高强低合金钢电子束焊接接头的组织与性能研究

采用电子束焊接了厚度为9 mm的15CrNi3MoV高强低合金钢试板,焊接接头成形良好,无内部缺陷,经热处理后焊接系数达到0.98以上。通过研究焊接接头组织和力学性能,发现热处理后,接头组织以贝氏体组织为主,在焊缝和热影响区粗晶区中出现索氏体组织,热影响区的细晶区存在粒状贝氏体组织,焊接接头的冲击韧性与母材相比得到提升;散焦修饰使原始焊缝的柱状晶碎化,能够改善焊缝处的显微硬度。     

NM360钢与Q345钢异种钢焊接接头组织与性能研究

为了解NM360钢与异种钢焊接应用过程中焊接接头的力学性能,本文对NM360调质钢和Q345热轧钢采用气体保护焊进行异种钢焊接,对焊接接头进行了力学性能试验及微观组织观察,并分析了NM360钢ICHAZ的软化机理.研究表明:Q345热轧钢焊接接头CGHAZ组织为贝氏体+魏氏组织,为HAZ硬度值最高的区域,FGHAZ和ICHAZ组织为P+F;NM360调质钢焊接接头CGHAZ组织为低碳马氏体,FGHAZ组织为低碳马氏体+少量的粒状贝氏体,晶粒细小,为HAZ硬度值最高的区域,ICHAZ组织为回火马氏体+铁素体+粒状贝氏体,铁素体组织是造成ICHAZ硬度值大幅度降低的原因.     

低碳贝氏体钢双面埋弧焊接头的组织和低温韧性

对低碳贝氏体钢进行双面埋弧焊焊接,并用光学显微镜和PSW750型示波冲击试验机对焊接接头进行表征,研究了钢的显微组织和低温韧性。结果表明:低碳贝氏体钢双面埋弧焊后,焊缝区的组织为针状铁素体和粒状贝氏体;HAZ的组织为贝氏体铁素体和粒状贝氏体;HAZ熔合线附近的硬度最高,远离熔合线硬度降低并逐渐接近母材金属的硬度;随着温度的降低焊接过程中的凝固偏析、高度集中的位错源来不及松弛应力集中以及分布在晶界上的Ti、Mo等微合金元素形成的碳氮化物,导致焊接接头焊缝区和HAZ韧性降低并在-20℃和-60℃发生韧脆转变。     

闪光留量对510MPa级车轮钢闪光对焊接头组织与性能的影响

对不同闪光留量条件下510CL车轮钢闪光对焊接头组织和性能进行研究。结果表明:焊接热影响区含界面区、粗晶区、重结晶区、部分重结晶区四个部分,其中界面区维氏硬度最高,峰值硬度范围为201~219HV。闪光留量较小时,界面区主要为块状铁素体与粒状贝氏体;闪光留量适中时,界面区出现力学性能优异的针状铁素体组织;闪光留量过大会使接头处产生的热量过大,此时界面区主要为力学性能较差的魏氏体与粒状贝氏体组织,并出现错边现象。闪光对焊错边与魏氏体组织过多是焊接接头断裂的主要原因,为了获得性能良好的闪光对焊接头,闪光留量的合理设计范围为3.5~5.5 mm。     

高强度贝氏体钢板不同焊接方法接头的组织和性能

利用二氧化碳保护焊、埋弧焊、手工电弧焊研究了高强度贝氏体钢板焊接接头的组织和力学性能.结果表明:二氧化碳保护焊焊后不热处理接头焊缝组织为贝氏体、少量铁素体和珠光体,热影响区为新型贝氏体组织;手工焊焊后不热处理焊缝组织主要为块状铁素体和少量珠光体,热影响区组织为新型贝氏体组织;埋弧焊焊后不热处理焊缝部分组织为针状铁素体,熔合线结合良好,组织分布均匀,晶粒细小,热影响区组织为新型贝氏体.各种焊接方法焊接接头具有良好的强韧性.     

高强度结构钢及其接头热影响区的疲劳及断裂性能分析

采用焊条电弧焊对48 mm厚高强度结构钢进行焊接,对焊接接头热影响区疲劳裂纹扩展门槛值ΔK_th、裂纹扩展速率da/dN和断裂韧度K_IC进行研究并与基体进行对比。结果表明,在室温下,焊接接头热影响区具有更好的疲劳和断裂性能;随着与熔合线距离的增大,热影响区的组织依次为粗大板条状贝氏体+奥氏体薄膜、细粒状贝氏体、回火索氏体+细粒状贝氏体,硬度逐渐下降;在室温下,焊接接头热影响区和基体冲击韧性均位于上平台。热影响区的残余奥氏体薄膜和硬度较高的贝氏体是影响其疲劳和断裂性能的重要因素。      

冷却条件对超级钢焊接接头组织和性能的影响

400MPa级超级钢主要特征是高洁净度和超细晶粒组织。采用钨极氩弧焊对400MPa级超级钢施焊,并对其空冷和水冷两种冷却方式下的显微组织和力学性能进行分析。结果表明,空冷条件下焊接接头热影响区（HAZ）晶粒严重长大、强度下降,并出现软化区;焊接过程采用喷水冷却加快了冷却速度,有效抑制了焊接接头热影响区晶粒的长大,改善了接头组织,提高了贝氏体和低碳马氏体的含量,进而改善了接头的综合力学性能,满足实际焊接要求。     

转向架构架焊接接头的组织与性能

采用工艺试验,力学性能试验以及光镜、电镜等显微分析等方法对转向架构架焊接接头的组织形态和力学性能进行了研究,确定了焊接接头各区的组织形态和力学性能的变化情况。研究结果表明,利用(Ar CO2)混合气体保护焊焊接Q345E钢时,焊缝组织主要为先共析体素体、针状铁素体和珠光体,热影响区组织主要为先共析铁素体、珠光体和粒状贝氏体,焊接接头具有良好的力学性能。     

焊接方法对X90管线钢焊接接头性能的影响

目前,关于焊接方法对X90管线钢焊接接头组织性能的影响相关报道较少。采用手工电弧焊(SMAW)、熔化极气体保护焊(GMAW)、埋弧焊(SAW)3种焊接方法对X90管线钢进行对接焊。利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)对焊接接头及冲击断口进行显微组织及成分分析,分析了焊接方法对X90管线钢焊接接头组织性能的影响规律。结果表明:焊缝区组织主要为粒状贝氏体和针状铁素体;SMAW粗晶区组织主要为多边形铁素体、粒状贝氏体及M/A组织,GMAW和SAW粗晶区组织主要为粗大的铁素体、粒状贝氏体及板条贝氏体;3种焊接接头硬度分布趋势一致,盖面层硬度最高;SMAW、GMAW和SAW焊接接头抗拉强度依次为714,771,790 MPa,断后伸长率依次为23.3%,22.9%,20.0%;SAW与GMAW熔合线处20℃冲击吸收功比SMAW高约40 J,断裂机制为微孔聚集型,在韧窝底部有金属碳化物粒子析出。     

矩阵法对焊接接头硬度值分布的分析研究

为解决标线法对50 mm厚EQ47调质态钢板多层多道焊接接头维氏硬度测试的局限性,采用一种矩阵测试方法,通过对焊接接头进行详细的微区硬度测试,并根据硬度值绘制硬度等值线图,结果显示该方法可以直观显示焊接接头的硬度值分布以及各硬度值区域所占比例;同时对硬度等值线图上不同硬度值区域的显微组织和微区成分进行较深入的分析和研究。结果表明:不同位置硬度值的差别与显微组织有关,与元素的分布基本无关,该方法既能定性又能定量进行硬度值分布表征,更加有利于对焊接接头的组织及力学性能进行分析。     

20Cr钢与B级钢焊接接头的组织和性能

采用低温冲击试验、拉伸试验、硬度试验以及金相分析等方法对ER50-6焊丝气体保护焊焊接20Cr钢与B级钢焊接接头的显微组织和性能进行了研究.结果表明,用ERS0-6焊丝气体保护焊焊接20Cr钢和B级钢可获得性能良好的焊接接头,其接头的强度不低于B级钢.焊缝组织为网状分布的先共析铁素体及少量无碳贝氏体;20Cr钢侧近缝区有无碳贝氏体及少量板条马氏体;在B级钢侧热影响区的块状铁素体基体上有少量粒状贝氏体.     

590 MPa级高强钢双面双弧立焊焊缝组织性能

为研究590 MPa级高强钢双面双弧工艺得到的焊接接头组织与性能的关系,采用钨极氩弧焊(TIG)与熔化极气体保护焊(MAG)方法获得成型良好的焊接接头,经过拉伸、冲击、弯曲试验及光学显微镜、扫描电镜、EBSD分析,对590 MPa级高强钢双面双弧立焊打底焊与盖面焊焊接接头的组织及性能进行了研究.结果表明:打底焊缝组织主要为贝氏体,盖面焊缝组织以贝氏体与针状铁素体为主;打底焊缝经历过一次热循环后组织得到一定程度的细化;打底焊缝硬度值与盖面焊缝相近,盖面焊缝热影响区最高硬度值高于打底焊缝热影响区最高硬度;2 mm坡口间隙性能较5 mm坡口间隙有较大提高,2 mm坡口间隙断口以韧窝断裂为主,5 mm坡口间隙断口以解理断裂为主.     

TC1 电阻微焊接接头显微组织及力学性能

目的 研究不同工艺参数（焊接电流、焊接时间）对金属箔材精密电阻微焊接头机械性能的影响。方法 采用电阻微焊接技术对0.05 mm 厚的TC1 箔材进行点焊连接试验,通过拉伸-剪切试验对焊接接头进行力学性能检测,利用硬度网格法结合金相观察,对焊接不同区域进行有效预测。结果 当焊接电流为400 A时,焊核直径随着焊接时间的增加而明显增大,而采用更高的焊接电流时,焊接时间对焊接直径没有显著影响。焊点接头的剪切力随着电流的增大而增大;在所有参数条件下,过长焊接时间都造成了焊点接头剪切力不同程度的减小。此外,由于微观组织的变化,不同焊接区域显现出不同硬度值,其中焊核硬度>母材硬度>热影响区硬度。结论 焊接电流对TC1 电阻微焊接接头力学性能影响较大;硬度网格法可以有效预测焊接不同区域。     

车用TRIP590钢光纤激光焊接接头组织与性能研究

为了促进先进高强钢激光焊接技术的发展,采用光纤激光器对1.5mm厚的TRIP590钢板进行焊接,对焊接接头的微观组织、硬度以及拉伸性能进行了研究,分析了焊接速度对组织、性能的影响。结果表明:焊缝组织主要为板条状马氏体,热影响区可分为完全淬火区和不完全淬火区。焊接接头硬度分布不均匀,在热影响区或焊缝处硬度最高。随着焊接速度提高,热影响区马氏体含量增多,贝氏体含量减少,热影响区和焊缝组织变得细小。焊接速度为3~5m/min时,拉伸试样均断裂在母材,断后延伸率均超过30%,随着焊接速度提高,断后延伸率也有所提高,强塑积(PSE)均在20000MPa%以上,拉伸变形过程中相变诱发效应显著,大部分残余奥氏体转变为马氏体,在提高材料塑性的同时也提高了强度,实现了高强度和高塑性的统一。     

热轧D级船用钢板焊接接头的力学性能与显微组织

采用CO2气体保护焊法对16mm厚的热轧态D级船用钢板进行焊接,通过拉伸、冲击和金相检验等试验方法对焊接接头的力学性能与显微组织进行了研究。结果表明：采用YCJ501-1焊材对D级船用钢板进行焊接时,接头具有较高的抗拉强度和较好的低温冲击韧性;焊缝组织主要为针状铁素体、先共析铁素体和少量粒状贝氏体;热影响区组织主要为铁素体、珠光体和少量针状铁素体,针状铁素体的存在是接头具有良好力学性能的主要原因。     

L360QCS微合金钢焊接接头抗SSCC性能分析

经过反复焊接工艺试验,确定了合理的L360QCS微合金钢焊接工艺参数,针对L360QCS微合金钢焊接接头进行了抗SSCC试验研究。结果表明,焊接接头屈服强度为410 MPa,抗拉强度为528 MPa,平均冲击功值为145J,弯曲试验、刻槽锤断试验均未见缺陷,各类力学性能指标合格;根焊层、填充层、盖面层平均硬度值分别为136.6HV、146.3HV、157.1HV;根焊层、填充层微观组织晶粒细小,为等轴铁素体+珠光体盖,盖面焊层组织晶粒较粗大,为粒状贝氏体+珠光体+针状铁素体;焊接接头SSCC试验未出现裂纹,经XRD、SEM分析,腐蚀产物膜为呈堆砌状态的四方晶系晶体FeS。L360QCS微合金钢焊接接头能够满足NACE TM0177-2005标准规定的抗SSCC性能要求。     

热输入对Q1100钢焊接接头低温韧性及耐蚀性能的影响

采用10 kJ/cm和15 kJ/cm两种焊接热输入对Q1100超高强钢进行熔化极气体保护焊,研究焊接接头的组织性能及局部腐蚀行为。结果表明：两种热输入焊接接头的焊缝组织主要为针状铁素体和少量的粒状贝氏体,粗晶区组织均为板条贝氏体,细晶区组织均为板条贝氏体和粒状贝氏体,临界相变区组织为多边形铁素体、马奥岛和碳化物的混合组织。两种热输入焊接接头中电荷转移电阻均为母材>热影响区>焊缝区,母材耐蚀性最好,热影响区次之,焊缝区耐蚀性最差。在腐蚀过程中,焊缝区作为阳极最先被腐蚀,当腐蚀一定时间后,腐蚀位置发生改变,阳极腐蚀区域转移到母材区,而焊缝区作为阴极得到保护。热输入为10 kJ/cm时,焊接接头具有更好的低温韧性和耐蚀性,其焊缝和热影响区-40℃冲击功分别为46.5 J和30.2 J。     

焊接速度对 7A52 铝合金 FSW 组织及力学性能的影响

目的在保证搅拌速度一定时,针对8 mm厚的7A52铝合金,在不同焊接速度下采用搅拌摩擦焊(FSW)进行焊接试验,研究其焊接接头的显微组织及力学性能。方法利用搅拌摩擦焊机进行对接焊接,焊后制取金相试样观察焊接接头宏观形貌和显微组织,并测定其力学性能。结果7A52铝合金FSW焊接接头焊核区的面积随着焊接速度的增大而增大,当焊接速度为250mm/min时,焊接接头的焊核区面积最大,焊核区的显微组织都为细小的等轴晶,焊接接头横截面的焊核区呈明显"洋葱环"的形貌,而热力影响区的结构特征则呈现出了较高的塑性变形流线层。焊接接头显微硬度分布都呈现出"W"形变化,在焊接速度为150 mm/min时,焊接接头的平均抗拉强度能达到452 MPa,达到了母材抗拉强度的89%。结论通过对不同焊接速度下7A52铝合金FSW焊接接头的组织和性能进行研究,得到了不同焊接速度下焊接接头组织和力学性能。