国产TIG焊导电辊接头失效机理分析

通过对国产TIG焊失效导电辊哈氏合金C-22断口进行XRD、EDAX成分分析、失效区金相组织及断口形貌观察、极化曲线测定等手段分析了国产TIG焊导电辊的失效原因及其失效机理.金相观察表明哈氏合金筒体焊后未经过固溶处理,会导致焊缝金属和母材之间存在组织差异;腐蚀裂纹宏观形貌观察表明导电辊断裂失效的裂纹源主要萌生于筒体表面的焊缝区域,并逐渐向焊缝内部扩展并最终进入母材;极化曲线测试表明填丝TIG焊焊缝的腐蚀电位要低于母材的腐蚀电位,腐蚀电位差异是导致导电辊焊缝区域发生严重腐蚀的主要原因.这项研究成果可为进一步开展哈氏合金导电辊的制造提供理论依据和技术指导.     

DP590双相高强钢焊缝在模拟酸雨溶液中的腐蚀行为

研究了DP590双相高强钢CO_2气体保护焊焊缝的组织与腐蚀性能。采用金相显微镜观察了焊缝和母材的微观组织,并用电化学测试、失重试验、腐蚀形貌观察方法研究了高强钢焊缝在不同p H值模拟酸雨中的腐蚀行为。结果表明,母材组织主要为等轴铁素体和珠光体组成,组织较均匀;焊缝组织主要是板条状贝氏体、铁素体和残余奥氏体。随着p H值的降低,焊缝和母材的自腐蚀电位均负移,自腐蚀电流密度增大,腐蚀速率加快,且同一p H值下焊缝的耐蚀性差于母材。焊缝较母材的耐蚀性差主要是由于受到明显的电偶腐蚀。     

铸铁喷焊组织及力学性能研究

为了解决铸铁焊补中焊缝处存在白口、淬硬组织以及裂纹等问题,采用氧乙炔火焰喷枪喷焊自熔性合金粉末F101和Ni60焊接球墨铸铁和用铸铁焊条Z308电弧冷焊球墨铸铁,并对试样进行抗拉强度、硬度测试和金相组织观察。结果表明:用铸铁焊条电弧冷焊后焊缝有白口、淬硬组织及裂纹;用Ni60合金粉末喷焊后熔合区硬度出现突变,硬度高达701HV,与母材硬度值差别很大,用F101合金粉末喷焊后热影响区及焊缝处硬度值与母材差别不大;金相组织观察表明焊缝与母材除了机械结合外,还有冶金结合。喷焊的焊缝无裂纹,且结合强度高于铸铁焊条的焊缝。     

高强铝合金TIG和MIG焊接接头组织与耐腐蚀性能的研究

为研究不同焊接形式对高强铝合金焊接接头组织与耐蚀性能的影响,本文采用金相组织观察、力学性能测试、电化学测试及失重试验研究了手工TIG、半自动MIG和机器人MIG三种焊接方式的高强铝合金焊接接头组织与耐蚀性能。结果表明,焊核区受热输入的影响使组织晶粒粗大,导致材料的硬度下降,其中半自动MIG焊核区的晶粒相比于其他两种焊接方式的细小。热影响区由于受到热循环的作用,晶粒长大,硬度相比于母材有所降低。热影响区的腐蚀电位按照半自动MIG、手工TIG和机器人MIG的顺序依次降低,焊核区的腐蚀电位按手工TIG、半自动MIG和机器人MIG的顺序依次下降。焊核区主要发生点蚀和晶间腐蚀。     

铸铁喷焊组织及力学性能

为了解决铸铁焊补中焊缝处存在白口、淬硬组织以及裂纹等问题,采用氧乙炔火焰喷枪喷焊自熔性合金粉末F101和Ni60焊接球墨铸铁以及用铸铁焊条Z308电弧冷焊球墨铸铁,并对试样进行抗拉强度、硬度和金相组织分析.结果表明,用铸铁焊条电弧冷焊后焊缝有白口、淬硬组织及裂纹;用Ni60合金粉末喷焊后熔合区硬度出现突变,硬度高达701 HV,与母材硬度值差别很大,用F101合金粉末喷焊后热影响区及焊缝处硬度值与母材差别不大;金相组织分析表明焊缝与母材除了机械结合外,还有冶金结合.喷焊的焊缝无裂纹,且结合强度高于铸铁焊条的焊缝.     

6082厚板铝合金TIG焊工艺试验及应用

通过拉伸、弯曲、硬度等试验及金相组织分析,对采用TIG焊的6082厚板铝合金焊接接头组织和性能进行研究。结果表明:采用TIG焊的焊接试样的断裂位置位于热影响区,试样抗拉强度低于母材抗拉强度,约为母材的50%,但能满足产品焊缝位置的设计强度要求;试样有良好的弯曲性能,焊缝及母材的硬度变化不大,热影响区软化现象明显;焊缝组织呈等轴枝晶分布,熔合区组织为晶粒粗大的柱状晶,基体的晶粒沿轧制方向延长呈纤维状。通过各种试验和分析,TIG焊接接头抗拉强度虽低于母材抗拉强度,但能满足产品设计强度,根据产品结构特点及设计强度要求,厚板6082铝合金可采用TIG焊。     

纯镍母材及焊缝在熔融NaCl-Na_2SO_4中的热腐蚀行为

对纯镍在等离子弧焊(PAW)和等离子弧+钨极惰性气体保护焊(PAW+TIG)两种不同焊接工艺下得到焊缝及母材进行恒温的熔融盐NaCl 25 mass%-Na_2SO_4热腐蚀实验,并对腐蚀产物横断面进行形貌观察及微区成分分析,研究不同焊接工艺下焊缝组织和母材在恒温热腐蚀期间腐蚀行为和机理。结果表明:采用PAW和PAW+TIG两种焊接工艺方法所得焊缝的晶粒尺寸相差不大,其在腐蚀过程中无选择性和顺序性,不存在腐蚀孕育期,腐蚀起始主要沿着试样的边角处,试样出现较多的孔洞、裂纹和剥落,腐蚀产物均以NiO和Ni_3S_2为主;腐蚀质量损失曲线遵循抛物线规律,3种试样的耐热腐蚀性大小顺序为:母材PAW+TIG焊缝PAW焊缝。     

焊接材料对UMCo50/Inconel600异种合金焊接接头组织及高温性能的影响

选择4种焊丝(UMCo50、ERNi Cr-3、GH188、ERNiCrCoMo-1)作为填充材料,采用手工TIG焊方法制备UMCo50和Inconel600的异种合金焊接试样。采用高温瞬时拉伸试验、高温持久拉伸试验、高温腐蚀试验、高温氧化试验以及金相显微组织分析方法,研究了不同焊丝对UMCo50和Inconel600异种合金焊接接头微观组织及性能的影响。试验结果表明:高温瞬时拉伸和高温持久拉伸试验条件下,焊接接头的断裂位置均发生在Inconel600母材一侧,4种焊丝中GH188焊缝的强度最高,其次是ERNiCrCoMo-1和UMCo50,ERNiCr-3的强度最低;4种焊丝制备的焊缝在抗氧化性方面差别不大,其中UMCo50较好;ERNiCr-3焊缝耐高温腐蚀能力最强,GH188焊缝耐高温腐蚀能力最差。     

2219铝合金母材及焊接接头的腐蚀行为

采用剥蚀试验和动电位极化曲线测试对2219铝合金母材、搅拌摩擦焊(FSW)和钨极氩弧焊(TIG)焊接头的腐蚀行为进行了研究。通过腐蚀失重测试、电化学试验与剥蚀后表面及深度方向腐蚀微观形貌观察,对三者的腐蚀形式和机理进行了分析。结果表明:母材腐蚀速率最大,自腐蚀电位最低,而腐蚀电流密度最大;两种接头焊缝/焊核的耐蚀性总体接近,都优于母材的,FSW焊核的耐蚀性最优。合金母材的腐蚀形式为层状剥蚀,TIG焊缝为晶间腐蚀,深度较小,FSW焊核为点蚀。三者的腐蚀均与析出相有关,母材的析出相粗大,与基体之间的电偶效应最明显;TIG焊缝析出相沿枝晶晶界排列,但析出相尺寸小,电偶作用弱于母材;FSW焊核析出相尺寸由于机械搅拌而变小且分布弥散,腐蚀性能有所改善。     

7075铝合金MIG焊接头金相组织、力学性能和耐蚀性的应力敏感性

作为航空航天和轨道交通领域有竞争力的一类高强高硬铝合金,7系铝合金的焊接及其性能研究引发关注. 以单面焊和双面焊7075铝合金为研究对象,对接头的金相组织、力学性能进行研究,并对其在不同应力下3.5% NaCl溶液中的耐蚀性进行对比分析. 结果表明,与单面焊工艺相比,双面MIG焊接7075铝合金焊缝的金相组织更均匀细小,但两者力学性能差别不大,断裂均发生于焊缝处. 单/双面MIG焊接接头近缝区的耐蚀性优于焊缝和远离焊缝区. 同时,双面焊提高了接头的耐蚀性. 在外加应力的作用下,试样的稳态钝化活化过程被破坏,动电位极化过程中发生了多个阳极极化过程,使腐蚀过程受应力、腐蚀电位等多种因素的共同作用.     

热连轧高强钛合金厚壁管道的TIG工艺及组织和性能

针对采用新型的热连轧工艺生产的厚壁高强度无缝钛合金管,通过TIG自动送丝与手工填丝2种焊接方法进行了环缝对接焊工艺试验,对比分析了2种工艺下接头的焊缝成形、微观组织及力学性能。结果表明,2种焊接方法下的焊道表面均呈亮银色,无明显氧化现象,自动送丝接头表面成形更加平滑美观,而手工填丝接头表面成形有不规则的鱼鳞纹;热影响区中β相均发生了一定程度的粗化,并生成了一定量的细针状α’马氏体相。焊缝区组织主要为沿β相界生成的板条状和块状α相,以及晶粒内形成的少量针状α’马氏体组织;TIG自动送丝和手工填丝焊接接头的硬度都是热影响区最高,焊缝最软而母材居中;拉伸试验断裂位置均位于焊缝,平均抗拉强度分别为603.8 MPa和571.7 MPa;热影响区的冲击吸收能量分别达到了41.7 J和78.5 J,手工填丝下的热影响区表现出了比母材更好的冲击韧性。     

AZ91D镁合金电火花堆焊组织及腐蚀性能

采用与母材同质的电极材料,在AZ91D镁合金母材上进行电火花堆焊,研究了焊缝的组织、界面特征及腐蚀性能.结果表明,通过优化的工艺参数可以获得组织均匀、致密的电火花堆焊焊缝.焊缝组织晶粒尺寸在1~5μm之间,由过饱和的α-Mg相、Mg₁₇Al₁₂相以及亚稳态Al Mg相所组成;焊缝与母材之间为冶金结合,形成超薄层熔化互扩散结晶型结合界面,母材一侧没有形成明显热影响区,焊缝保持电极原有的成分;焊缝耐蚀性能优于母材,细化的晶粒组织提高腐蚀的均匀性,过饱和的α-Mg相和晶界上网状连续分布的β相降低腐蚀速率,是其耐蚀性能提高的主要因素.     

Ti17合金惯性摩擦焊接头力学性能与组织分析

通过室温拉伸、高温拉伸试验以及金相分析对 Ti17 合金惯性摩擦焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究.结果表明,采用惯性摩擦焊焊接 Ti17 合金可获得室温及高温性能良好的焊接接头,其焊接接头的室温及高温抗拉强度都不低于母材;Ti17合金母材组织为α+β相,并且β相呈针状均匀分布在α相的基体上;不同焊接工艺参数对 Ti17 合金惯性摩擦焊接头热影响区和焊缝的组织没有影响,其热影响区组织为α+β相,并且β相呈针状均匀分布在α相的基体上,与母材组织相同,焊缝组织为细小的等轴晶.

Abstract：

The microstructures and properties of Ti17 alloy joints welded by inertia friction welding (IFW) were investigated by room-temperature tensile test, high-temperature tensile test and metallographic analyses. The results show that the joint with good performance at room and high temperature for Ti17 alloy can be obtained in IFW. Both the tensile strengths of welded joints at room temperature and at high temperamre are not less than those of the base metal. The microstructure of Ti17 alloy is α+β phase, and the needle β phase is distributing on the α phase. While welding, different welding parameters can not affect the microstructures of the HAZ and the weld seam. The microstructure of HAZ is the same as that of the base metal, and that of the welded seam is fine equiaxed crystal.     

TATM700钢等离子-MIG复合焊接工艺

采用等离子-MIG复合焊接设备对12.5 mm厚的汽车结构件低合金高强度TATM700大梁钢进行了焊接工艺研究,分析了不同坡口形式下焊缝成形、焊缝组织及力学性能,并与药芯焊丝多层多道手工TIG焊的方法进行了对比. 结果表明,坡口形式对等离子-MIG复合焊接焊缝影响较小. 复合焊焊缝成形良好,截面形状合理. 焊缝组织由少量的侧板条铁素体和大量的针状铁素体构成. 接头强度和弯曲性能均优于手工TIG焊接,抗拉强度达到了母材的95%,但硬度略低于多层多道手工TIG焊接.     

两种焊接工艺下14MnVTiRe钢焊接接头的耐蚀性

通过室内挂片和电化学试验,结合微观分析,研究了14MnVTiRe钢两种焊接接头的腐蚀行为,分析影响接头耐海水腐蚀性能的主要因素。结果表明：14MnVTiRe钢两种焊接接头均以母材的耐蚀性较差,热影响区的耐蚀性相对较好;接头各区中微观组织特别是夹杂物类型的不同,是导致接头各区耐蚀性差异的主要影响因素;埋弧焊接头的耐腐蚀性优于手工焊接头,焊接线能量较高可能是主要原因。     

Al3Zr/Al基原位复合材料等离子体焊接区的组织及表面腐蚀行为

摘要： 本文以5wt%Al3Zr/铝基复合材料为研究对象，以Ar气体为离子气体，Al-Ti-B为丝材进行等离子焊接。用电化学综合测试仪测定了焊接区在3.5%NaCl溶液中的腐蚀极化曲线。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）对复合材料及其焊缝的组织和相组成进行了分析和表征，研究了Al3Zr/Al基复合材料等离子焊接后在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为和腐蚀机理。SEM分析结果表明，等离子弧焊接可获得较好的焊缝组织，焊缝组织主要由Al3Ti相和Al基体组成，Al3Ti相呈条状和球形。电化学极化曲线表明，材料在熔核处的耐蚀性略低于母材，焊缝处浸泡腐蚀机理为Al3Ti相和基体相的电极电位不同形成原电池反应造成。     

Das Verhalten von Unter-Pulverschweißnähten in Meerwasser

Behaviour of submerged arc welds in seawater Some examples are used to demonstrate the importance of the correct selection of base metal and the corresponding filler material. In the case of a high strenght, pearlite free fine grain steel welded with the filler metal S2Mo under basic powder the base metal is preferentially attacked; in view of the low corrosion loss however, this material can be considered safe for use in seawater containing oxygen. In welded systems of fine grain steel St 38 with increased Mn content, however, the potential of the weld seam obtained under identical welding conditions is clearly lower than that of the base metal, so that such welds must be considered unsuitable for use in sea water. The corrosion susceptibility was determined in a solution of 1% artificial seawater in 99% methanol.     

同质焊缝球墨铸铁焊条的研制

研制了一种适合于球墨铸铁与球墨铸铁以及球墨铸铁与结构钢焊接的专用球墨铸铁焊条，通过试验确定了球墨铸铁焊条的合金成分并给出了比较合理的焊芯和焊条药皮化学成分。采用该焊条对球墨铸铁焊接时，可以达到同质焊缝要求。测试结果表明，焊缝金属的化学成分、金相组织均满足焊接球墨铸铁的要求，焊缝的硬度在190～230HB之间，焊缝中石墨球化稳定，焊条具有良好的焊接工艺性能。     

激光-电弧复合焊接头根部特性分析

对厚板HQ785T1低合金高强钢填充HS-70焊丝激光—电弧复合焊接头根部化学成分分析及元素线扫描分析，结果表明，焊缝部位主要元素的含量介于母材和焊丝之间，焊缝从上部到根部，随着深度的增加，焊缝元素组成越接近母材，根部焊缝组成以母材成分为主，焊丝成分所占比例较小；焊缝根部冲击韧性低于焊缝上部, 增大坡口钝边，焊缝根部的冲击韧性降低；金相显示根部焊缝中心组织为粒状贝氏体组织，随着钝边尺寸的增加，碳化物析出量减少，组织略显粗大，组织脆性增加.     

镀锌薄板TIG拼焊的焊缝组织及成形性能

采用钨极惰性气体焊对镀锌薄板 SGCC 实施等厚拼焊,测试分析了拼焊板焊接接头的金相组织、显微硬度,并对拼焊板和母材试样进行杯突试验.结果表明,在拼焊过程中,母材的散热情况不同会造成焊缝金相组织在靠近母材的局部区域有很大差异.焊缝熔合区组织为粗的片状与块状先共析铁素体沿柱状晶界分布,晶内为魏氏体组织和片状珠光体,热影响区为块状的珠光体和铁素体,导致了焊缝及其热影响区的硬度均高于母材,对拼焊板的整体成形性能产生负面影响;同时,焊缝杯突值较母材有一定程度的降低,揭示其焊缝深冲性能低于母材.

Abstract：

The microstructure and micro-hardness of welded joint of SGCC by tungsten inert-gas (TIG) welding are studied, and the cupping test of Tailor-welded blank and base metal are studied.The results show that in the welding process, the microstructure of weld will have great diversity at local region closing parent metal because of the different cooling condition of the parent metal. The microstructure of welding fusion zone is massive sheet proeutectoid ferrite distribution along the columnar grain boundaries, intragranular organizations are Widmanstatten and sheet pearlite structure, and the microstructure in HAZ is massive pearlite and ferrite, which make the micro-hardness value of welding seam and HAZ higher than that of base metal and lead negative influence to the formability of Tailorwelded blank. The cupping value of weld seam reduces to some extent compared with that of base metal, which indicates that the formability of weld seam is not good as that of base metal.