起重机轻量化用Q890级高强钢焊接材料优化

采用直径为1.2 mm的AMC20、ERM、BHG-5三种高强钢焊丝,对Q890钢材进行焊接试验,试验结果显示ERM焊丝具有相对较优的性能。采用优选焊丝ERM进行Q890高强钢焊接工艺评定。结果显示,在本试验所用工艺参数下焊接,采用ERM焊丝能够获得满足相关使用性能要求的焊接接头。     

提高HG785高强钢焊接接头强度的试验研究

HG785属于低碳调质钢,相当于GB/T1591-2008《低合金高强度结构钢》标准中的Q690低合金高强度结构钢,抗拉强度770 MPa~940 MPa,在工程机械行业中常用于臂架的结构。本文利用混合气气体保护焊方法,采取不同的焊接工艺参数对HG785高强钢进行焊接,进而得到不同的焊接接头。对这些焊接接头的强度进行研究与分析,结果表明适宜的焊接热输入和t8/5时间才能获得合适强度的焊接接头,试验对于指导高强钢的焊接工艺设计有重要的参考意义。     

用天然气预热炉预热对焊接效果的影响

通过试验的方式验证了天然气预热炉预热Q690高强钢对焊接效果的影响。由于预热炉内温度较高，水分并没有停留在工件表面上与工件发生化学反应，工件表面无明显锈蚀现象，并确认天然气预热炉可以应用在大规模生产过程中，不会因此影响高强钢焊接质量。     

考虑焊接热影响区的DP590高强钢焊点碰撞失效模拟

通过焊点撕裂试验(搭接拉剪、剥离拉伸和KS-Ⅱ拉伸),研究了DP590高强钢焊点在不同受力条件下的碰撞失效力学响应;提出了考虑弯矩传递和焊接热影响区的焊点建模方法,基于DP590钢的CrachFEM材料模型,通过焊点撕裂试验结果与仿真结果对标,获得了热影响区CrachFEM材料模型的修正系数,通过子系统三点弯曲压溃试验,对仿真结果进行验证.结果表明:焊点试样均在热影响区发生撕裂;子系统试验得到的力-位移曲线与仿真结果具有较好的一致性,仿真和试验获得的失效载荷相对误差在1％以内,说明提出的焊点失效模拟方法可以较准确地预测DP590高强钢焊点的碰撞失效行为.     

高强钢低功率脉冲激光诱导熔化极活性气体保护电弧仰焊成形

针对5 mm厚E36高强钢板材，开展了低功率脉冲激光诱导熔化极活性气体保护电弧复合仰焊试验。研究结果表明：相比于熔化极活性气体保护电弧焊，激光诱导熔化极活性气体保护电弧复合焊接接头的焊接热输入可降低29%。复合焊接通过减小焊接熔池尺寸，可有效抑制内凹缺陷的产生，进而增大工艺参数区间。拉伸和弯曲试验表明，无内凹缺陷接头具有良好抗拉强度和弯曲载荷；有内凹缺陷接头抗拉强度与母材相当，但最大弯曲载荷显著降低。     

大厚度高强钢焊接接头CTOD允许值的研究

CTOD作为焊接构件韧性的评定标准之一,已经应用于各个领域,但是,国内CTOD准则的理论基础相对比较薄弱,对于大厚度高强度钢板焊接接头CTOD允许值的讨论已成热点,基于英国标准BS 7910-1999《金属结构中缺陷验收评定方法导则》的评定技术路线,将60 mm厚EQ70高强钢CTOD试样的单边疲劳预裂纹作为缺陷,结合焊接接头的CTOD试验结果,对其焊接接头热影响区进行失效评定。同时采用扫描电镜对EQ70焊接接头粗晶区微观组织进行分析。结果表明,焊接接头热影响区的CTOD试验值都在可接受缺陷范围内,且其热影响区存在有利于韧性的良性组织,为高强钢CTOD的允许值取值提供了思路。     

Q420高强钢在输电线路铁塔中的焊接应用

通过对全国首次采用Q420高强钢的"2005年西北750示范工程"中的焊接工艺的了解,几个加工厂采用了E50和E60系材料焊接;不同程度的出现一些问题,我们进行认真分析探讨后,归纳出用混合气体保护焊焊接,Q420焊接时选用ER55-G;Q420/Q345焊接时选用ER50-6。经工艺评定合格,在兰-宁750kV输电线路铁塔工程中焊接最终达到满意的效果。     

TRIP980高强钢/SPCC低碳钢的异种钢电阻点焊工艺优化及接头性能分析

以厚度均为1.5 mm的TRIP980高强钢/SPCC低碳钢的异种钢板电阻点焊接头为研究对象,以接头剪切拉伸载荷为评价指标,运用正交试验优化其焊接参数,采用极差法和方差法对结果进行分析,随后增加焊前预热条件,分析对比相同焊接电流、焊接时间、电极压力参数下采用预热和无预热时点焊接头的剪切拉伸载荷,利用电子拉伸试验机、金相显微镜和显微硬度仪分别对预热和无预热两种条件下较优焊接参数时的点焊接头性能及显微组织进行测试和分析,研究TRIP980高强钢/SPCC低碳钢的异种钢板电阻点焊接头力学性能及接头各区域的金相组织、硬度特点。结果表明:运用焊前预热能够获得性能良好的点焊接头,相同焊接参数情况下,预热点焊接头的剪切拉伸载荷比无预热高5.5%以上;两种条件下较优焊接参数时,无预热点焊接头为脆性断裂,预热点焊接头为韧-脆混合断裂;采用预热获得的点焊接头组织比无预热更为致密;预热点焊接头熔核和母材的硬度比无预热时有所下降,熔合线硬度过渡平缓。其主要机理是,预热使点焊接头熔核周边优先发热,热影响区扩大,熔核韧性提高和熔核周边应力集中缓解,从而提高了点焊接头的强度。     

高合金钢的焊接

高合金钢的焊接主要是指不锈钢、耐酸钢、耐热钢、热强钢等各种特殊钢的焊接。在化学工业、航空工业、石油化工以及汽轮机、燃气轮机中均有广泛的应用。高合金钢按其织织来分有铁素体、铁素体-马氏体、马氏体、奥氏体、奥氏体-铁素体等几种。几种常用的高合金钢按织织分类如表1所示。高合金钢的导热系数低,线膨胀系数大,     

不同有限元软件对Q390钢厚板T型接头焊接残余应力和变形预测精度与计算效率的比较

以Q390高强钢厚板多层多道焊T型接头为研究对象,分别基于ABAQUS、MARC和SYSWELD三款不同的有限元软件平台,开发"热-弹-塑性有限元方法"模拟接头的焊接温度场、残余应力与焊接变形。采用理论方法检验三种数值模拟软件在计算焊接温度场时的热量损失情况。结果表明,通过ABAQUS软件进行多层多道焊温度场的计算时,在后续焊道单元的添加和激活过程中,会造成热量的损失,对此提出了相应的解决方案;另外两个软件对焊接温度场的计算不存在热量损失问题。同时,采用试验方法实测接头的焊接残余应力和焊接变形。通过对比数值模拟结果与试验结果可知,三种不同的数值模拟软件对焊接残余应力都有较高的预测精度。对于焊接变形,ABAQUS的预测精度最高,然而计算时间最长;MARC次之,与ABAQUS相比计算效率提高了55%;SYSWELD对多层多道焊焊接变形的预测精度相对较差,但其计算效率最高,与ABAQUS相比效率提高了66%。为充分利用各个软件的优势进行焊接数值模拟的研究提供了较好的借鉴和参考价值。     

冷轧激光焊接DP780高铝双相带钢表面印迹产生原因

DP780高铝(铝质量分数在0.55%~0.70%)双相钢经热轧、头尾激光焊接、酸洗、冷轧后,其带钢表面出现印迹,通过显微组织、化学成分和硬度分析研究了印迹产生原因。结果表明:在DP780双相钢焊接过程中,焊缝金属中的铝元素发生氧化形成氧化铝,氧化铝未能在酸洗中有效清除;在冷轧时硬质氧化铝造成工作辊损伤,从而在带钢表面形成印迹。提高焊接速度、酸液浓度和酸洗温度能完全消除带钢表面印迹。     

DP780钢焊接接头温度场及粗晶区相含量数值模拟

应用均匀试验设计方法设计12组焊接工艺参数(焊接电流分别为60,70,80,90,100,110 A;焊接速度分别为1.96,2.88 mm·s-1),建立DP780双相钢焊接有限元模型,通过模拟和试验,以接头变形量最小为指标确定了最佳焊接电流和焊接速度;采用焊接有限元模型模拟了最佳参数焊接时接头的温度场和热影响区粗晶区(CGHAZ)马氏体含量,并通过热模拟试验进行验证.结果表明:当焊接电流为100 A、焊接速度为1.96 mm·s-1时,焊接接头的变形量最小,该变形量有限元模拟结果与试验值的相对误差为3.528％,说明模型较准确;有限元模拟得到距焊缝中心距离在2.44～6.97 mm的区域为CGHAZ,该区域中的马氏体面积分数为43％,与热模拟试验制备粗晶区试样中的马氏体面积分数(44％)相近,说明建立的模型可以用于模拟CGHAZ组织.     

超声冲击处理焊接接头疲劳设计若干问题的探讨

对大量超声冲击处理焊接接头的试验结果进行分析总结,探讨超声冲击焊接接头疲劳设计与原始焊接接头的差异,并得到下述结论：①材料强度对超声冲击方法改善焊接接头疲劳性能的处理效果有一定影响,随着接头材料强度的提高改善效果也越好,因此采用低强钢超声冲击处理焊接接头的疲劳试验结果得到疲劳设计S—N曲线是安全的。②超声冲击处理焊接接头试件S—N曲线的斜率m远大于3(6～23),不能将试验结果硬性规定按m=3．0进行统计处理,推荐取m=10。③经过超声冲击处理后其疲劳强度不再与所外加的平均应力无关,而是随着应力比R的增加,接头所能够承受的疲劳应力幅度有所降低。因此建议采用最大应力对超声冲击处理焊接接头进行疲劳设计。④当采用最大应力对超声冲击处理焊接接头进行疲劳设计时,外载荷中所含平均应力与超声冲击处理焊接接头在FAT(200万次循环次数下的特定疲劳强度,将其定为疲劳级FAT)下的疲劳强度(应力范围)之间．的关系为：F(R)=1．25-0．5R,-1≤R≤0．5。     

轿车后部加强板回弹问题的补偿方法

针对采用DP600高强钢的大众某车型的车后部加强板在进行模具开发时回弹量大、零件形状精度低等问题,开展了零件拉延、修边、翻边、整形的全工艺流程CAE仿真分析,得到了零件的回弹特征,通过采取模具补偿的方案进行回弹控制,最后经试验测量验证改善效果明显.     

CP780镀锌复相钢板电阻点焊焊接特性

对1.5 mm厚CP780镀锌复相钢板进行电阻点焊,研究了其焊接电流窗口、显微组织和力学性能,评估了点焊过程中电极的使用寿命.结果表明:试验钢板电阻点焊的焊接电流窗口为6.0～8.0kA,最大和最小焊接电流下焊缝组织均主要为板条状马氏体,热影响区组织则主要由马氏体和部分铁素体组成;最大和最小焊接电流下熔核区硬度高于热影响区,且热影响区均存在软化区;最大焊接电流点焊接头的最大剪切力和最大正拉力分别为21.80,10.56 Kn,比最小焊接电流下分别提高了51.8％,38.0％;在最大焊接电流下连续焊接2000点后,熔核直径仍均大于临界熔核直径,电极使用寿命超过2000点.     

低匹配对接接头的抗冲击等承载设计方法

针对A921高强钢低匹配焊接接头抗冲击承载能力不足的问题,基于等承载的思想提出了以冲击功为承受冲击载荷能力的参量,并以此建立了等承载关系。通过A921钢试件的夏比冲击试验,发现其材料冲击韧度与抗弯能力之间具有线性关系,并获得了冲击韧度与构件几何尺寸之间的定量关系。通过Q345钢试件的冲击试验验证了上述关系依然成立,表明该线性关系具备一定的可推广性。如果两材料均满足该关系,则可以借助该关系对比材料的冲击韧性,并预测不同尺寸试件受冲击的力学响应。为此,提出了材料的抗冲击等承载设计方案：通过计算使母材与焊接接头断裂消耗冲击功相等的最佳接头厚度,将其作为冲击载荷下等承载接头的设计条件,并结合接头几何参数优化方法,实现材料的抗冲击等承载设计。     

SUS836L（S32053）钢焊接工艺的确定

本文通过合理选择SUS836L高合金不锈钢的焊接材料并制定合理的焊接工艺方案,进行系列工艺试验,达到了设备的焊接质量要求。     

激光-电弧复合焊接下高氮钢的焊接接头力学性能

采用激光-电弧复合焊接方法,获得材质为Cr_(18)Mn_(18)N的高氮钢板材的焊接接头。然后,对该焊接接头分别进行拉伸、硬度和弯曲等力学性能试验。结果表明,焊接接头的硬度和强度均高于母材,且焊接接头的弯曲试验满足ISO 5173标准。     

薄铌板电子束焊接工艺研究

超导铌腔是高能加速器的重要组成部分,采用高真空电子束焊接工艺对超导铌腔进行加工制造时,铌板焊接试验可以为超导铌腔的制造提供可行的焊接参数。据此,主要研究了薄铌板的焊接试验流程。在不同焊缝质量要求下,通过改变聚焦电流和焊接电流大小的方式,快速找到符合要求的参数值,然后对这些参数进行试验,观察其焊缝是否可行。结果表明,试验方法切实可行,效率高,焊缝质量可以达到预期目标。     

不同冷速下Q1100高强钢焊接热影响区粗晶区的组织转变特征

利用Gleeble-3500型热模拟试验机对Q1100高强钢的焊接过程进行模拟,采用热膨胀法结合显微组织与硬度测试,绘制了该钢的模拟热影响区连续冷却转变曲线(SHCCT曲线),研究了不同冷却速率下焊接热影响区粗晶区的组织转变特征和硬度变化规律。结果表明:在模拟焊接条件下,该钢的奥氏体化温度明显高于平衡状态下的奥氏体化温度;当冷却速率低于2℃·s~(-1)时,热影响区粗晶区为全贝氏体组织;当冷却速率为2~12℃·s~(-1)时,热影响区粗晶区为贝氏体和马氏体的混合组织;当冷却速率超过12℃·s~(-1)时,热影响区粗晶区得到全马氏体组织;随着冷却速率增加,焊接热影响区粗晶区的硬度逐渐增大。