高速列车6N01侧墙激光复合焊接头软化行为分析

采用激光-电弧复合焊工艺焊接高速列车侧墙6N01铝合金型材,并对焊接接头的软化行为进行分析. 通过拉伸试验、显微硬度测试、微观金相试验和拉伸断口SEM试验,系统分析激光-电弧复合焊焊接接头软化行为,并与目前生产中应用的MIG焊接头的性能进行对比. 结果表明,采用复合焊,焊接接头强度均较MIG焊接头的强度提升10%以上,HAZ的软化区较MIG焊的减小了40%～60%;激光复合焊接头金相组织晶粒更细小,第二相质点数量多而且弥散细小,MIG焊热影响区晶粒长大倾向较大,强化相质点数量少并且尺寸较大. 采用激光-电弧复合焊方法对高速列车车体的侧墙所发生的焊接接头软化有较大的改善.     

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。     

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%。     

高速列车6N01铝合金型材激光-MIG复合焊研究

针对高速列车的单层地板和侧墙部件,分别采用MIG焊和激光-单丝MIG复合焊进行6N01铝合金型材试验研究,优化了复合热源焊接的坡口尺寸,对比分析了两种焊接方法的焊缝成形、焊接效率、接头力学性能及微观组织。试验结果表明,复合焊在焊接速度为3 m/min时仍可获得良好的焊缝成形,与MIG焊相比,复合焊接效率可提高3倍以上,抗拉强度提高9%左右。     

基于实际工况的超高强钢薄板激光-MAG复合热源焊接工艺特性北大核心

采用激光-MAG复合焊和常规MAG焊两种焊接方法进行了超高强钢的焊接试验研究,对比分析了激光-MAG复合焊在焊缝成形、焊接效率、焊接变形、工况适应性以及接头力学性能等方面的优势。结果表明:在高速焊接条件及复杂工况条件下,激光-MAG电弧复合焊仍可以实现超高强钢薄板稳定可靠的单面焊双面成形,与常规MAG焊相比,焊接效率提高5倍,焊接变形显著减小,接头抗拉强度提高26%以上,接头软化程度明显降低,焊接工艺对复杂工况的适应性较好。     

高速列车6005A-T6铝合金型材激光-双丝MIG复合焊

分别利用双丝MIG焊和激光-双丝MIG复合焊进行了高速列车6005A-T6铝合金型材的焊接试验研究,对比分析了两种焊接方法的焊缝成形、焊接变形、接头力学性能及其接头微观组织.结果表明,激光-双丝MIG复合焊接6005A-T6铝合金型材时的焊接速度可达4.5 m/min,焊接过程具有较好的搭桥能力,对接间隙达到1.4 mm时,仍可以获得良好的焊缝成形.当焊接速度大于或等于4 m/min时,复合焊接头的焊接变形量仅为常规双丝MIG焊的40%左右,其抗拉强度达到了母材强度的83%,比常规双丝MIG焊接头的抗拉强度提高了9%左右.     

激光-MIG复合焊接对错边的工艺适应性

试验以4 mm厚6005A铝合金为研究对象,使用激光-MIG复合焊接方法对不同错边量的试板进行焊接,研究激光-MIG复合焊接对错边的工艺适应性。试验结果表明:随着错边量的增大,激光-MIG复合焊接的熔透能力有所下降,在错边量小于0.6 mm时可以保证接头的良好成型;在0~0.6 mm错边量的范围内,激光-MIG复合焊接接头的显微组织、硬度分布和常规力学性能没有随错边量的增加而发生明显变化,激光-MIG复合焊接对错边具有良好的工艺适应性。     

Q345钢激光电弧复合焊横焊工艺研究

采用激光-电弧复合焊技术进行储罐用钢板横向焊工艺焊接Q345钢,分析了影响焊缝成形的各种因素,并测试了焊缝的力学性能。结果表明,激光输入功率主要影响熔深及背面成形,光丝间距影响复合效果。焊缝硬度高于母材,韧性低于母材。调整激光输入功率与电弧功率,可以改变激光电弧复合焊对工况的适应性。试验结果表明,对于横向焊,当错边量达到2 mm,间隙达到1.3 mm时仍能获得合格的焊缝。     

Q960高强钢焊接接头组织及力学性能

使用电弧焊和激光-电弧复合焊2种焊接工艺对高强钢Q960钢板进行对接焊试验,焊接材料选用遵循等强匹配原则,对焊接接头金相组织、拉伸性能、冲击韧性以及耐蚀性进行了试验评价和分析,结果表明：焊接接头抗拉强度和冲击吸收功均满足Q960板材标准要求;电弧焊焊缝中心为铁素体和粒状贝氏体组织,断裂发生于焊缝,选用激光-电弧复合焊工艺后,焊缝中心主要为板条贝氏体组织,强度提高,拉伸试样断裂于母材。周期浸润腐蚀试验结果表明：Q960钢焊接接头耐腐蚀性与耐候型S355钢焊接接头耐腐蚀性相当。     

轨道客车转向架用耐候钢激光电弧复合焊接头组织和性能研究

采用激光电弧复合焊对S355J2耐候钢进行焊接,研究了焊接接头组织和性能。结果表明,耐候钢激光电弧焊焊缝分为电弧区、过渡区和激光区,微观组织主要为铁素体+珠光体。抗拉强度和屈服强度满足要求,焊接接头抗拉强度达到500 MPa以上,与母材强度相当。随着板厚的增加,耐候钢抗拉强度和屈服强度逐渐减小,伸长率增加。耐候钢焊接接头10 mm板厚最高硬度大于16 mm板厚最高硬度。焊接接头激光区平均硬度最高,电弧区平均硬度最低。     

厚板S355J2W+N钢激光-电弧复合焊工艺研究

试验研究了厚16 mm的S355J2W+N钢板激光-电弧复合焊对接接头的工艺和力学性能,为激光-电弧复合焊在厚板焊接生产中的应用提供试验基础。试验结果表明:激光功率决定了复合焊多层焊的最大熔深,焊接电流和焊接速度决定了焊缝的熔敷量和焊缝成形质量;厚16 mm的S355J2W钢板建议采用三层三道的焊接工艺,接头性能完全满足MAG焊标准的要求。     

转向架耐候钢角接接头激光/激光-MAG复合焊工艺

为解决高速列车转向架耐候钢焊接构架中存在的焊缝根部未焊透问题,针对转向架焊接构架中典型的角接接头,采用激光/激光-MAG复合焊接技术进行系统的工艺试验,通过分析焊缝熔透及成形情况,确定适合激光/激光-MAG复合焊角接接头的坡口角度为35°、钝边尺寸为4 mm,以及相应焊接工艺参数。焊接接头无明显的淬硬组织,硬度测试结果满足相关标准规定。     

激光-MAG电弧复合焊接单面焊双面型工艺

以4～10 mm不同厚度的Q345B钢板作为实验材料,利用光纤激光-MAG电弧复合焊接方法,通过改变激光功率、焊接电流、焊接电压、送丝速度、焊接速度等参数,探索单面焊双面成型工艺,验证焊接工艺对错边、间隙的容忍度.结果表明,激光电弧复合焊在不同的参数组合下均能获得良好的单面焊双面成型,对于错边和间隙的容忍度优于单独的MAG焊接,在实际生产的应用前景更好.     

背面成形对A7NO1铝合金激光-MIG复合焊接头组织性能的影响

针对高速列车用6 mm厚A7N01P-T4铝合金,进行强制成形和背部加永久垫板两种接头形式的激光-MIG复合焊接试验,并对比分析焊接接头的宏观成形、显微组织、力学性能,以此研究激光-MIG复合焊对两种接头型式的适应性。实验结果表明,两种接头型式均可获得外观成形良好、显微组织正常的焊缝;而力学性能方面,当背部加永久垫板时的接头抗拉强度较强制成型时的接头提高11 MPa,激光-MIG复合焊接高速列车用6 mm厚A7N01P-T4铝合金板时采用背部加永久垫板的接头形能取得较好的性能。     

激光-MAG电弧复合焊接单面焊双面成型工艺

以4~10 mm不同厚度的Q345B钢板作为实验材料,利用光纤激光-MAG电弧复合焊接方法,通过改变激光功率、焊接电流、焊接电压、送丝速度、焊接速度等参数,探索单面焊双面成型工艺,验证焊接工艺对错边、间隙的容忍度。结果表明,激光电弧复合焊在不同的参数组合下均能获得良好的单面焊双面成型,对于错边和间隙的容忍度优于单独的MAG焊接,在实际生产的应用前景更好。     

焊接参数对不等厚钛合金角接结构激光诱导电弧焊接成形的影响

采用低功率激光诱导TIG电弧焊接技术,对15 mm和6 mm厚TC4钛合金板的角接结构焊接工艺进行研究。分析了焊接参数对不等厚板角接结构焊缝成形、焊接接头典型组织特征和显微硬度分布的影响机理。试验结果表明:在激光功率485 W、TIG电弧电流240 A、预留间隙0.3 mm时可获得最佳成形焊接接头;激光与电弧的匹配增大了焊接参数选择范围,可增强面对特殊结构的焊接适应性。钛合金不等厚板角接结构焊后接头呈非对称状,两侧组织存在差异,薄板侧晶粒长大明显,出现柱状晶区,TC4双相钛合金焊后组织中出现的网篮组织能提升焊缝强度。     

大厚度船用高强钢激光-电弧复合焊技术研究

为实现大厚度高强钢全熔透单道对接焊,针对厚度20mm的AH32船用高强钢,采用15kW大功率CO_2激光进行激光-电弧复合焊接.分析了工件坡口、焊接速度、送丝速度、离焦量、装配间隙等规范参数对焊缝成型影响;通过金相观察以及显微硬度测定分析了接头组织性能.结果表明:通过激光功率等焊接规范匹配,激光-电弧复合焊接能实现20mm厚板的全熔透单道对接;钝边为8mm的Y形坡口有助于提高厚板激光-电弧复合焊缝熔透能力;降低焊接速度有利于提高熔深能力;工件厚度较大时,装配间隙对焊缝熔深能力的影响较为显著;接头硬度表明厚板激光复合焊焊缝纵向热循环模式存在较大差异.     

T型接头约束电弧塞焊焊接工艺与焊缝成形

针对三明治板激光焊接中芯板与面板T型接头熔合不良的问题,提出一种利用焊剂片约束电弧塞焊制造高强钢三明治板的新工艺。采用高速摄像技术研究电弧燃烧形态和熔池变化过程,并对T型接头进行力学性能测试。结果表明,焊剂片可以压缩和稳定电弧,提高焊接热效率,促进熔滴过渡。采用φ1.6 mm焊丝焊接时,坡口装配间隙5~6 mm,焊缝成形良好。焊接电流一定时,随着电弧电压的增大,接头依次出现未焊透、成形良好、电弧再次攀升未焊透和焊漏的变化规律。约束电弧塞焊工艺范围为:电弧电压20~24 V,焊接电流160~300 A,焊速5 mm/s。     

转向架用钢激光-MAG复合焊角焊缝

高速列车耐候钢转向架焊接中,有大量角接形式的焊接接头。作为列车的主要承载部件,转向架的焊接要求完全焊透。采用传统MAG焊和激光-MAG复合焊对12 mm板厚的SMA490BW耐候钢进行焊接试验,并观察测试两种方法获得的接头宏观形貌、微观组织和力学性能。结果表明,激光-MAG复合焊接接头组织和力学性能均优于MAG焊接接头,因而在转向架焊接中可替代MAG焊接工艺。     

A7N01铝合金激光-MIG复合焊接工况适应性研究

针对高速列车用6 mm厚A7N01P-T4铝合金,选择不同的焊接速度、坡口间隙、热源间距、错边量等进行激光-MIG复合焊接,并分析焊接接头的宏观成型、显微组织及力学性能,以此研究激光-MIG复合焊接的工况适应性。研究结果表明:激光-MIG复合焊接6 mm厚A7N01P-T4铝合金板,焊接速度在0.9~1.1 m/min时可以获得成型良好、性能稳定的接头;热源间距在1~4 mm时可获得成型良好、性能稳定的接头;错边量在1.0 mm以下时的焊接接头成型良好、力学性能正常;坡口间隙在1.0~1.2 mm时获得的接头成型最好,性能也最佳。