焊接接头拉伸试验影响因素分析

统计了几年来所做钢材的拉伸试验,从试样断裂部位、焊接接头构成、焊接方法和焊接工艺几个方面进行分析,找出了焊接机理和显微组织对钢材焊接接头拉伸试验结果的影响。其有利于采取针对性措施,改善焊接接头组织和性能,从而提高产品的焊接质量。     

铝锂合金双激光束双侧同步焊接各向拉伸性能分析

以新型航空铝锂合金2060为主要研究对象,采用经前期试验验证的较优的激光焊接工艺参数开展焊接试验,制取接头试样,并设计了不同方向的拉伸试验. 研究了焊接接头在纵向、环向等各个方向上的拉伸强度性能,分析了激光功率、焊接速度等工艺参数对接头拉伸性能的影响. 结果表明,2060铝锂合金具有较好的激光焊接工艺适应性,但在接头软化、拉伸性能控制等方面有待开展进一步研究.     

基于预充氢拉伸法的焊接接头氢致裂纹敏感性评价

提出了焊接接头预充氢拉伸法评价焊接接头氢致裂纹敏感性的新方法,以30CrMnSiNi2钢TIG焊接接头为研究对象,对此方法进行了试验验证. 结果表明,预充氢后的拉伸试样断裂位置由未充氢时的母材区转变为HAZ粗晶区,预充氢电流对屈服强度影响不大,随预充氢电流密度增加抗拉强度下降,断后伸长率和断面收缩率减小. 同时,随着预充氢电流的增加,断裂方式由准解理断裂和韧窝断裂组成的混合型断裂逐渐向穿晶准解理断裂和沿晶准解理混合断裂过渡. 预充氢拉伸试验结果表明该方法能够方便地确定焊接接头临氢环境时的薄弱环节,有效评价焊接接头氢致裂纹敏感性.     

热影响区软化的X70管线环焊缝应变容量分析

针对一种拉伸试验断裂于热影响区附近的X70管线环焊接头,通过数值仿真和韧性试验分别获得断裂驱动力和断裂阻力曲线. 在此基础上使用切线法预测该环焊接头具有较高的拉伸应变容量,与宽板拉伸试验结果一致. 结果表明,与现行标准中要求焊接接头强匹配,并且拉伸试验不应断于“近缝区”的准则相比,使用延性撕裂行为进行热影响区软化环焊接头的定量分析,可以避免对材料性能的过度要求,并且能科学有效的预测环焊接头拉伸应变容量.     

X80钢低温焊接接头组织与性能研究

为了研究X80管线钢在低温环境下焊接的接头性能,本文对X80钢采用焊条电弧焊模拟不同温度条件进行焊接,并对获得的焊接接头进行拉伸试验、冲击试验、硬度测试及金相观察,利用SEM观察焊接接头断口形貌。结果表明:X80钢在低温环境下焊接接头的拉伸强度、冲击韧性等力学性能都较常温环境下低,而硬度值有所上升;随着焊接温度的降低,X80钢焊接接头的断裂方式由韧性断裂逐渐转变为脆性断裂。     

高温合金焊接接头动态拉伸变形断裂行为

借助扫描电子显微镜(SEM)的专用拉伸台,通过取自相同焊接接头疲劳试件的原位拉伸试验和疲劳试验,分析了高温合金焊接接头原位拉伸的动态断裂过程,讨论了原位拉伸断裂行为与疲劳断裂的关系。结果表明,高温合金熔化焊接接头强韧性良好,断裂前应变可达17．5％,具有明显的形变强化效应;焊缝断裂形貌与应力状态密切相关,在平面应力状态下,裂纹形成于熔合区晶内缺陷和晶界交汇处,以延性剪切型断裂为主,在应力集中的棱角处,易诱发穿晶脆断;焊缝熔合区的微观组织不均匀性和焊趾应力集中的联合作用将使焊接接头在疲劳试验过程中发生应变硬化,引发疲劳裂纹。     

TWIP钢/高强钢异种材料的激光焊接接头组织和力学性能研究

采用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验对激光焊接孪生诱导塑性(TWIP)高强度钢/双相钢DP980、TWIP钢/高强度硼钢22MnB5异种材料接头的组织和力学性能进行了研究。研究结果表明,在异种高强钢焊接接头中存在严重的Mn偏析。在拉伸试验中,两种焊接接头均沿Mn偏析处以沿晶断裂方式发生脆断,接头强度均低于母材。     

5mm厚铝合金双面搅拌摩擦焊接

对5mm厚的1050-H24铝合金板材进行了双面搅拌摩擦焊接(FSW)，重点研究了接头的拉伸性能和断裂部位及其影响因素。研究结果表明，一次焊接参数、二次焊接参数和焊接方向对双面FSW接头的拉伸性能和断裂部位有不同程度的影响。一次焊接参数的影响较小，而二次焊接参数的影响显著并且存在最佳取值。同向焊接的接头强度较高且断在前进侧(AS)或后退侧(RS)，而异向焊接的接头强度较低且只断在AS。在文中的试验条件下，1500r／min的旋转速度、400mm／min的二次焊速和同向焊接方式是最佳的工艺组合，接头最高强度达到母材强度的78％。     

大线能量埋弧焊DH36船板钢焊接接头的拉伸性能研究

以25 mm厚的DH36船板钢为研究对象,采用埋弧自动焊进行焊接试验。采用金相显微镜和扫描电镜等手段,观察焊接接头的宏观和微观组织形貌,对焊接接头试样进行了拉伸试验,分析了接头的拉伸性能。结果表明,焊接接头宏观组织分为焊缝、热影响区和母材三部分,且焊缝区有柱状晶。焊缝的微观组织为晶界的先共析铁素体、晶内针状铁素体和珠光体,距熔合线5 mm处热影响区组织由粗大的铁素体和珠光体组成。焊接接头的抗拉强度为544.75MPa,断裂位置为母材,断裂方式为塑性断裂,断口形貌以韧窝为主。     

TC4-DT钛合金电子束焊接接头的拉伸性能

用电子束焊接50 mm厚TC4-DT钛合金板,对母材、焊缝金属和焊接接头的拉伸性能进行测试,获得了母材和焊缝金属的基本拉伸性能数据,分析了电子束焊接接头显微组织对拉伸性能的影响.结果表明,电子束焊接使TC4-DT钛合金焊缝金属强度增加,塑性和韧性降低,应变硬化能力增强.焊接接头拉伸试验的断裂位置均在离焊缝边缘较远的母材上,母材为整个接头的薄弱环节.母材和焊缝金属拉伸断口均表现出延性韧窝断裂特征.与母材金属相比,焊缝金属拉伸性能的变化与电子束焊接过程中冷却速度快、在焊缝区形成了粗大β柱状晶及针状马氏体有关.     

不同焊接方法下316L不锈钢焊接接头组织性能研究

采用20%CO2+80%Ar气体保护MAG焊和焊条电弧焊对316L不锈钢进行焊接,通过对焊接接头进行拉伸、弯曲、硬度试验和显微组织观察,研究了焊接接头组织性能。结果表明,焊条电弧焊接头的抗拉强度和显微硬度比MAG焊接头的抗拉强度和显微硬度高;焊条电弧焊焊缝金属中δ铁素体含量比MAG焊焊缝金属中δ铁素体含量高;MAG焊焊缝金属含有少量的MC型碳化物;拉伸时,焊条电弧焊接头断裂在热影响区,而MAG焊接头断裂在焊缝中心位置;焊接接头的弯曲试验均合格。     

FV520(B)与18CrMnMoV焊接接头力学性能分析

对马氏体沉淀硬化不锈钢FV520(B)与18CrMnMoV异种钢焊接接头经过850℃油淬后,分别进行了560℃,600℃及630℃回火处理.通过拉伸试验、示波冲击试验、硬度试验对焊接接头的力学性能进行了试验研究.结果表明,三种焊接接头中焊缝硬度最高,与焊缝中粗大的过时效马氏体组织有关;随着回火温度的升高,焊缝的韧性提高;在焊缝两侧热影响区均存在软化区,FV520(B)母材侧软化区导致560℃,600℃回火的焊接接头拉伸试样在该区域断裂;600℃回火处理后的焊接接头具有比较合理的综合力学性能.     

铝合金2024-M搅拌摩擦焊接头性能

通过轴向拉伸试验,研究了搅拌针旋转速度对铝合金2024-M接头力学性能的影响.结果表明,轴向拉伸断裂部位随搅拌针转速的变化而变化,高转速下接头组织中有大量块体颗粒被保留下来,降低了接头强度,断裂发生在焊核区;低转速下因轴肩与焊接材料间摩擦机制作用在接头成形中的比例减小,层间结合力减弱,接头断裂面呈现层状结构,焊核区又成为断裂的敏感部位;当焊接速度为20 mm/min时,搅拌针转速存在一个理想的焊接参数范畴,在这个焊接参数范畴内焊接的试样断裂通常发生在母材区,断裂面与拉伸轴成45°,属典型的剪切断裂.     

Al-Mg-Si铝合金6061焊接接头组织软化与强化机理

通过拉伸、硬度试验以及金相分析,对铝合金6061焊接接头的软化和强化机理进行了研究。结果表明:热处理前焊接接头强度为175 MPa,经(525±5)℃×2 h固溶+(165~175)℃×8 h时效热处理后,焊接接头强度提高至236MPa,HAZ的硬度得到明显改善,拉伸试验断裂位置由HAZ转至焊缝,固溶+时效热处理使得焊缝区和HAZ析出大量弥散与基体共格的强化相,使焊接接头的强度、硬度显著提高。     

海水泵用UNS S32760超级双相不锈钢焊接接头的组织和性能

使用手工钨极氩弧焊和ER2594焊丝对UNS S32760超级双相不锈钢进行了焊接试验,测试了接头的拉伸性能、弯曲性能,分析了接头的显微组织和拉伸断口形貌。结果表明,焊接接头的力学性能良好,抗拉强度、弯曲性能满足使用要求。接头的拉伸断裂过程是一个准解理断裂过程,拉伸断口属于塑性断裂,具有较好的韧性。焊缝金属组织由铁素体、奥氏体和少量的σ相组成,其奥氏体含量达到50%~70%。     

焊接电流对2A12铝合金接头组织及性能的影响

通过组织观察、拉伸试验和硬度试验,研究了焊接电流对2A12铝合金焊接接头显微组织及力学性能的影响。结果表明,随焊接电流的增加,焊缝显微组织均为α-Al固溶体加S析出相,且焊接接头抗拉强度先增大后减小,焊缝区硬度最低,接头断裂均发生在焊缝区。焊接电流为45 A时,焊接接头性能最好。     

旋转速度对2024-T3铝合金板搅拌摩擦焊接头成形及拉伸性能的影响

对2024-T3铝合金板的搅拌摩擦焊接工艺进行了试验研究,分析了搅拌头旋转速度对焊接接头成形和拉伸性能的影响。结合接头断裂位置,得出了2024-T3铝合金板搅拌摩擦焊的最佳焊接工艺参数。     

2205双相不锈钢小径管GTAW焊接工艺

采用手工钨极氩弧焊,以ER2209型焊丝作为填充金属,使用φ(Ar)≥99.99%的氩气作为保护气体,实现了对2205双相不锈钢小径管的焊接,并对焊接接头取样进行了拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、硬度测量和金相组织特征分析等试验研究。结果表明,焊接接头抗拉强度大于母材,断裂模式为延性断裂;焊缝冲击吸收功值为热影响区的70.5%,热影响区的韧性相对较好。当热输入控制在9.4~17 k J/cm范围内,获得了具有良好力学性能和合适双相比例的焊接接头。     

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。     

ZTA15钛合金铸棒TIG焊接头组织与力学性能研究

补焊质量直接关系ZTA15钛合金铸件的力学性能及其使用寿命,以TC4焊丝为填充材料对ZTA15钛合金铸棒开展TIG焊接工艺试验,并对焊接接头的组织及室温拉伸性能、400℃拉伸性能和室温冲击韧性进行了分析。结果表明,TIG焊接接头质量良好,未发现任何气孔、裂纹、未熔合等缺陷;焊缝及热影响区组织均由针状马氏体α’相+片状α相+β基体组成。焊接接头室温、400℃的抗拉强度和屈服强度均高于ZTA15铸棒,断后延伸率分别达到母材的41.8%和37.2%,而室温冲击韧性达到母材的95.5%。室温、400℃拉伸试样的断裂位置为母材区,断裂机制均为准解理断裂。