SA508-Gr.3钢变参数回火焊道焊接接头组织与性能研究

针对满足核级标准要求的SA508-Gr.3钢,采用变参数回火焊道焊接技术在母材上使用自动TIG焊焊接工艺进行平板堆焊,然后对焊接接头热影响区的组织和性能进行研究。试验结果表明,通过变参数回火焊道技术获得的焊接接头热影响区的粗晶区和临界粗晶区均能够得到综合性能较好的回火索氏体组织,热影响区显微硬度整体低于300 HV,而热影响区各分区-20℃下冲击吸收能量平均可达170 J,这与采用同参数调质模式的回火焊道技术获得的焊接接头热影响区的相应数据是相当的。     

A508-3钢回火焊道接头组织和性能

文中针对A508-3钢,采用镍基合金焊条Ni690在其表面实施了异种材料的回火焊道焊接技术,分析了异种材料回火焊道焊接接头组织和性能,并与常规焊接工艺+590 ℃×2 h焊后热处理的焊接接头进行了对比。试验结果表明,常规焊接工艺+焊后热处理的接头硬度虽然粗晶区硬度明显降低,但是马氏体带的硬度降低不明显,而采用回火焊道焊接技术的焊接接头粗晶区和马氏体带的硬度均明显降低;回火焊道技术可以同时软化粗晶区和熔合区,其中粗晶区硬度约为热处理效果的73%～89%,但是获得的接头硬度均匀性更佳。从试验结果来看,能够免除焊后热处理的回火焊道焊接技术是大型结构部件焊接修复或制造时理想的焊接方法。     

镀锌钢CMT钎焊微观组织和力学性能研究

以CuSi3焊丝作为填充金属,镀锌钢板为母材,进行CMT熔钎焊试验。通过改变CMT熔钎焊工艺参数获得熔钎焊焊道,并对其显微组织进行观察,综合分析送丝速度及焊接速度对CuSi3/镀锌钢CMT熔钎焊微观组织的影响。结果表明,在送丝速度不变时,焊接速度越大,钎料润湿性越差,界面层越平直,钎料中花状组织越少;在焊接速度不变时,送丝速度越大,钎料润湿性越好,界面层越弯曲,钎料中花状组织越多。借助电子万能试验机对接头进行拉伸试验,结果表明,在合适的焊接参数下镀锌钢板CMT熔钎焊接头的最高抗拉强度可达321 MPa。     

核电用508-III钢窄间隙脉冲TIG单层单道钨极摆动焊工艺

文中介绍了窄间隙脉冲TIG单层单道钨极摆动焊的工艺特点,针对核电用508-III钢材料进行了焊接工艺性试验,设计了合适的窄间隙焊接坡口形式,根据试验数据,得出了不同厚度核电用508-III钢材料的窄间隙脉冲TIG单层单道钨极摆动焊坡口尺寸范围,分析了焊接电流、电弧电压、焊接速度、送丝速度、钨极摆角、热丝电流形式、保护气体流量对焊接过程和焊接质量的影响,制定了相应的工艺过程控制措施。通过焊接工艺试验,获得了探伤合格的焊缝,接头力学性能指标满足国内三代核电产品技术条件的要求。     

汽车用镁/钢异种金属的焊接接头组织与性能研究

采用熔化极惰性气体保护电弧焊(MIG)方法对AZ91D合金/Q345钢异种金属进行了焊接,研究了焊接电流和焊接速度对焊缝显微组织和焊接接头抗拉强度的影响。结果表明,不同焊接电流条件下焊缝区都为等轴晶,且随着焊接电流的增加,焊缝区晶粒尺寸逐渐增大;随着焊接电流的增加,焊接接头的抗拉强度呈现先增加而后降低的趋势,在焊接电流为130 A时取得最大值144 MPa;随着焊接速度的增加,异种金属焊接接头的抗拉强度呈现先增加后降低的特征,在焊接速度为750 mm/min时取得最小值,抗拉强度最小值约为38 MPa。AZ91D合金/Q345钢异种金属适宜的MIG焊接工艺为:焊接电流130 A,焊接速度600 mm/min。     

铸造模具钢的焊后热处理及组织与性能研究

研究了焊接电流对淬回火态铸造模具钢焊接接头成形和力学性能的影响,并对比分析了焊态和回火态焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,焊接电流为90～110 A时,焊接过程中不会出现断弧或者飞溅现象,焊缝中也未见明显夹渣等缺陷存在,焊缝成形性较好;500℃/2 h回火处理对焊接接头焊缝区和淬火区组织有明显改善,而对母材和回火区组织影响较小,回火态焊接接头淬火区组织为回火马氏体,焊缝区为回火马氏体+铁素体+少量残余奥氏体;焊后进行回火处理可以明显提高焊接接头的抗拉强度,但是断裂位置并不会发生改变;焊接电流为90～110 A时,焊态和回火态焊接接头的抗拉强度都要高于焊接电流为110～140 A时的焊接接头,且其回火态焊接接头的抗拉强度达到铸造模具钢母材的81.4%。     

回火焊道焊接技术的研究与应用现状

回火焊道焊接技术是一种修复技术,通过后续焊道的热循环对前焊道形成的热影响区或焊缝金属进行回火,从而免除焊后热处理。结合国内外同行对回火焊道焊接技术的理论研究和实践应用,在介绍其基本原理及对焊接接头力学性能和残余应力影响的基础上,简述了回火焊道工艺的制定、优化和评定的进展,分析和总结了其在异种金属连接中的应用,并对未来的研究方向进行展望。     

回火焊道焊接技术的研究与应用现状

回火焊道焊接技术是一种修复技术,通过后续焊道的热循环对前焊道形成的热影响区或焊缝金属进行回火,从而免除焊后热处理。结合国内外同行对回火焊道焊接技术的理论研究和实践应用,在介绍其基本原理及对焊接接头力学性能和残余应力影响的基础上,简述了回火焊道工艺的制定、优化和评定的进展,分析和总结了其在异种金属连接中的应用,并对未来的研究方向进行展望。     

SA508-3钢回火焊道技术焊道搭接量的分析

针对核电设备常用钢种SA508-3钢,采用钨极氩弧自动焊接方法,对该钢种在使用回火焊道焊接技术修复时的焊道搭接量进行了分析。试验结果表明,焊道搭接量在0%~30%时,相邻的焊道间有明显的凹坑的存在,在后续焊道的焊接过程中容易出现未熔合问题;焊道搭接量达到70%时,焊道表面向瘤状发展,不利于后续焊道的排布,焊道几何尺寸的排布使得回火焊道焊接技术无法实施;焊道搭接量在40%~60%时,焊道分布相对平直,显微硬度及淬硬组织分布均匀,利于回火焊道技术的实施。     

两种常见焊接接头的机器人焊接工艺

采用弧焊机器人进行了8 mm厚板对接平位焊、6 mm厚板T形接头平角焊试验,重点分析了坡口根部间隙、焊枪角度、电弧电压、焊接电流和焊接速度对板对接打底层焊缝成形、背面焊缝宽度和余高的影响,以及焊接速度、电弧电压和焊接电流对T形接头焊缝成形、焊脚尺寸和凸度的影响。通过试验优化了焊接工艺参数,获得了正反面成形美观、熔合良好、焊缝宽窄和高低均匀的对接接头;试验测得对接接头背面焊缝宽度为4.04 mm,背面焊缝余高为0.17 mm,正面焊缝宽度为14.20 mm,正面焊缝余高为1.22 mm。采用优化后的焊接工艺参数对T形接头进行了焊接试验,角焊缝两焊趾区域熔合良好、焊缝平齐、焊缝表面微下凹,试验测得焊脚尺寸为6.8 mm。     

高速CMT焊送丝速度和焊接电流波形参数的优化

在5 m/min的平均送丝速度、1.8 m/min的焊接速度下开展高速CMT焊正交试验,研究焊接工艺参数对焊接过程及焊缝成形的影响,分析高速下焊接过程不稳定的原因. 结果表明,峰值送丝速度、峰值持续时间tp和峰值电流Ip的影响作用依次降低. 焊接工艺参数匹配不合适时(包括焊机的专家参数),高速焊时频繁发生周期性“粘丝”现象,焊缝成形不均匀、咬边严重. 峰值送丝速度过快、高速下的熔滴后拖和熔池前部金属薄层温度过低是“粘丝”产生的主要原因. 通过合理匹配上述三个参数消除了粘丝并获得良好的焊缝成形.     

Effect of welding current and speed on occurrence of humping bead in high-speed GMAW

The developed mathematical model of humping formation mechanism in high-speed gas metal arc welding (GMAW) is used to analyze the effects of welding current and welding speed on the occurrence of humping bead. It considers both the momentum and heat content of backward flowing molten jet inside weld pool. Three-dimensional geometry of weld pool, the spacing between two adjacent humps and hump height along humping weld bead are calculated under different levels of welding current and welding speed. It shows that wire feeding rate, power intensity and the moment of backward flowing molten jet are the major factors on humping bead formation.     

镁合金激光氩弧复合热源冷填丝焊接工艺

研究了镁合金的低功率激光-氩弧复合热源冷填丝焊接工艺.通过5 mm厚镁合金板材的堆焊试验,研究了焊接电流、焊接速度、钨极高度和热源距离等参数对焊缝成形和焊接熔深的影响,确定了钨极高度为0.75 mm,热源间距DLA为1.2 mm左右的焊接参数范围;在堆焊基础上,进行了2.5 mm厚镁合金板材的对焊试验,实现了单面焊双面成形,焊接速度达1 200 mm/min,焊接接头熔深为单TIG冷填丝接头熔深的两倍,抗拉强度达到母材的95%左右,实现了高速、优质的镁合金冷填丝焊接.另外,简要分析了激光的加入对焊接过程的影响.     

Prediction of bead geometry in pulsed GMA welding using back propagation neural network

This paper presents the development of a back propagation neural network model for the prediction of weld bead geometry in pulsed gas metal arc welding process. The model is based on experimental data. The thickness of the plate, pulse frequency, wire feed rate, wire feed rate/travel speed ratio, and peak current have been considered as the input parameters and the bead penetration depth and the convexity index of the bead as output parameters to develop the model. The developed model is then compared with experimental results and it is found that the results obtained from neural network model are accurate in predicting the weld bead geometry.     

Study on new GMA welding process with duplex current feeding

Gas metal arc welding (GMAW) under pure argon shielding gas atmosphere (pure argon-GMAW) is suitable to obtain a high-strength and high toughness welded joint. However, it is difficult that pure argon-GMA welding is applied practically welding structure because of arc instability. In order to perform stable pure argon-GMA welding, duplex current feeding GMAW (DCF-GMAW) has been developed. The DCF-GMAW consists of primary GMA welding current and secondary welding current by constant-current power resource. DFC-GMAW can feed larger current near wire tip. This effect makes that weld penetration depth is deeper, weld bead shape is improved using DCF-GMAW.     

激光对脉冲MIG焊熔滴过渡的改善作用

采用脉冲熔化极惰性气体保护焊（MIG）的方法焊接304不锈钢,在试验中利用电信号采集系统和高速摄像进行同步采集,研究熔滴过渡情况. 结果表明,送丝速度调节适当时,可以实现一脉一滴的射滴过渡形式. 送丝速度偏大时,焊接过程中会夹杂部分瞬时短路过渡,短路时间小于1 ms,影响焊接过程的稳定性. 当采用激光-脉冲MIG复合焊时,对瞬时短路现象有改善作用. 在一定范围内,激光功率增加,瞬时短路过渡出现的次数减少,改善作用增强. 当激光功率达到一定阈值时可完全消除瞬时短路现象,实现一脉一滴的过渡形式,焊接过程稳定. 即激光的加入提升了焊接品质与焊接效率.     

焊接速度对铝合金双脉冲GMAW的影响

利用数字化多功能焊接电源进行了不同焊接速度的AA6061铝合金双脉冲熔化极气体保护焊(DP-GMAW)试验.得到了极少焊接缺陷的接头.根据采集的试验参数开展了数值模拟,得到了熔池的温度场和和流速场,然后计算了熔池的温度梯度和冷却速度.结果表明,当低频调制频率已定时,焊接速度与送丝速度和平均电流相匹配时,焊接速度对DP-GMAW可焊性没有影响,焊波间距随着焊接速度的增加而增大.随着焊接速度的增加,DP-GMAW温度梯度减小,冷却速度增加,熔化区硬度增加.     

Nd:YAG激光焊接800 MPa TRIP钢的接头组织与性能

采用Nd:YAG激光对强度为800MPa,厚度为1.2mm的TRIP钢板进行焊接.研究焊接速度对焊缝外观和截面成形的影响及接头的组织特点、硬度、强度和成形能力.激光功率相同,焊接速度较低时焊缝易产生气孔,速度较高时易发生飞溅;焊接速度对焊缝熔深及熔宽也有影响.焊缝组织主要由马氏体构成,从焊缝、热影响区到母材,组织中马氏体含量下降,接头的最高硬度出现在焊缝或热影响区.在平行于焊缝方向,焊接接头的抗拉强度高于母材,垂直于焊缝方向,接头的抗拉强度与母材相当.由于焊缝中出现马氏体,接头的塑性和韧性降低,板材的冲压成形能力下降.     

双丝埋弧焊接头性能研究

在16Mn钢板上进行双丝自动埋弧焊工艺试验,得到了不同焊接速度下的焊件.对不同工艺参数下得到的焊接接头试样进行了拉伸试验、硬度测试以及金属显微组织观察,并计算了双丝自动埋弧焊时的熔敷率.结果表明:采用双丝埋弧焊得到的焊缝外形美观;金属熔敷率与焊接速度成反比;随着焊接速度的降低焊接线能量相应的增大,较长的高温停留时间会促...     

2060铝锂合金电流辅助激光填丝焊接工艺分析

为了改善2060铝锂合金激光填丝焊接的焊缝组织并进一步提高接头力学性能,使用了辅助激光填丝焊接的新方法.文中采用光纤激光器焊接2 mm厚2060-T8铝锂合金薄板,通过填充焊丝引入直流电流,研究电流对焊缝成形、焊缝结晶组织和接头力学性能的影响.结果表明,施加电流后,焊缝表面鱼鳞纹变得细密均匀,表明焊接过程更加稳定.同时,焊缝上、下熔宽趋于一致,焊缝结晶组织细化,熔合线附近等轴细晶区宽度减小.与无辅助电流相比,接头抗拉强度提高约5.8%.