曲和硬度试验,并利用光学显微镜分析了焊接接头的微观组织。结果表明:两种异种钢焊接接头的延展性能良好,焊接接头力学性能和硬度值均在理想范围内。两类焊接接头焊缝及母材组织均为正常组织,热影响区及母材未出现δ铁素体等高温组织,焊缝与母材间界面清晰。焊接接头焊缝组织致密,呈典型的树枝晶结构,且枝干的位向较为一致,近似柱状晶生长形态。     

TA15M钛合金电子束焊接工艺

针对66mm厚TA15M钛合金件的真空电子束焊接,从焊接工艺、材料、机械性能进行系统性分析,研究了不同焊接工艺参数对接头组织、力学性能及残余应力状态的影响,提出了合理的焊接工艺。试验结果表明:随着焊接速度加快,焊缝及热影响区宽度减小,焊接残余应力呈降低趋势;焊缝抗拉强度接近母材,焊后普通退火(800℃×2.5h,AC)热处理可使TA15M钛合金电子束焊接快速热循环造成的亚稳态组织(α'、亚稳β)充分分解,使焊缝硬度、强度和塑韧性均有很好的表现。     

AZ31B镁合金TIG焊焊接接头的疲劳性能

对8 mm厚AZ31B镁合金板及其三种TIG焊焊接接头的静载拉伸性能和疲劳性能进行试验研究。试验结果表明AZ31B镁合金母材的静载抗拉强度为245.50 MPa,TIG焊对接接头、纵向角接接头和非承载十字接头的静载抗拉强度分别为193.55 MPa、229.89 MPa、227.39 MPa。脉动循环(r = 0)疲劳试验表明,在2×106循环次数下,AZ31B镁合金母材的疲劳强度为57.81 MPa,为其静载抗拉强度的23.5％。相同循环次数下,AZ31B镁合金TIG焊对接接头、纵向角接接头和非承载十字接头的疲劳强度为24.60 MPa、20.14 MPa、17.25 MPa,分别为母材疲劳强度的42.6 %、34.8 %和29.8 %。按照国际焊接学会的规范,发现镁合金焊接接头的疲劳级别FAT仅为相应铝合金接头疲劳级别FAT的一半。由此看来,疲劳性能是影响镁合金在承受动态载荷结构中应用的主要因素之一。     

2195铝锂合金火箭贮箱焊接接头强度分析

为确定火箭贮箱搅拌摩擦焊(FSW)焊接接头疲劳寿命,完成对贮箱结构的疲劳分析,对2195铝锂合金母材标准试件与搅拌摩擦焊焊接接头标准试验件进行静力试验与常幅疲劳试验,得出母材与FSW焊接接头的拉伸强度等力学性能参数,同时绘制其S-N曲线。在试验数据基础上,应用ABAQUS软件对贮箱进行静力分析,联合NCODE软件估算贮箱模型在给定工况载荷下的疲劳寿命。结果表明：应力最严重位置为筒段焊缝处,最先破坏位置发生在筒段横竖焊缝交接处。在疲劳寿命分析的基础上应用ABAQUS-FRANC3D软件联合仿真,在焊缝破坏位置处插入角裂纹,模拟三维裂纹扩展,当裂纹扩展为穿透裂纹时,计算终止。计算了三维表面裂纹的应力强度因子和裂纹扩展寿命,为贮箱损伤容限提供了评估思路。     

厚板5083铝合金搅拌摩擦焊接头沿厚度方向组织与力学性能

目前,国内外对100 mm以上厚度的铝合金搅拌摩擦焊研究较少。针对110 mm厚5083铝合金(o态)板材进行搅拌摩擦焊双面对接试验。焊后试样进行焊缝表面渗透检测、接头力学性能检测,对焊缝横截面、拉伸试样断口进行光学显微镜金相组织观测、扫面电镜观测。结果表明,试验所得焊接接头质量良好,焊缝表面无渗漏,焊缝内部没有孔洞、隧道等缺陷;试样抗拉伸强度平均值达到母材的98%以上,屈服强度平均值达到母材90%以上,伸长率平均值分别达到母材的75.5%和82.4%,抗拉伸强度沿厚度方向呈现先降低后升高的“V”型趋势;焊缝横截面微观组织无缺陷,晶粒分布均匀并有Mg元素富集相析出;接头断裂机制为混合断裂,从焊缝表面至底部,断裂机制由韧性断裂向脆性断裂趋势发展。试验将110 mm厚铝合金搅拌摩擦焊接头沿厚度方向进行性能分析与研究。     

D6A超高强钢厚壁管件的电子束焊接

对D6A超高强钢细长厚壁管件作电子束焊工艺试验 ,通过优化参数 ,采取有效的措施 ,改善焊缝成型 ,解决D6A钢焊接易产生裂纹、气孔等缺陷的问题 ;制定了合适的焊后热处理工艺 ,焊接接头综合性能优良 ,强度略高于母材 ,塑、韧性指标略低于母材