船用耐蚀钢DH36光纤激光-MIG复合焊接头组织和性能

为探索12 mm厚DH36船用耐蚀钢对接用光纤激光-MIG复合焊接工艺,分析了四种不同送丝速度对接头成形、微观组织、拉伸性能及腐蚀性能的影响. 结果表明,在送丝速度为8.5 m/min时可获得成形优良的接头,随着送丝速度的增加,电弧区和激光区焊缝的熔宽均增加.焊缝区主要由针状铁素体、先共析铁素体和一定量的贝氏体组成,送丝速度对针状铁素体的形态和数量有显著的影响.增加送丝速度对接头抗拉强度的影响不大,但减小了断后伸长率,接头断后伸长率最高达16.5%.接头极化曲线测试表明,当送丝速度为7.5 m/min时,自腐蚀电流密度最小,腐蚀倾向最低.     

高速列车铝合金车体典型接头激光-MIG复合焊接特性研究

针对传统高速列车3 mm厚A6N01S-T5铝合金型材典型接头结构开展激光-MIG复合焊接试验,优化复合焊接工艺参数,分析接头组织性能,研究激光-MIG复合焊的工程适应性。结果表明,在最佳工艺参数下,焊缝成形良好、无气孔缺陷。焊缝中心为树枝状铸态组织,靠近熔合线焊缝为柱状晶组织,熔合区较窄但热影响区存在晶粒轻微粗大现象;焊缝区硬度低于母材区,硬度最小值位于熔合线附近的热影响区;最佳工艺参数下接头的平均抗拉强度为204.6 MPa,达到母材的83.5%;断裂发生在熔合线附近,断口形貌呈现典型的塑性断裂特征;接头的弯曲性能良好;组对间隙小于1.0 mm时,最佳工艺参数具有通用性,焊缝成形及接头抗拉强度良好;组对间隙增至1.5 mm时,优化工艺参数焊缝成形及接头抗拉强度依然良好。结果表明,激光-MIG复合焊对高速列车铝合金车体典型接头具有良好的焊接可行性和工程适应性。     

304不锈钢MIG、激光和激光-MIG复合焊接工艺对比研究

采用MIG焊、激光焊、激光-MIG复合焊分别在5 mm厚304不锈钢板上进行堆焊,对比分析三种焊接方式下焊接接头的宏观形貌和显微组织。试验结果表明,激光-MIG复合焊接中激光与电弧两热源叠加并产生复合作用,焊缝兼有MIG焊和激光焊的形貌特征,其中MIG电弧主要作用在复合焊熔池的上部,具有MIG焊焊缝大熔宽、浅熔深特征,激光热源主要作用于复合焊熔池的下部,具有激光焊焊缝大深宽比特征。因为热源的复合作用,激光-MIG复合焊接拥有比单MIG焊接和激光焊接更好的桥接能力、成形能力和组织性能。     

2205双相不锈钢的激光-MIG复合焊接头性能

常规的高能束焊接方法因焊后冷速较快易导致双相不锈钢焊缝及热影响区两相比例失衡,接头性能恶化.采用激光-MIG复合焊接方法对2205双相不锈钢进行焊接,焊后对接头微观组织、力学性能和腐蚀性能分析发现,焊缝及热影响区铁素体相比例控制在40%～70%合理范围内,接头硬度和抗拉强度高于母材,焊缝、熔合线、热影响区的～40℃冲击...     

X80管线钢激光-MIG复合焊焊缝耐腐蚀性分析

油气管道往往服役于恶劣环境,其焊接接头面临着严重的腐蚀问题,存在较大安全隐患.激光-电弧复合焊焊接效率高、变形小,已成为管道施工焊接领域具有良好应用前景的焊接方法.针对不同激光功率下X80管线钢激光-MIG复合焊焊缝的耐腐蚀性进行研究.分析焊接接头各区域显微组织分布,研究母材和不同激光功率下激光-MIG复合焊焊缝的极化...     

AZ31镁合金激光-MIG复合焊接接头组织和疲劳性能研究

为了提高AZ31镁合金激光-MIG复合焊接接头的可靠性,本文开展了10mm厚AZ31镁合金组织和疲劳性能研究,分析了复合焊接接头的组织、硬度及疲劳性能。结果表明:镁合金激光-MIG复合焊缝形貌呈V型,焊缝热影响区较小,焊缝区为细小的等轴晶组织,且电弧区晶粒大小大于激光区,焊接接头软化区小。镁合金激光-MIG复合焊接接头沿焊接方向疲劳性能呈现出"先减后增,而后再减"的变化规律。     

高速列车6N01铝合金型材激光-MIG复合填丝焊接技术

针对高速列车侧墙6N01铝合金型材,主要从焊缝成形、焊缝气孔率、接头强度、焊接变形、焊接效率、金相组织等方面研究了激光-MIG复合填丝焊方法的焊接特性,并与激光-MIG复合焊进行了综合对比。试验结果表明,相同试验条件下,两种焊接接头的表面成形相当,焊缝气孔率均在0. 6%以下,接头强度均达到母材的75%以上,焊接变形均在1 mm以内,与激光-MIG复合焊相比,激光-MIG复合填丝焊在不增加热输入的条件下焊接效率提高了23%。     

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。     

Q345E钢激光-MIG复合高速焊工艺及接头力学性能研究

对6 mm Q345E钢开展激光-MIG复合高速焊焊接工艺试验,研究了不同焊接热输入对焊缝成形及接头力学性能的影响规律。研究结果表明:在保证焊接接头质量的前提下,最大焊接速度可达4.2 m/min;焊接热输入在4.4～2.1 kJ·cm~(-1)范围逐渐减小时,焊接接头角变形减小,当焊接速度4.2 m/min时,焊接角变形仅0.8°,与1.2 m/min焊接速度相比减小了57%。随着焊接热输入减小,焊接接头淬硬倾向增加,接头最高硬度出现在焊接热影响区,当焊接热输入为2.1 kJ·cm~(-1)时,接头的最高硬度最高,为600 HV;当焊接热输入减小时,焊缝金属组织由块状铁素体及下贝氏体向板条马氏体转变,焊接热影响区粗晶区出现大量板条马氏体,焊接热输入越小,马氏体晶粒越小。在不同焊接热输入下,焊接接头拉伸断口均断于母材。     

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。     

AZ31B镁合金的几种激光焊接特性研究

采用激光焊、激光-TIG、激光-MIG及激光-超声4种焊接方法对AZ31B镁合金进行焊接,并讨论分析4种焊接方法下的镁合金焊接特性、微观组织以及力学性能。结果表明,激光焊焊缝下塌严重,激光复合焊接技术(激光-TIG、激光-MIG和激光-超声)则能显著改善焊缝下塌缺陷,得到成形良好的连续焊缝。激光复合焊接可有效减小焊缝中的气孔缺陷,其中激光焊焊缝中气孔率为4.3%,激光-TIG和激光-MIG焊缝中气孔率分别为3.4%和3.9%,而激光-超声焊缝中气孔率最低,仅为0.9%;同时,施加超声有助于细化焊缝晶粒尺寸,提高焊接接头的力学性能,接头强度可提高至母材的88.9%,与激光焊相比,提高了7.7%。     

AH36激光电弧复合焊工艺试验与数值仿真研究

采用激光电弧复合焊获得了不同焊接工艺参数下的10 mm AH36钢对接焊焊接接头,分析了不同工艺参数下的焊缝成形特点、金相组织及力学性能,基于有限元软件获得了典型的激光复合焊温度场分布,并针对6 m×6 m×6 mm的大幅面板焊接变形情况进行模拟.研究发现,激光功率可以显著改变焊接熔深,并对焊缝形貌也有一定的影响;焊接电流对熔深的影响小于激光功率对熔深的影响,焊接电流对焊缝熔宽及形貌影响较大;激光复合焊焊缝区主要为针状铁素体和粒状贝氏体组织,粗晶区组织主要为粒状贝氏体、铁素体和马氏体组织;激光功率的变化对电弧区硬度影响不大,但对激光区有一定影响,焊缝硬度随激光功率的增大而增加,焊接电流的增大总体上使得焊缝区和热影响区硬度降低;约束位置对焊接变形有重要影响,约束位置距离焊缝中心越近,焊后变形量越小.     

激光焊接工艺对BIM钢结构焊接接头组织与性能的影响

研究了激光功率和焊接速度对DX51D/JFE-HITEN780S不等厚钢结构钢板激光焊接接头成形质量、显微组织和硬度的影响。结果表明,激光功率在1.0 k W及以上时,焊接接头可焊透,且随着激光功率的增加,焊缝正面熔宽和背宽都呈现为逐渐增加的趋势;不同激光功率下的焊接接头焊缝区组织都为板条马氏体+铁素体,且随着激光功率的增加,板条马氏体愈发粗大,焊接接头焊缝硬度平均值呈现逐渐增加的趋势。焊接速度在1600~2400 mm/min时,焊接接头具有较好的焊接成形质量,随着焊接速度的增加,焊接接头焊缝处的正面熔宽和背面熔宽都呈现逐渐降低的特征,焊缝区板条马氏体含量逐渐减少,而铁素体含量逐渐增多,同时焊缝中心的晶粒有所细化;DX51D/JFE-HITEN780S异质钢板适宜的焊接激光功率为1.2 k W、焊接速度为2400 mm/min,此时焊接接头具有良好的焊接成形质量,焊缝区硬度较大且在热影响区中不存在软化点。     

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。     

中厚板6082铝合金激光-MIG复合焊工艺与力学性能研究

采用激光-MIG复合焊工艺对中厚板6082铝合金进行焊接,焊接完成后,对焊缝进行了显微组织观察、硬度测试以及拉伸性能检测。结果表明,当激光功率为4.5 kW,焊接速度为1.2 m/min,离焦量为5 mm,送丝速度为8 m/min时,焊缝表面成形良好;焊缝熔合区显微组织均为等轴枝晶,晶粒较小,热影响区较窄,并且焊缝上部的组织相较于焊缝下部较为细小密集;焊接接头的热影响区硬度较母材和焊缝中心最高;焊缝的平均抗拉强度为251.9 MPa,接近于母材。     

MB8镁合金激光——MIG复合焊接分析

实现了10 mm厚MB8镁合金的激光-MIG(metal inert gas)复合焊接,并对其工艺稳定性、接头形貌特征、微观组织和力学性能进行了分析.在激光-电弧相互作用下,镁合金复合焊接内的MIG电弧燃烧和熔滴过渡稳定性显著提高,并获得饱满均匀的复合焊缝.在文中试验条件下,复合焊接速度比单独激光焊接高25%.因为表面凹坑缺陷的消除,复合焊接接头抗拉强度远高于激光焊接接头,达到母材的87.2%.此外,复合焊缝熔合区中心区域组织为等轴晶,靠近熔合线区域为柱状晶.在复合焊缝内,相对较低的凝固速度,上半部分宽大电弧区的晶粒尺寸明显大于下半部分细窄激光区.结果表明,激光-MIG复合焊接是MB8镁合金的有效焊接方法.     

10mm厚6005A铝合金激光-MIG复合焊接

采用双层激光-MIG复合焊接方法焊接10mm厚6005A铝合金,获得了外观成形良好、内部缺陷少的接头。对接头显微组织及力学性能进行研究,结果表明,焊缝由盖面焊缝与打底焊缝组成,盖面焊缝组织具有5XXX系铝合金铸造组织的特征,打底焊缝组织具有6XXX系铝合金铸造组织的特征;接头热影响区宽约13 mm,分为固溶区、过时效区和近焊缝区;打底焊缝与过时效区是接头硬度最低的区域;拉伸试样在过时效区发生韧性断裂,接头抗拉强度平均值为195.07 MPa,明显高于常规MIG焊接接头的强度。     

不锈钢薄板大间隙接头激光-MIG电弧复合高速焊接工艺

采用填充ER316焊丝的光纤激光-MIG电弧复合焊方法,焊接间隙为0.5 mm、厚度为1 mm的SUS444铁素体不锈钢薄板对接接头和搭接接头,研究了获得成形良好的对接接头和搭接接头的工艺参数窗口和极限焊接速度,并对焊缝进行了着色渗透检验和拉伸试验. 结果表明,合理匹配焊接速度和焊接电流,是获得成形良好的大间隙接头的关键;当焊接速度过小或焊接电流过大时,较大的热输入导致焊缝过度熔透,焊缝成形不良;当焊接速度过大或焊接电流过小时,较小的热输入导致焊缝未熔透. 对接接头焊缝成形质量良好且熔透的极限焊接速度可达12 m/min,而搭接接头的极限焊接速度为5 m/min. 成形良好的焊缝均未发现表面裂纹. 拉伸试验表明,对接接头断裂在母材上;搭接接头绝大部分断裂在熔合线附近,极限焊接速度下获得的搭接接头的抗拉强度是母材的84.2%.     

430铁素体不锈钢钢带光纤激光填丝焊接工艺研究

分别研究了激光自熔焊和激光填丝焊焊接工艺对2 mm厚430铁素体不锈钢钢带焊接的影响,分析了铁素体不锈钢激光焊的组织转变以及力学性能变化规律。结果表明,相对于激光自熔焊接,激光填丝焊焊接430铁素体不锈钢所获得的焊缝晶粒更细小、焊缝成形更均匀、饱满且焊缝无凹陷、咬边等缺陷,接头抗拉强度优于母材,熔合区硬度值分布更加均匀,最高可达320 HV左右,相对母材硬度值有显著提升。430铁素体不锈钢在0.1mm和0.3 mm对接间隙下进行激光填丝焊均获得成形良好且力学性能优良的焊接接头,从而可大大降低对焊接生产装配条件的要求。     

6N01S-T5铝合金高速激光-MIG复合焊接工艺

针对高速列车侧墙6N01S-T5铝合金熔化焊时存在焊接变形大,接头软化严重等问题,提高激光-MIG复合焊的焊接速度降低热输入,并通过显微硬度、拉伸试验测试,结合金相及扫描电镜下的EDS分析,对比了高、低焊接速度两种工艺下接头力学性能及微观组织的差异;采用三坐标测量仪和X射线残余应力测试仪对试样焊接变形和残余应力进行测试分析.结果表明,当焊接速度达到4.8 m/min时焊缝仍能保证较好的成形;相比于0.6 m/min低速焊接,焊接效率大幅度提高,焊缝金属填充量减少68%,接头软化区宽度减小约60%;试件焊后变形及高应力分布区域变窄;焊缝组织细密,接头平均抗拉强度为207 MPa,达到母材强度的71%.