D406A超高强度钢激光-TIG复合填丝焊接头组织与性能分析

采用激光-TIG填丝复合焊接6.6 mm厚的D406A超高强度钢,分两层进行焊接。优化工艺参数后,对焊接接头的宏观成型、显微组织特征、显微硬度、拉伸性能及冲击性能进行分析。结果表明,在优化的工艺参数范围内,焊缝成型良好,无裂纹等缺陷;接头宏观尺寸及显微组织具有非均匀性,电弧区焊缝熔宽是激光区的3.9倍;接头显微组织为尺寸不均匀的马氏体,回火区存在屈氏体,在板条马氏体内部存在高密度的位错,片状马氏体内部同时存在孪晶和位错;母材硬度最低,热影响区硬度最高,回火区存在软化,其硬度为母材的90%;拉伸试样断裂在回火区,抗拉强度为母材的93%;焊缝的冲击吸收能量为母材的76.2%,冲击韧性较低。     

排布方式对铝合金激光-MIG复合横向焊接特性的影响

采用常规激光-熔化极惰性气体保护电弧(Metal inert gas,MIG)复合横向焊接铝合金过程中,焊缝表面极易出现咬边和下塌等缺陷,由此开展排布方式对激光-MIG电弧复合横向焊接铝合金焊接特性的影响研究。分析二者的排布方式对熔池特征、熔滴过渡形式以及焊缝成形规律的影响。试验结果表明,异面引导复合焊接方式对焊缝成形有明显改善作用,焊缝表面熔宽减少、中心线偏移和咬边缺陷得到有效抑制。采用同面引导复合方式时,熔滴过渡到匙孔后方,熔池下侧熔融金属大量堆积并产生周期性的波动,导致焊缝结晶组织出现了分层现象;而采用异面引导复合方式时,熔滴过渡到匙孔下方,并且熔滴在熔池中的落点位置与同面引导方式相比要偏上,熔滴过渡频率稍低,此时熔池中熔融金属分布较为均匀,熔池下部堆积金属较少,有效抑制了焊缝的下塌和咬边缺陷。     

X70钢管道全位置激光-MAG电弧复合根焊焊缝成形试验研究

针对X70钢管道全位置激光-熔化极活性气体保护(MAG)电弧复合根焊焊接过程中,管道焊接3~6点位焊缝背面易出现内凹,开展了管道全位置激光-MAG电弧复合根焊焊缝成形试验研究。试验结果表明,激光-电弧复合焊接能量输入、焊枪角度对焊缝背面内凹影响较大;焊缝背面内凹可能是由于熔池液态金属重力作用导致焊缝熔融金属下淌所致。通过变参数能量输入方法,从3点位到6点位逐渐降低激光-电弧复合焊接功率;并向上倾斜焊枪角度使激光和焊缝切线方向成80°时,可利用保护气吹力和电弧力"托住"熔池,有效抑制内凹缺陷,改善焊缝成形。此外,发现焊缝背面有无内凹对静载拉伸性能基本无影响,有内凹管道的抗拉强度可达到596 MPa以上,但焊缝背面内凹大幅降低了管道疲劳性能。     

X70钢管道采用铜衬垫根焊的焊接接头疲劳性能

利用成组法,在应力比r=0.1的情况下分别对采用铜衬垫与陶瓷衬垫进行根焊的X70钢管道焊接接头进行了高频疲劳试验,并在一定的疲劳载荷及循环次数下,对比两种试样焊趾处疲劳裂纹的启裂情况. 结果表明,X70钢管道根焊采用铜衬垫焊接过程中,其背部的渗铜对构件疲劳强度基本没有影响,两种试样的S-N曲线基本一致,疲劳裂纹均起始于根焊背部焊趾处. 在相同的应力及循环条件下,焊趾处裂纹萌生情况无明显区别. 在此基础上,采用SEM方法进一步对疲劳断口进行了分析.     

D406A超高强度钢激光-TIG复合填丝焊接气孔特性分析

采用激光-TIG电弧复合填丝焊接6.6 mm厚的D406A超高强度钢，发现焊缝内部存在一定量气孔缺陷. 利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线探伤等方法进一步分析了焊缝内气孔形貌、分布特征及其形成机制，发现气孔内壁出现大量的C,O元素富集现象，根据线扫描分析与理论计算相结合，推测焊缝中气孔类型主要为CO气孔. 在此基础上，进一步探讨了焊接工艺参数对气孔率的影响规律，通过适当增大激光功率、减小送丝速度、增大保护气流量和提高焊接速度可以有效减少气孔，使气孔率降低到1%以下，为抑制D406A超高强钢激光-TIG电弧复合填丝焊接接头气孔提供理论基础.