焊接压力对TB2钛合金线性摩擦焊焊接接头组织性能的影响

为了研究线性摩擦焊焊接压力对焊接接头组织和性能的影响,以TB2钛合金为研究对象,在不同焊接压力下进行了线性摩擦焊焊接试验,并对接头进行了微观组织观察和力学性能测试。金相试验结果显示,焊缝界面两侧组织发生了明显的再结晶,接头热力影响区中,越靠近焊缝的晶粒变形程度越大;随着焊接压力的增大,焊缝再结晶晶粒尺寸和焊缝区的宽度也逐渐减小,热力影响区中晶粒变形程度增大,再结晶晶粒更加细小,再结晶位置由变形β晶粒内部和晶界转变为仅在β晶界。拉伸试验结果表明,摩擦压力大于70 MPa时,接头抗拉强度高于母材;摩擦压力为40 MPa时,结合面易形成氧化物残留,进而严重影响接头性能。     

TC4钛合金不同焊接方法焊接性及接头性能分析

为了研究TC4钛合金在不同焊接方法条件下的焊接性及接头性能,对TC4钛合金分别进行了氩弧焊、冷焊、激光焊、电子束焊以及电阻点焊试验,并对接头的强度、硬度、塑性、韧性、金相组织等进行了对比分析。试验结果显示,采用TA18焊丝,氩弧焊接头强度平均值为982.5 MPa,伸长率为7.5%,强度和塑性匹配良好;冷焊接头强度平均值974.5 MPa,焊缝区硬度低于热影响区,热影响区宽度0.7~1.0 mm,焊接变形改善明显;激光焊接头强度平均值956.5 MPa,伸长率达母材水平;电子束焊接头强度高于母材,塑性低于母材,热处理后接头强度升高,焊缝区存在金相组织的梯度分布;电阻点焊接头的熔核直径和抗剪力随焊接参数增大逐渐增大。研究表明,TC4 钛合金具有良好的焊接性,在弧焊、束焊和电阻焊工艺下,焊接性良好,焊接接头金相组织合理,强度、塑性等 力学性能指标匹配良好。     

30 mm退火态TC4钛合金EBW接头组织与性能研究

为了提升钛合金的焊接效率和质量,采用电子束焊接方式对30 mm退火态TC4钛合金进行焊接试验,并对焊接接头进行力学性能检测、显微组织分析及残余应力测试,通过扫描电镜对断口形貌进行分析,研究完全退火态TC4钛合金EBW接头组织与性能。结果表明,接头焊缝区由针状马氏体α′相和分布在原始β晶界的α相组成,接头热影响区由初生α相、针状马氏体α′相以及少量β相组成。EBW接头抗拉强度平均值略高于母材,EBW接头第二层焊缝区及热影响区冲击功均低于母材,同时两种接头断口形貌均发现大量韧窝,为韧性断裂。接头最大残余拉应力值约为150 MPa,在平行和垂直焊接方向,残余拉应力最大值均出现在焊缝上表面附近区域,而残余压应力最大值均出现在焊缝下表面附近区域。     

08Ni3DR钢中厚板的SAW焊接工艺研究

本文通过对08Ni3DR低温压力容器用钢的SAW焊接工艺分析,确定合理的焊接工艺参数,对焊后的焊接接头进行无损检测、力学性能试验。结果表明,采用多层焊、较小的焊接热输入控制焊接接头组织的晶粒粗化,保证了接头的低温韧性与母材相匹配,能够满足石化工业中低温容器的使用性能要求。     

国产镍基埋弧焊焊接材料在甲醇合成装置中的应用

采用国产镍基埋弧焊丝与焊剂HS600/SJ608,对14Cr1MoR与镍基HS600之间的异种钢焊接接头进行了力学性能和显微组织变化分析,并与甲醇合成装置中进出口热交换器的相关应用数据进行对比分析。分析结果表明,镍基埋弧焊焊接接头的弯曲性能符合要求,母材区的硬度值为158HV,焊缝区的硬度最高为200HV,热影响区的硬度比母材区的硬度稍高,为168HV;热影响区的晶粒有一定的长大,并且珠光体相有所减少;焊缝区组织主要是针状γ相,γ相的形成增加了焊缝区的硬度。采用HS600/SJ608镍基埋弧焊丝与焊剂可以实现对大厚度板材14Cr1MoR的焊接,焊接接头的拉伸强度可以达到560MPa,且在母材区断裂,满足实际应用要求,可以替代进口焊接材料ERNiCr-3。     

LY12铝合金搅拌摩擦焊接头组织与应力分析

为了研究不同焊接条件对LY12铝合金搅拌摩擦焊焊接接头组织和性能的影响,对3 mm厚LY12铝合金板进行了搅拌摩擦焊对接,观察分析在不同焊接条件下焊接接头微观组织的变化。并利用ANSYS软件模拟结果分析了焊接接头温度场及应力场分布情况。结果表明,LY12铝合金板材经搅拌摩擦焊接后,在焊缝区得到组织均匀、晶粒细小、平均晶粒尺寸细小的再结晶晶粒;焊接板材边缘区域为拉应力,其他区域均为压应力,而且压应力自搅拌针向外逐渐减小,最大压应力出现在搅拌针及轴肩所在区域。     

30CrMnSiNi2A钢电子束焊接接头的组织与性能研究

为了探究30CrMnSiNi2A钢电子束焊接接头的组织与性能,采用电子束焊接工艺对12 mm厚30CrMnSiNi2A钢进行了焊接,并对焊态及完全热处理态的接头进行了室温拉伸和冲击韧性试验。结果表明:该钢的电子束焊接工艺性良好;焊态及完全热处理态的接头拉伸断裂均位于母材,经完全热处理后的接头强度比焊态接头强度提高近一倍,略高于同状态下母材的强度,延伸率及断面收缩率与母材相当,室温冲击韧性略高于母材;焊态焊缝组织主要表现为粗大针状马氏体与残余奥氏体组织,经完全退火处理后焊缝及热影响区组织主要表现为回火马氏体组织和残余奥氏体组织,母材组织为回火马氏体及少量的残余奥氏体组织;接头与母材的冲击断裂均表现为韧性断裂。     

X80管线钢环焊缝的焊接工艺研究

以目前在我国管道建设中使用的最高钢级X80管线钢为研究对象,采用焊接工艺试验、力学性能测试及显微分析技术研究了CO2气体保护焊工艺下X80管线钢焊接接头的性能和热影响区的组织变化规律。结果表明:采用设计的工艺参数对X80管线钢进行焊接,X80管线钢母材及其焊接接头的显微组织均为针状铁素体和晶内针状铁素体,可以得到合格的焊接接头,能够满足管道建设工程的需要。     

船用大厚度高强高韧钢焊接工艺研究

为了合理选择船用厚板高强钢焊后热处理的药芯焊丝,针对DH36钢母材特点和工程应用项目的要求,采用DWA-55LSR和GFL-71NiSR两种牌号药芯焊丝对壁厚60 mm的DH36钢板进行了焊后热处理气体保护药芯焊工艺评定,通过外观无损检验、拉伸、弯曲、冲击、硬度和宏观金相检测等试验对焊接接头的力学性能进行了研究。试验结果显示,焊接接头各项性能指标均满足相关标准及项目要求。研究表明,采用适宜的焊接工艺方案,两种牌号焊材焊接接头均具有细小铁素体弥散着的粒状渗碳体和少量珠光体显微组织,均可获得良好的力学性能。     

42CrMo与Q345D锻焊齿轮焊接工艺研究

为了提高42CrMo与Q345D异种钢的焊接质量以及焊接接头与母材的匹配度,对42CrMo与Q345D锻焊齿轮进行了埋弧焊接试验及焊接工艺评定。中碳调质钢42CrMo综合性能好,用于锻焊齿轮的齿圈中,而Q345D钢具有较好的低温(-20℃)冲击特性,同时具有一定的强度,用于腹板。评定结果显示,焊接接头拉伸、弯曲、冲击等检测结果均满足AWS D1.1:2010标准要求;焊缝及热影响区均未出现马氏体、魏氏组织等异常组织。研究表明,选择合适的焊接材料及焊接工艺,并严格控制热输入,可获得良好的焊接接头,从而达到与母材强度的良好匹配,降低焊接裂纹倾向;该试验形成的焊接工艺指导书,可用于指导车间焊接生产。     

不同热处理制度对Q345R(HIC)焊接接头组织及性能的影响

结合制造厂实际制造工艺,试验研究了不同焊后热处理温度、正火温度对Q345R(HIC)对接焊接接头金相组织及力学性能的影响。试验发现,随着焊后热处理温度的升高,焊接接头硬度逐渐降低,热影响区晶粒度减小,690℃时焊接接头抗拉强度明显降低。随着正火温度的提高,焊接接头强度变差,接近强度要求值下限,低温冲击性能均良好。考虑正火+焊后热处理的焊接接头对焊接材料P、S质量分数的苛刻要求,选择匹配的国内焊材为AT-H08MnHIC/SJ613HIC,从试验数据看出,焊接接头-30℃冲击功均在200J左右,满足要求,强度值接近要求值下限。     

SA516-Gr70钢焊接接头低温断裂阻力研究

采用CTOD试验方法,对SA516-Gr70低温钢窄间隙自动焊焊接接头不同区域、不同取样位置的低温CTOD断裂阻力曲线及其特征值进行了比较研究,结果表明,焊接接头中存在着明显的力学性能不均匀性;焊缝金属和熔合区的低温断裂韧性均优于母材金属;沿板厚方向,后焊区域的低温断裂韧性优于高于先焊区域。     

双面单道埋弧焊管线钢管的力学性能评价与统计相关性研究

为了评价 X70埋弧焊管线钢管的力学性能,对焊接接头和母材的强度、塑性、硬度、韧性以及可焊性进行了评价。结果表明,焊缝熔合区沉淀相的显微组织主要由晶内针状铁素体和晶界块状铁素体组成,其硬度最高而冲击韧性最低;焊接接头的抗拉强度高于母材的抗拉强度。使用相关性和一元线性回归方法对试验数据进行了统计分析,分析结果表明,屈服强度可以有效用于估算母材的抗拉强度和屈强比,决定系数R2分别约为80％和65％。另外,还可以采用母材的抗拉强度以大约60％的决定系数R2来预测焊接接头的抗拉强度,预测值与试验数据高度吻合,所提出的模型可以在实践中便捷使用。     

X65级薄壁直缝埋弧焊管焊接工艺试验研究

针对X65级9.5 mm薄壁JCOE钢管进行了内外焊三丝和双丝两种不同焊接工艺参数的试验研究,并对两种方案的焊接接头性能进行对比分析。结果表明,两种方案均能满足技术条件要求,内外焊双丝焊接工艺生产的钢管各项指标更优。选择该方案在工厂进行了批量生产,其焊缝拉伸性能均达到标准要求,且断裂位置均位于母材;母材、焊缝及热影响区的硬度均低于较低技术条件最大允许硬度265HV10的要求;焊缝组织为针状铁素体,焊接接头具有良好的韧性。     

钻杆摩擦焊形变热处理装置的设计与应用

针对钻杆摩擦焊形变热处理的工艺要求,在原摩擦焊机的基础上,改造摩擦焊机刹车机构,设计液-气雾化淬火装置和电控系统,使焊接接头区在摩擦焊剧烈加热后及时速冷淬火,达到形变与相变双重韧化的效果。在φ127mmG105石油钻杆的摩擦焊修复生产中,通过优化形变热处理参数,使接头的力学性能和显微组织均符合API Spec 7标准要求,焊缝冲击功为40～130J,达到或超过母材的水平,且生产工艺简单,工效高,大大节省了能源。     

2A12铝合金搅拌摩擦焊温度场及接头组织分析

为了获得2A12铝合金搅拌摩擦焊(FSW)焊接过程中焊接温度场的动态演变和焊接热循环曲线的变化规律,探索焊接热作用过程与接头微观组织的内在联系,利用ANSYS软件,建立了搅拌摩擦焊接传热过程的有限元数值分析模型,对6 mm厚2A12铝合金FSW焊接过程进行了数值分析,观察了焊核区、热力影响区、热影响区和母材的显微组织,分析了接头不同区域所经历的热作用和机械作用。结果表明,焊核区实质为焊接过程中温度超过了母材实际再结晶温度的区域;焊核区上部、焊核区下部、热力影响区、热影响区的显微组织特征与各自所经历的热-力复合作用具有密切的内在联系。     

钛合金线性摩擦焊界面氧化物“自清理”过程研究

为了对钛合金线性摩擦焊界面氧化物"自清理"过程进行研究,利用Mo涂层模拟界面氧化物,采用不同摩擦时间的焊接工艺,进行了3组钛合金线性摩擦焊的对比试验。利用光学显微镜观察了焊接界面Mo颗粒分布情况,采用电子扫描显微镜测定了焊接界面残留Mo颗粒的含量;通过观察Mo颗粒在焊缝及飞边中的分布演变情况,研究了钛合金线性摩擦焊界面氧化物的"自清理"过程。结果表明,在钛合金线性摩擦焊过程中,氧化物被热塑性金属包裹,随着工件的相对运动,由界面挤出并形成飞边,致密结合的飞边可以防止内部金属进一步氧化;在合适的焊接参数前提下,适当的摩擦时间可以保证焊接界面完成氧化物的"自清理"过程。     

摩擦焊区焊热处理工艺研究

针对摩擦焊区焊后局部热处理工艺存在焊合面韧性低和热影响软化区强度低的问题,研究了摩擦焊区焊热处理工艺和设备。焊热处理工艺是利用摩擦焊的焊接热对焊区进行淬火,然后再进行局部回火的工艺,主要由一级摩擦→二级摩擦→顶锻→保压→冲切内飞边→淬火冷却→热处理回火等工序组成。与现有的焊后局部热处理工艺相比,省去了不完全退火和淬火两道工序,简化了生产过程,具有较好的经济效益。焊区的组织分析和性能检测表明,金相组织的多边化结构、碳化物的弥散分布和细化的亚晶粒,摩擦焊接接头强度和塑韧性均得到提高。     

不同热处理温度对D36钢焊接接头力学性能和金相组织的影响

为了制定合理的热处理方案,以适应海洋工程D36钢焊接施工要求,保证焊接质量,在母材、焊材、坡口形式、焊接位置、焊接方法及工艺等基本参数一致的条件下,对不同热处理温度下D36钢焊接接头的焊缝和热影响区的化学成分、力学性能和金相组织进行了分析和对比试验。结果表明,热处理温度的不同会导致焊缝区和热影响区的显微组织发生较为复杂的变化,进而使焊接接头的力学性能下降,为了保证焊接质量应该选择合适的热处理温度。经测定,780 ℃和890 ℃热处理条件下焊接接头的金相组织和力学性能都在规定范围,但780 ℃热处理后焊接接头的力学性能更为优异。     

CT110连续油管环焊工艺对焊接接头组织性能的影响

为了确保连续油管现场修复对接焊缝性能,提高连续油管的使用寿命,设计了两种CT110连续油管环焊对接工艺方案,并进行了焊接试验。采用金相组织分析、显微硬度测试、拉伸性能检测及疲劳试验等方法,分析了两种工艺方案下焊接接头的组织与力学性能。结果显示,两种工艺下所焊CT110连续油管焊接接头的焊缝及热影响区粗晶区组织均以铁素体和粒状贝氏体为主,显微硬度及抗拉强度相当,但工艺方案二所焊接头均匀变形能力更强,疲劳寿命相对提高92%。研究表明,采用工艺方案二将盖面层改为两道焊的工艺措施,能够降低因焊接热作用引起的热影响区回复与再结晶程度,提高焊接接头均匀变形能力,从而提高接头抗低周疲劳性能。