400MPa级超细晶粒钢电弧焊接头组织性能分析

采用普通电弧焊方法(手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊、埋弧焊)对400MPa级超细晶粒钢进行焊接,并对不同工艺条件下的焊接接头进行了组织性能分析.研究结果表明:400MPa级超细晶粒钢电弧焊焊接接头热影响祆区存在着明显的晶粒长大现象;手工电弧焊和埋弧焊焊接接头性能明显下降,而二氧化碳气体保护焊焊接接头性能下降不明显.根据试验结果,实际生产中可以利用二氧化碳气体保护焊方法焊接400MPa级超细晶粒钢.     

34Cr2Ni2Mo与35CrMoV钢厚板超窄间隙MAG焊接接头组织性能分析

介绍34Cr2Ni2Mo与35CrMoV异种钢厚板对接焊的相关工艺。通过焊接接头的金相观察和力学性能试验,分析其组织分布和力学性能,发现焊缝区和正火区内的微观组织均为细晶形态,过热区晶粒略有长大但区域尺寸很窄,最高硬度在允许范围内。焊接接头的力学性能试验结果表明,在未出现缺陷的接头中,焊缝及热影响区的性能优于母材。应用超窄间隙MAG焊,较低的热输入焊接工艺有利于形成细晶粒的焊缝和热影响区组织,能够通过细晶强化大幅度提高熔敷金属的抗拉强度,获得强韧兼优的焊接接头。     

400MPa级超细晶粒钢电弧焊焊接接头组织与性能

采用普通电弧焊方法（手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊、埋弧焊）对400MPa级超细晶粒钢进行焊接,并对不同工艺条件下的焊接接头的组织与性能进行了分析。结果表明,400MPa级超细晶粒钢电弧焊焊接接头热影响区存在着明显的晶粒长大现象;手工电弧焊和埋弧焊焊接接头性能明显下降,而二筘化碳气体保护焊焊接接头性能下降不明显。根据试验结果,实际生产中可以利用二氧化碳气体保护焊方法焊接400MPa级超细晶粒钢。     

STT焊机在超细晶粒钢焊接中的试验研究

采用STT焊接电源进行了400 MPa级超细晶粒钢焊接试验.结果表明,在表面张力过渡CO2气保焊条件下,超细晶粒钢热影响区宽度极窄约为1 mm,随着线能量增大,热影响区中过热区的晶粒尺寸随之增大,但低线能量的表面张力过渡使晶粒长大的程度得到控制.各焊接线能量下,热影响区各区平均硬度不低于母材,不存在软化现象.过热区为多相组织混合形貌,为低碳马氏体、贝氏体、珠光体、铁素体的不平衡混合组织.对线能量3.68 kJ/cm时的焊接接头进行综合力学试验,发现超细晶粒钢的热影响区硬度、强度和韧性均高于母材.     

400 MPa级超级钢焊接热影响区晶粒尺寸的预测

应用有限元方法建立了超级钢焊接温度场的数学模型,对5mm厚、400MPa超级钢等离子弧焊接温度场和热循环进行了模拟和分析;利用模拟得到的热影响区热循环曲线,根据晶粒长大动力学原理对热影响区晶粒尺寸进行预测。预测结果表明,焊接接头热影响区宽度约为6.5mm;焊接接头热影响区晶粒明显长大,最大晶粒尺寸约为180μm;焊接接头热影响区晶粒随冷却速度的加快而细化,但细化程度有限。     

2219-T87铝合金变极性等离子焊接接头软化行为分析

采用变极性等离子焊接4 mm厚的2219-T87铝合金板材,并对焊接接头的软化行为进行试验研究。通过拉伸试验、硬度测试和微观金相试验来分析焊接接头的强度、硬度、组织,系统研究变极性等离子焊接接头软化行为,并与TIC焊工艺方法进行对比试验分析。结果表明:采用变极性等离子焊接4 mm厚的2219-T87铝合金板材,焊接接头的拉伸性能优于TIG焊,抗拉强度平均提高了6%左右,断后伸长率平均提高了67%左右;焊缝区和热影响区的硬度都高于TIG焊;从试验测试点数来看,采用VPPA焊接的焊缝熔宽和热影响区宽度都较小;热影响区的第二相质点都存在一定的长大,但长大倾向较小。总的来说采用变极性等离子焊接4 mm厚的2219-T87铝合金板材,有效改善了焊接接头的软化,提高了接头的强度。     

热输入对X10CrAlSi18不锈钢MIG焊接头组织及力学性能的影响

X10CrAlSi18耐热不锈钢焊接时热影响区经常会产生粗晶组织,从而造成焊接接头力学性能下降。文中先用Gleeble 3800热模拟机在热输入为0.04～2.5 kJ/mm的范围内,模拟焊接热影响区组织的变化规律。在热模拟研究基础上,采用MIG焊技术方法,对X10CrAlSi18钢进行焊接,同时对焊接接头进行常温拉伸试验与断口扫描,发现了热输入从0.31 kJ/mm增大至0.52 kJ/mm时,接头粗晶区晶粒尺寸从73μm长大到110μm,接头伸长率从21.60%降低至19.27%,接头破坏形式由韧性断裂转化为脆性断裂,粗晶区的晶粒长大是造成接头伸长率下降及脆性增加的主要原因。因此,在确保满足焊件质量的情况下,采用更低的热输入是缩短焊接高温停留时间避免粗晶脆化的有效手段之一。     

EH40船用高强钢双丝气电立焊接头组织与性能

对板厚68 mm的EH40船用高强钢进行了热输入分别为382、440和450 kJ/cm的双丝气电立焊试验,借助焊接接头的拉伸试验、冲击试验、硬度测试及显微组织分析等方法,研究了热输入对EH40钢大厚板双丝气电立焊接头组织和性能的影响。结果表明,大热输入焊接主要通过控制针状铁素体形核长大、改变晶界铁素体形貌及奥氏体晶粒大小来影响EH40钢焊接接头的组织和性能。随着热输入增加,接头强度降低,热影响区软化倾向增大。热输入过大或过小都对焊缝金属韧性不利,纵观焊接接头整体力学性能的变化,在坡口角度20°、间隙8 mm条件下,其最佳的热输入为400~440 kJ/cm。     

EH40大热输入钢双丝窄间隙MAG焊接头组织与性能

利用双丝窄间隙MAG焊对84 mm厚EH40大热输入钢进行对接试验,对焊接接头的组织与力学性能进行考察分析,研究结果表明,双丝窄间隙MAG焊工艺适用于厚板大热输入船板钢的焊接,焊缝成形良好,未见宏观缺陷。焊接接头热影响区组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体与针状铁素体组织。接头抗拉强度近520 MPa,接近母材强度;试样弯曲180°,受拉面未见明显裂纹,双丝窄间隙MAG焊工艺可以获得力学性能优良的厚板EH40大热输入钢的焊接接头。     

400MPa级超细晶粒钢的焊接

对超细晶粒钢在焊接热循环作用下晶粒长大和组织、性能变化的规律进行了研究。400MPa级钢由于不存在第Ⅱ相粒子对晶粒长大的钉扎作用,晶粒长大趋势明显,焊接热输入越大,长大程度越严重。无论是焊接热模拟试件还是焊接接头硬度测试均表明HAZ不存在软化问题,接头拉伸试验断在远离热影响区的母材上。HAZ粗晶区有较多的侧板条铁素体,但制品冲击功未显示热影响区的冲机韧性低于母材,尽管试件断口分析说明粗晶区的韧性低于母材。     

2219-O铝合金的搅拌摩擦焊接

对2219-O铝合金进行了搅拌摩擦焊接,采用光学显微镜分析了接头的微观组织,采用拉伸试验方法评价了接头的力学性能.微观分析表明,在热机循环的共同作用下,焊核区(WNZ)发生了动态再结晶,形成了细小的等轴晶粒,并且沉淀相的数量较其它各区有所增加;热机影响区(TMAZ)晶粒被拉长、弯曲,发生了动态回复和部分再结晶,晶粒内部开始有新的晶粒生成;热影响区(HAZ)的晶粒发生粗化.力学性能测试结果表明,当转速为800r/min,焊接速度为200～400 mm/min时,接头与母材等强度,断裂发生在母材区;当焊接速度大于400mm/min时,接头的抗拉强度很低,断裂发生在缺陷处.     

2219铝合金不同气氛下TIG焊焊接接头组织性能

为研究氦弧TIG焊焊缝质量,对比分析了2219铝合金氦弧TIG焊与氩弧TIG焊焊缝成形及组织性能.结果表明,在背部熔宽相同的条件下,氦弧TIG焊焊缝正面熔宽、下塌量及热影响区宽度均小于氩弧TIG焊,氦弧TIG焊与氩弧TIG焊焊缝的微观组织及第二相组织基本相似,焊缝区晶粒为等轴晶,热影响区晶粒为粗大的板条状,组织为粗大的α铝基体与金属间化合物Al₂Cu及少量的共晶组织,焊缝区的第二相组织明显多于热影响区,无法发挥弥散强化的作用.氦弧TIG焊与氩弧TIG焊焊接接头的断裂方式均为韧性断裂,抗拉强度基本保持一致,氦弧TIG焊焊接接头的断裂总延伸率高于氩弧TIG焊,维氏硬度高于氩弧TIG焊焊缝的硬度.     

焊接速度对6005A-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头力学性能的影响

文中研究了转速和热输入特征值WP一定两种条件下焊接速度对6005A-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头力学性能的影响. 结果表明,转速一定时,接头抗拉强度随焊接速度的增加呈先增大后减小的趋势;热输入特征值WP一定时,随着焊接速度的增加,接头的抗拉强度持续减小;接头呈现出三种断裂方式,分别为发生于热影响区的Ⅰ型断裂、发生于焊核区的Ⅱ型断裂和发生于热力影响区的Ⅲ型断裂;Ⅰ型断裂和Ⅱ型断裂为韧性断裂;Ⅲ型断裂为包含韧性断裂和脆性断裂的混合型断裂;接头拉伸断裂位置并非总出现在硬度最低处;焊接速度小于1 000 mm/min时,WP ≤ 1有利于提高接头力学性能,而焊接速度大于1 000 mm/min时,WP > 1更有利于提高接头力学性能.     

填充焊丝对6A02铝合金光纤激光焊接接头组织性能的影响

采用ER4043焊丝开展了1.0 mm厚6A02铝合金的光纤激光填丝焊接,对比分析了是否填丝对焊缝横截面形貌、接头组织、显微硬度分布和拉伸性能的影响.结果表明,激光填丝焊缝成形饱满,能够显著提高焊前装配的最大间隙容忍裕度.与自熔激光焊接接头相比,激光填丝焊接接头熔合区附近的柱状晶组织和焊缝中心的混合组织（柱状晶+等轴晶）均相对粗化,接头软化现象更加明显,焊态时接头抗拉强度基本相当,仅达到母材水平的83.2%,但经历固溶时效热处理后,接头强度得以恢复,并高于母材水平,断后伸长率获得显著改善,可以达到21.29%,远高于前者的8.13%.     

镁合金交流TIG和脉冲TIG组织性能分析

采用交流TIG和交流脉冲TIG两种焊接方法焊接变形镁合金AZ31B板材,利用高速摄像机和红外热像仪研究稳定焊接过程中的电弧形态和焊接温度场,观察焊接接头的微观组织并进行力学性能拉伸试验.发现脉冲焊接在峰值电流加热时的电弧形态明显大于交流TIG焊接时的电弧.对比焊接温度分布曲线可以看到,脉冲焊接时熔池两侧区域的冷却速度更快.脉冲焊接接头的热影响区更窄,而且晶粒更细小均匀.拉伸结果显示交流脉冲TIG焊接接头强度高于交流TIG焊接接头强度.     

304不锈钢薄板列置双TIG高速焊缝组织与性能

相比常规速度不锈钢焊接,高速焊接过程中焊缝金属的凝固过程及组织形态将会发生变化,从而影响焊缝组织和性能. 对1.2 mm厚304不锈钢薄板对接,采用列置双TIG焊在焊接速度为3.0 m/min时获得了良好焊缝成形,并与常规速度单TIG焊接工艺相比,采用非标准拉伸试样测试了焊缝性能,并分析了其组织. 结果表明,高速双TIG焊接焊缝中心生成等轴晶,两侧树枝晶未形成对向生长的定向晶粒,焊缝抗拉强度及断后伸长率略低于母材;相比常规单TIG焊接工艺,高速双TIG焊接热影响区晶粒平均直径降低了10.3%,但焊缝中心晶粒平均直径增大了12.9%;焊缝抗拉强度和断后伸长率分别提高了4.3%和23.2%,焊缝中心硬度值略高于母材.     

电站锅炉用HR3C新型奥氏体耐热钢的激光焊接

超(超)临界电站锅炉用新型铁素体、奥氏体耐热钢对传统焊接技术提出了挑战.激光焊接技术作为一种可靠高效的先进焊接方法,为此类钢的焊接提供了经济可行的解决办法.采用窄间隙激光填丝焊接技术,研究了10 mm厚HR3C新型奥氏体耐热钢管的激光焊接性,并对接头显微组织及高温持久强度进行了分析.试验采用3 500 W Slab CO2激光器,填充焊丝为T-HR3C.结果表明,通过优化激光焊接工艺参数,可以获得X射线探伤和渗透检验合格的焊接接头;焊缝具有明显的沿中心对称形态,以细小的柱状晶为主,混夹着少量细小的等轴晶;热影响区晶粒没有明显长大,焊缝与母材的显微硬度相当,没有明显的软化区;焊态下的激光焊接接头高温持久强度较固溶处理的热丝TIG焊接头有明显提高.     

Development of narrow gap multi-layer welding process using oscillation laser beam

The oscillation laser beam is considered to be effective as a heat source of narrow gap multi-layer welding because oscillation laser welding can control the penetration shape and prevent the lack of fusion. In this study, in order to establish a narrow gap welding process by oscillation laser beam, butt welding experiments of 50 mm thickness carbon steel plate were performed. By the appropriate control of the heat input area using the in-process sensor for recognizing the groove shape, narrow gap welding of a thick plate with groove which was cut by gas cutting was achieved. Properties of the welded joint had been confirmed by nondestructive testing, tensile test and side bend test. A two-dimensional numerical calculation model for welding deformation was developed. This calculation model was used for investigation of the optimal groove angle. The results of calculations were in quantitative agreement with the experimental results. Microstructure of the weld zone had multiple thermal histories. According to the hardness test results, maximum hardness of the heat affected zone of the upper layer has been lowered than that of the lower layer.     

轴肩尺寸对异种铝合金材料搅拌摩擦焊接头显微组织的影响规律

对5083铝/6082铝异种材料搅拌摩擦焊（friction stir welding,FSW）进行研究,重点分析轴肩直径对横截面形貌、显微组织与显微硬度的影响规律.结果表明,FSW接头焊核区由致密细小的等轴晶组成;增加轴肩直径可增加焊核区沿垂直焊缝方向的宽度以及增大焊核区、热影响区与热力影响区的晶粒尺寸.与后退侧的6082铝合金不同,前进侧5083铝合金的热力影响区发生了动态再结晶.显微硬度呈W形分布,最小值出现在热影响区.显微硬度的测试结果与焊核区的横截面形貌结果吻合.     

Microstructure and mechanical properties of the joint of 6061 aluminum alloy by plasma-MIG hybrid welding

Plasma-MIG (metal inert gas arc welding) hybrid welding of 6061 aluminum alloy with 6 mm thickness using ER5356 welding wire was carried out.The microstructures and mechanical properties of the welded joint were investigated by optical microscopy,X-ray diffraction (XRD),energy dispersive spectroscopy (EDS),tensile test,hardness test and scanning electron microscope (SEM) were used to judge the type of tensile fracture.The results showed that the tensile strength of welded joint was 142 MPa which was 53.6％ of the strength of the base metal.The welding seam zone was characterized by dendritic structure.In the fusion zone,the columnar grains existed at one side of the welding seam.The fibrous organization was found in the base metal,and also in the heat affected zone (HAZ) where the recrystallization occurred.The HAZ was the weakest position of the welded joint due to the coarsening of Mg2Si phase.The type of tensile fracture was ductile fracture.