激光-MAG复合焊能量配比对SMA490BW耐侯钢焊缝的影响

针对耐候钢的激光-MAG复合焊,研究不同能量配比系数对复合焊缝熔深、熔宽、微观组织的影响.研究结果表明:随着能量配比系数的增大,焊缝总熔深逐渐增加,熔宽逐渐减小,热影响区面积先减小后小幅增大.激光功率对熔深起主导作用,电弧区的热影响区宽度明显大于激光区的热影响区宽度.热影响区中过热区晶粒组织粗化较明显.与焊缝电弧区相比,焊缝激光区的微观组织晶粒更加细小.中厚板焊接中打底层应选用大的能量配比系数,填充盖面层应选用小的能量配比系数,对接焊结果表明优化后的参数能够获得无缺陷、成形良好的焊缝.     

激光-MAG复合焊能量配比对SMA490BW耐候钢焊缝的影响

针对耐候钢的激光-MAG复合焊,研究不同能量配比系数对复合焊缝熔深、熔宽、微观组织的影响。研究结果表明:随着能量配比系数的增大,焊缝总熔深逐渐增加,熔宽逐渐减小,热影响区面积先减小后小幅增大。激光功率对熔深起主导作用,电弧区的热影响区宽度明显大于激光区的热影响区宽度。热影响区中过热区晶粒组织粗化较明显。与焊缝电弧区相比,焊缝激光区的微观组织晶粒更加细小。中厚板焊接中打底层应选用大的能量配比系数,填充盖面层应选用小的能量配比系数,对接焊结果表明优化后的参数能够获得无缺陷、成形良好的焊缝。     

薄板TC4钛合金TIG电弧和激光焊接接头晶粒尺寸与微观组织

对薄板TC4钛合金进行TIG电弧和激光焊接技术研究,重点分析了TIG焊接电流、焊接速度和激光输出功率对TC4钛合金焊接接头晶粒尺寸、微观组织和显微硬度的影响规律. 试验结果表明,在实现薄板TC4钛合金完全熔透的条件下,激光焊接具有更小热输入,接头焊缝区和热影响区宽度也显著降低. TIG焊接接头晶粒尺寸随热输入增加,呈现增加趋势. 随距焊缝中心位置增加,焊接接头晶粒尺寸均逐渐降低. TC4钛合金激光焊接接头焊缝区呈现魏氏组织特征,针状α'马氏体细小. 近缝热影响区组织为网篮状α'马氏体,而近母材热影响区为未转变α相和针状α'马氏体的双相组织. 随距焊缝中心位置增加,马氏体生成量逐渐减少,焊缝显微硬度值呈现降低趋势;同时相比于TIG焊接,TC4激光焊接接头具有更高的显微硬度.     

镁合金TIG焊过程热输入对接头组织的影响

以AZ31镁合金为研究对象,分析了不同焊接热输入对TIG焊接头微观组织的影响.结果表明,当热输入较大时,熔池液态金属的高温停留时间过长,冷却速度慢,焊接接头的过热问题较为严重,从而造成焊缝金属的组织晶粒长大,热影响区的宽度明显变大;而热影响区的粗大晶粒,降低了接头的性能,是接头断裂的危险区.     

DP590高强钢激光焊接接头组织与显微硬度分析

使用YAG型光纤激光器对DP590钢进行激光焊接试验,研究了焊接接头的微观组织和显微硬度。结果表明:激光输出功率为3 k W,焊接速度为3、4、5 m/min时,焊接接头外观形貌较好,没有出现裂纹、气孔。随着焊接速度的增大,焊接接头的焊缝区和热影响区的宽度逐渐减小。焊缝中心的组织为板条状的马氏体,靠近焊缝热影响区的组织为马氏体和少量的铁素体,靠近母材热影响区的组织为马氏体和大量的铁素体。接头焊缝区的显微硬度明显高于母材,焊缝中心的最高硬度为380 HV。焊接接头的硬度从焊缝到母材呈逐渐减小的趋势。     

保护气体对高强铝合金的焊缝组织及气孔敏感性的影响

采用普通电弧焊对2519铝合金进行焊接,研究了Ar和He二元混合气体以及Ar、He和CO2三元混合气体对接头的气孔数目、焊缝组织的影响.研究表明,采用Ar和He二元混合保护气体可以明显减少接头气孔的数目和尺寸,促进焊缝中心组织由柱状晶向等轴晶转变,且细化焊缝组织,当He气达到70%时,接头气孔数目已显著减少,焊缝中心完全呈等轴晶状态,晶粒最为细小.往30%Ar 69%He二元混合气体添加1%的CO2后接头的气孔数目进一步减少,但是焊缝组织没有明显变化.添加了He气还可以减少热影响区宽度,减弱热影响区的软化程度.     

热输入对铝合金双脉冲MIG焊接头性能的影响

采用双脉冲MIG焊技术对6061-T6铝合金进行对接连接,研究热输入对焊接过程、接头显微组织结构及力学性能的影响. 结果表明,在一定热输入范围内,双脉冲MIG焊焊接过程稳定,飞溅极少,焊缝呈现为美观的鱼鳞纹. 热输入较小时,焊接接头存在明显的未熔合和气孔缺陷,造成抗拉强度较低. 随着热输入的增加,焊接接头的热影响区宽度和熔合区晶粒尺寸逐渐增大,未熔合和气孔缺陷减少,抗拉强度显著提高.     

TC11高强钛合金激光焊接接头的显微组织与力学性能

采用光纤激光进行TC11钛合金对接焊接,分析焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,TC11钛合金焊缝为α′马氏体组织,从母材至熔合线组织由α+β逐渐向α′转变;随着热输入量的增加,焊缝柱状晶尺寸变大,马氏体分布更加密集交错,同时热影响区宽度增加,粗晶区晶粒尺寸变大;2 mm厚TC11钛合金在焊接速度2.0m/min、激光功率2.8~3.2 k W的工艺参数下得到的焊缝成形良好;焊缝硬度高于母材硬度,并随热输入量的增加而增大;焊接接头抗拉强度达到母材的97%以上,塑性明显下降,低于母材的50%,焊缝断口形貌为低塑性沿晶断裂特征。     

重熔摆动激光焊修复TC4钛合金焊接接头组织和性能

采用摆动激光焊对TC4钛合金焊接接头进行重熔，研究摆动频率对TC4钛合金焊接接头气孔、组织及力学性能的影响。结果表明，重熔摆动激光焊可有效消除TC4钛合金焊接接头中存在的气孔缺陷；随着摆动频率的增加，气孔的消除效果增强，且大气孔的消除效果变得更加明显。重熔摆动激光焊接头的焊缝组织为针状的α’马氏体和部分α相，热影响区组织由初生α相、针状α’马氏体及β相组成。随着摆动频率的增加，激光对熔池的搅拌作用增强，焊缝晶粒破碎逐渐细化，而热影响区晶粒生长变得更加有利，导致晶粒逐渐粗大。摆动频率的增加使焊接接头组织发生变化，进而导致焊接接头性能发生变化。随着摆动频率的增大，TC4重熔焊接接头的焊缝硬度上升，热影响区硬度逐渐下降，且焊接接头的拉伸性能呈现下降趋势。当摆动频率增加到120 Hz和150 Hz时，断裂区域由母材转变为热影响区。     

板厚对20Cr钢TIG焊焊接接头的影响

采用TIG焊接方法,在相同的焊接参数情况下,对不同厚度的圆形20Cr低合金钢试样表面实施无填充材料的焊接,焊后分析了厚度变化对焊接接头尺寸、热影响区宽度以及焊缝区组织的影响。结果表明,随着板厚的增加,焊缝的深度和宽度都逐渐减小,但焊缝成形系数增加;热影响区的宽度逐渐减小;焊缝区的晶粒更加细化。     

高强度管线钢 X80 的焊接研究

X80级以上的管线钢是控轧及加速冷却的低碳微合金钢，将是本世纪输气主管线的主导钢材，具有优良的抗延性断裂性能，纵向焊缝金属和HAZ的强度与韧性高于母材匹配。Mo-Ti-B系焊接材料除保证适当的Ti,B微量元素外，还必须尽量减少焊缝中的O，N气体含量。选用较高碱度的焊剂或附加氩气保护是保证焊缝与母材等韧性的措施。     

Ar-N2混合气体对奥氏体不锈钢焊缝化学成分的影响

为了验证Ar-N2混合气体对焊缝中各元素含量和焊缝铁素体数(FN值)的影响，对SS304L奥氏体不锈钢进行了4种比例的Ar-N2混合气体GTAW多层多道焊接试验，研究了4种Ar-N2比例对焊缝金属中各元素含量的影响，以及每条焊缝中各元素含量随着焊道层数的变化趋势。结果表明，不同保护气体类型的11种焊缝化学元素中，只有N元素随着保护气体中氮气比例的升高而明显增加，其它元素则没有明显的影响；经过汇总分析，认为由于稀释率的原因，导致各元素含量在同一保护气体焊缝中的规律为：C元素含量随着层数的增加而下降；Si，P，S和Nb元素含量随着层数的增加无明显上升或下降趋势；Mn，Ni，Cr，Mo和Cu元素含量随着层数的增加而上升；而N元素在纯氩气保护SG-A时的含量随着层数的增加而稍微下降，在SG-AN-0.5，SG-AN-1，SG-AN-1.5 3种保护气体中N元素含量随着层数的增加而上升；分析结果也表明,Creq/Nieq值和FN值有相同的变化趋势，都与氮气含量呈现反比关系。 创新点： 采用了阶梯式的多层多道焊，保留了各层焊缝的原始信息，验证了GTAW焊接方法在保护气体中添加氮气对奥氏体不锈钢焊缝各种化学元素成分的影响，为Ar-N2混合气体GTAW焊接奥氏体不锈钢在工程中的应用提供了可参考的试验数据。     

低镍含氮奥氏体不锈钢激光-电弧焊电弧特性及组织性能

采用100％Ar2,98％Ar+2％N2,92％Ar+8％N2,85％Ar+15％N2四种混合比例的保护气体对08Cr19MnNi3Cu2N低镍含氮奥氏体不锈钢进行激光-脉冲MAG电弧复合焊接,研究保护气体中氮气比例对焊缝中气孔数量、焊缝熔深和熔宽、电弧形态、微观组织及铁素体含量等影响机制.结果表明,随着保护气体中氮气...     

保护气流量对不锈钢激光-MAG复合焊接头组织和性能的影响

对8 mm厚SUS301L-MT不锈钢进行激光-MAG复合焊接,研究不同保护气流量对焊缝成形、显微组织和力学性能的影响。试验结果表明:当其他焊接参数一定时,在该试验条件下保护气流量对焊缝成形影响较小,焊缝区域组织相似,主要为柱状奥氏体树枝晶+少量的δ铁素体。接头显微硬度和冲击韧性随保护气流量的变化不明显。接头的抗拉强度随保护气流量的增加而提高,当保护气流量为40 L/min时,接头抗拉强度最高为765 MPa,达到母材抗拉强度的86.5%。分析拉伸断口发现,不同保护气流量断口微观形貌相似,断口中分布着大量韧窝,表现为韧性断裂。     

低镍不锈钢激光-电弧复合焊接头组织性能研究

低镍含氮奥氏体不锈钢强度高,韧性佳,在化工装备及建筑装饰等领域广泛应用。为揭示保护气体对低镍含氮奥氏体不锈钢焊接接头微观组织和力学性能的影响机制,分别采用92%Ar+8%N2与95%Ar+5%CO2两种混合比例的保护气体对08Cr19Mn6Ni3Cu2N低镍含氮奥氏体不锈钢进行了激光-MAG电弧复合焊。研究表明：氮气的加入使焊接接头平均显微硬度有所下降;电弧收缩明显,焊接飞溅增加且体积增大,电弧稳定性变差;焊缝中奥氏体含量增加约20%,而铁素体枝晶变细,二次枝晶臂变短。焊缝组织中未发现σ相及氮化物析出;从四个晶面观察奥氏体晶粒尺寸也是由于氮气的加入而减小;焊接接头拉伸性能略微下降,但耐腐蚀性能提高。     

船用钛合金焊接接头精细组织表征

对12 mm厚Ti6321进行TIG焊,采用OM,TEM等方法对焊接接头显微组织进行了分析,划分了焊接接头的区域,并讨论了各区的精细组织变化规律.结果表明,焊缝从表面到中心晶粒逐渐由柱状晶过渡为等轴晶,随着高温停留时间的延长和温度梯度的降低,晶内α相有粗大的等轴化趋势,位错密度不断升高.热影响区根据焊接热循环所处最高温度的不同划分为过渡区、细晶区和粗晶区.过渡区为等轴α、棒状α和残留β,细晶区为棒状α和残留β,粗晶区为针状α和残留β,随着高温停留时间的降低,晶内α较为细小,位错密度不断降低.     

1561铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织分析

采用恒压力控制模式对4 mm厚1561铝合金板材进行了搅拌摩擦焊接试验,并对接头微观组织进行了研究. 结果表明,随着由母材向焊缝中心过渡,晶粒尺寸呈先增大后减小的趋势,小角度晶界占比和位错密度持续降低. 其中,热影响区晶粒在焊接热循环的作用下发生长大. 热力影响区由被拉长的条状晶粒及细小等轴晶组成,表明此区域发生部分动态再结晶. 搅拌区晶粒呈细小的等轴晶形态,说明该区域发生了完全动态再结晶. 与母材区数量较小且尺寸较大的沉淀相相比,搅拌区存在大量尺寸较小的Al₆Mn相,说明此区域沉淀相发生了先溶解再析出的过程. 同时,搅拌区存在明显的位错墙和亚晶界等亚结构,表现出连续动态再结晶的组织形成特征. 搅拌区内Al₆Mn相主要分布在位错上,起到了钉扎位错并阻碍再结晶晶粒长大的作用.     

含表面裂纹非匹配焊接接头的断裂行为

测试了两种超高强度钢低匹配接头母材、焊缝和热影响区的表面裂纹断裂韧性,比较了母材与热影响区的断裂韧度概率分布.同时采用有限元方法分析了匹配因子和裂纹位置对裂纹尖端张开应力和应力三轴度的影响.结果表明,当裂纹位于热影响区时,由于软焊缝使其应力三轴度降低,其断裂韧性明显好于母材;而当裂纹位于焊缝一侧时,匹配因子越高,距熔合线越远,则应力三轴度越低,断裂韧性越好;当裂纹位于焊缝中心时,两种匹配的断裂韧度相当.从而解释了试验结果.     

焊缝几何尺寸对钢管承载能力影响的模拟分析

为研究高强X80直缝埋弧焊管焊接热影响区软化对管线运行安全的影响,采用ANSYS有限元数值模拟软件分析了焊缝几何尺寸对双面埋弧焊直缝焊管内部承载能力的影响.结果表明,由于焊接热影响区强度软化及焊缝余高的影响,最大应力出现在热影响区处,并受到焊缝几何尺寸的影响;在内外焊缝熔深一定时,钢管的承载最大压力与内外焊缝的熔宽间存在最佳的匹配;在内外焊缝熔宽一定时,适当熔深可以增加钢管的承载能力;另外,焊缝的几何尺寸对最大应力出现的位置有一定的影响.