坡口角度对TCS不锈钢焊接接头组织及力学性能的影响

TCS不锈钢是国内新开发的铁路车辆专用经济型铁素体不锈钢,其焊接工艺对接头的力学性能有较大影响.针对TCS不锈钢的焊接特点,通过金相分析及力学性能试验,研究了坡口角度对其焊接接头显微组织及力学性能的影响.结果表明,接头焊缝组织为奥氏体 马氏体 δ铁素体,热影响区组织为马氏体 铁素体,随着坡口角度的增大,焊接热循环区的晶粒度变化不大,接头低温冲击韧度有所提高.     

TCS不锈钢焊接接头CTOD断裂韧度试验研究

在TCS不锈钢前期焊接试验中发现其焊接接头热影响区的冲击吸收功值在熔合线附近较低,原因是接头热影响区晶粒粗大所致.为了解TCS不锈钢焊接接头发生脆性裂纹的温度,进行了TCS不锈钢焊接接头CTOD断裂韧度试验研究,试验结果得出了发生脆性裂纹的温度.从试验结果和使用情况得出相应的结论,为今后的进一步研究奠定了基础.     

铁路货车用TCS不锈钢焊接性研究

通过斜Y型坡口试验以及焊接热模拟试验研究了12%Cr铁素体不锈钢TCS的焊接性,并对不同热输入条件下的TCS不锈钢焊接接头热影响区宽度的影响进行研究,得出随着热输入的增加,焊接热影响粗晶区随之增加,而细晶区宽度则影响不显著.通过光镜以及扫描电镜的分析指出,热影响区一定比例的马氏体含量以及分布在铁素体晶界上的弥散析出碳氮化物可以改善TCS不锈钢焊接热影响区的韧度.     

2219/5A06异种铝合金脉冲VP-TIG焊工艺

为了获取最优的焊接接头性能,采用脉冲VP-TIG焊方法,对5.5 mm厚的2219-T87和5A06-H112异种铝合金进行单层单道对接试验,设计了5种工艺参数3个因素水平的L27(3⁹)型正交试验,同时考虑3种因素间的交互作用,分析各因素对接头抗拉强度的影响,结果显示工艺参数对接头性能的影响从主到次依次为：焊接速度—坡口角度—峰值电流—脉冲频率—送丝速度;通过正交优化,获得了理想的无缺陷焊接接头,对优化后焊接接头的力学性能、微观组织与腐蚀性能进行试验.结果表明,接头断裂沿着2219侧熔合线附近最大应变处发生,该位置是整个接头中硬度最低的区域,2219侧熔合线和焊缝耐蚀性最差,是点蚀优先发生的位置.     

铁路货车用TCS345不锈钢的焊接工艺

通过对新型TCS345铁素体不锈钢进行配套焊接材料和焊接方法的选择,对其焊接接头的冷裂敏感性、力学性能、疲劳性能和焊缝重复受热后组织晶粒度的变化等试验研究,掌握了TCS345铁素体不锈钢的焊接特性,选择了匹配合理的焊接材料和焊接方法,确定了合适的焊接工艺参数,对TCS345铁素体不锈钢钢板成功应用于铁路货车产品的焊接生产具有一定的指导作用.     

双脉冲MIG工艺参数对异种不锈钢焊缝质量影响分析

针对2205与316L异种不锈钢材料焊接工艺参数难控制的问题,采用双脉冲熔化极气体保护焊（DP-MIG）工艺分别研究了强、弱脉冲个数与焊接速度对焊缝成形质量的影响,利用小波分析仪采集并分析了焊接过程中的电参数,对获得的对接焊缝进行了拉伸试验与金相分析.结果表明,焊接速度对焊缝质量影响最大,其次为弱脉冲个数、强脉冲个数,不同的强弱脉冲个数对焊缝质量的影响较小;接头断裂主要发生在焊缝处与靠近焊缝的母材316L一侧;随着焊接速度增加,焊接热输入减小,冷却速度变快,缩短铁素体发生转变的时间,导致金相组织相对细小.     

超薄不锈钢端接接头微束TIG工艺特性

针对0.2 mm超薄1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢端接接头进行微束TIG焊,采用连续焊和脉冲焊两种形式,研究焊接电流和焊接速度对焊缝成形及接头的影响。结果表明,接头宽度随着焊接电流的增加而增大,熔透深度也随之增大,有效电流相同的情况下,采用脉冲焊接能够获得更小的接头宽度和更大的熔透深度。接头抗拉力随着焊接电流的增加先增大后减小,采用脉冲焊接有利于提高接头的抗拉力,接头抗拉力最大达到1 070 N,高于连续焊接的950 N。奥氏体晶粒的母材经过焊接后出现了较多的δ铁素体,采用脉冲焊接方法的接头被熔合线分为多层,熔合线处的组织为奥氏体晶粒上分布黑色带状的δ铁素体。     

铝合金多股复合焊丝脉冲MIG焊接接头组织与性能分析

为了获取最优的焊接接头性能,采用脉冲VP-TIG焊方法,对5.5 mm厚的2219-T87和5A06-H112异种铝合金进行单层单道对接试验,设计了5种工艺参数3个因素水平的L₂₇(3⁹) 型正交试验,同时考虑3种因素间的交互作用,分析各因素对接头抗拉强度的影响,结果显示工艺参数对接头性能的影响从主到次依次为：焊接速度—坡口角度—峰值电流—脉冲频率—送丝速度; 通过正交优化,获得了理想的无缺陷焊接接头,对优化后焊接接头的力学性能、微观组织与腐蚀性能进行试验. 结果表明,接头断裂沿着2219侧熔合线附近最大应变处发生,该位置是整个接头中硬度最低的区域, 2219侧熔合线和焊缝耐蚀性最差,是点蚀优先发生的位置.

     

DC04薄钢板的脉冲激光焊接工艺研究

采用正交试验优化和金相组织分析以及力学性能测定,对厚度1.0mm的DC04薄钢板进行脉冲激光焊接工艺研究。试验结果表明,焊接过程中脉冲频率是影响焊缝表面形貌的最大因素。获得最佳工艺参数组合是焊接电压260V、脉冲频率20Hz、脉冲宽度12ms和焊接速度275mm/min。焊缝中心区域显微硬度最高,焊接接头的抗拉强度略高于母材。焊缝中心区组织主要为铁素体和少量粒状贝氏体,热影响区组织主要为垂直于焊缝方向的较为粗大的铁素体。     

大线能量焊接热模拟试件冲击韧度差异分析

针对DH36高强船板钢进行了焊接热模拟实验,分别检测了试件中心和距中心2 mm处的-20℃的低温冲击韧度,并观察了相应位置的金相组织。与实际焊接接头中距熔合线2 mm处和距熔合线5 mm处的低温冲击韧度以及金相组织进行了比较分析。结果表明,焊接热模拟试件中心冲击功低于距中心4 mm处的冲击功,原因在于该位置的金相组织中含有大量的魏氏组织,降低冲击韧度。此外,就冲击功和金相组织而言,焊接热模拟试件距中心4 mm处与实际焊接接头中距熔合线2 mm处相近。     

Analysis of grain growth in hybrid weld HAZ based on the coupled thermo-fluid mode

Accurate calculation of thermal cycles is a prerequisite to model grain growth in the heat-affected zone (HAZ). T improve the computation precision of thermal field and HAZ geometry, a coupled model of heat transfer and fluid flow is developed for laser + GMAW-P hybrid welding of TCS stainless steel. Utilizing computed temperature fields from the coupled model, the evolution of grain structure in the HAZ of TCS stainless steel in hybrid welding is numerically simulated by using a three dimensional Monte Carlo model. Simulation results show that more accurate HAZ grain structure can be obtained based on the coupled model of fluid flow and heat transfer, and the computed grain size distribution agrees well with the corresponding experimental results.     

PMMA与304不锈钢激光焊接

研究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)塑料与304不锈钢激光焊接热传导技术,采用正交试验法分析聚甲基丙烯酸甲酯和304不锈钢之间的焊接质量. 对焊接后的试样进行拉伸测试和切片试验,用能量密度定量判定焊接结果,分析多种焊接因素对抗拉强度和焊缝宽度的影响. 利用正交试验极差分析法对试验数据进行处理,获得透明聚甲基丙烯酸甲酯和304不锈钢之间激光热传导焊接的最佳焊接工艺参数. 结果表明,焊接因素对焊接强度的影响从大到小的顺序为焊接速度、脉冲宽度、保护气体流量、峰值功率、光斑直径和脉冲频率.     

GMAW-P频率特性复合弧长适应控制法

为了提高GMAW-P焊接弧长控制的调节速度,减少弧长调节过程中脉冲频率、焊接电流的波动范围,提出了基于DSP数字控制脉冲熔化极气体保护焊接电源采用频率一特性复合弧长适应控制法.在焊接过程中通过实时采集电弧电压信号、焊接电流信号,当弧长发生扰动时,在当前脉冲周期内,以基值时间和给定电压为控制量,从而保证在弧长调节过程中脉冲频率的变化较小.台阶试验和爬坡试验表明,此控制方法的弧长调节过程快速、稳定,焊接电流、脉冲频率波动范围小,焊机具有良好的弧长调节性能.     

经济型铁素体不锈钢焊接接头组织与耐蚀性能

采用ER-309焊丝焊接了TCS345,T4003,Nirosta 4003,JFE410RW四种铁素体不锈钢,用金相方法分析了四种母材、接头的显微组织,通过电化学极化曲线测量,对母材和焊接接头的耐腐蚀性能进行了评价.结果表明,TCS345和T4003铁素体不锈钢与Nirosta 4003和JFE410RW铁素体不锈钢的主要区别是钛和锰含量偏低,尤其是钛含量少,导致TCS345和T4003铁素体不锈钢的晶粒长大倾向较Nirosta 4003和JFE410RW铁素体不锈钢的明显.铁素体不锈钢焊接接头存在较大的热影响区,热影响区的组织与母材晶粒相比,其晶粒明显粗大;TCS345铁素体不锈钢的晶粒长大严重,Nirosta 4003和JFE410RW铁素体不锈钢的铁素体晶粒尺寸比TCS345略小,晶粒长大不明显.在1mol/L Na2SO4溶液中,TCS345和JFE410RW不锈钢母材的腐蚀性能优于T4003和Nirosta 4003.     

Prediction of weld quality in pulsed current GMAW process using artificial neural network

Abstract

Weld joint dimensions and weld metal mechanical properties are important quality characteristics of any welded joint. The success of building these characteristics in any welding situation depends on proper selection-cum-optimisation of welding process parameters. Such optimisation is critical in the pulsed current gas metal arc welding process (GMAW-P), as the heat input here is closely dictated by a host of additional pulse parameters in comparison to the conventional gas metal arc welding process. Neural network based models are excellent alternatives in such situations where a large number of input conditions govern certain outputs in a manner that is often difficult to adjudge a priori. Six individual prediction models developed using neural network methodology are presented here to estimate ultimate tensile strength, elongation, impact toughness, weld bead width, weld reinforcement height and penetration of the final weld joint as a function of four pulse parameters, e.g. peak current, base current, pulse on time and pulse frequency. The experimental data employed here are for GMAW-P welding of extruded sections of high strength Al–Zn–Mg alloy (7005). In each case, a committee of different possible network architectures is used, including the final optimum network, to assess the uncertainty in estimation. The neural network models developed here could estimate all the outputs except penetration fairly accurately.     

脉冲电流波形对Tandem双丝MIG焊力学性能影响

双丝脉冲MIG焊作为高效化的不锈钢焊接方法,是目前焊接行业研发的热点之一,但是如何选择和调节双丝MIG焊的电流波形参数依旧是一个难点. 为了优化不锈钢焊接的焊接方法,提高焊接效率,文中以双相不锈钢为焊接工件,通过电流波形参数对比试验,研究了双丝梯形波双脉冲焊,双丝矩形波双脉冲焊以及双丝单脉冲焊对焊接质量的影响. 结果表明,在相同热输入的条件下,双丝梯形波双脉冲焊焊接稳定性好于双丝矩形波双脉冲焊和双丝单脉冲焊,且前者的焊接成形质量更高,可看到更多的鱼鳞纹,同时使不锈钢接头的的拉伸强度和硬度以及韧性显著提高.     

GMAW-P焊后中值脉冲波形控制工艺

一脉一滴是GMAW-P焊最理想的一种过渡形式.为了获得这种过渡形式,需要焊接脉冲波控参数之间的良好配合.结合仿真与试验研究,从能量的观点研究了在后中值波形控制方法中两个关键脉冲参数--中值时间和中值电流对GMAW-P焊的影响.试验表明;当设置适当的中值电流和中值时间时,能向熔滴过渡过程提供合适的能量,有利于实现一脉一滴,熔滴过渡过程的可控性好,焊接过程稳定,焊缝质量好.     

脉冲电流参数对奥氏体不锈钢电弧行为的影响

基于0Crl8Ni9Ti奥氏体不锈钢超高频脉冲钨极氩弧焊（UHF—GTAW,ultrahigh frequency pulse gastungsten arc welding）试验,分析了脉冲电流参数对奥氏体不锈钢电弧行为的影响及其作用规律．结果表明,以脉冲电流频率、占空比为代表的脉冲电流参数对不锈钢UHF-GTAW电弧的电学特性、工作形态、电弧力及熔透特性具有较大影响,随着超高频脉冲方波电流频率的增加,电弧收缩效应增强,电弧覆盖面积在一定范围内减小,电弧力显著增长,以等离子流力及电磁力为主的轴向力作用于熔池表面液态金属,造成熔池表面凹陷、热源下移、焊缝熔深增大、熔透率显著提升．     

100μm超薄不锈钢板脉冲微束等离子弧焊成形机理

针对100μm超薄不锈钢板的脉冲微束等离子弧焊接,研究焊缝中心不同位置焊接热循环的动态变化机理以及脉冲参数对该动态变化的影响,结合试验获得的不同脉冲参数下的焊缝形貌,探讨焊缝成形与焊接热循环动态变化之间的关系.结果表明,在4个脉冲参数的不同组合下,可形成5种不同的焊缝形貌;频率的增加或基值电流/峰值电流之比的增加,均使...