保护气体对1.4003不锈钢焊接接头组织和疲劳性能的影响

CO2与O2作为MAG焊接时常用的活性气体,对1.4003不锈钢接头的金相组织与疲劳性能有不同的影响。通过金相组织分析和脉动拉伸疲劳试验,研究两种保护气氛下1.4003钢MAG焊接头的组织和疲劳性能。结果表明:两种接头焊缝组织的基体均为奥氏体,基体上分布δ铁素体;当保护气体为φ(Ar)95%+φ(CO2)5%时,中值疲劳强度为312.5 MPa;当保护气体为φ(Ar)97%+φ(O2)3%时,中值疲劳强度为302.5 MPa。两种保护气体的疲劳试件断裂位置主要集中在热影响区,均有明显的启裂源,扩展区疲劳纹清晰,终断区形态为韧窝型韧性断口。     

轨道车辆用不锈钢等离子-MAG复合焊接头疲劳试验

在选用ER308LSi焊丝和φ(Ar)98%+φ(CO_2)2%保护气体的条件下,分别采用等离子-MAG复合焊接方法和普通MAG焊接方法焊接轨道车辆用中等厚度SUS301L-MT不锈钢板,并对等离子-MAG复合焊和MAG焊的对接接头和十字接头进行脉动拉伸疲劳试验和疲劳强度估算。结果表明:等离子-MAG复合焊对接接头和十字接头在循环寿命为2×10~6条件下的中值疲劳强度分别为279 MPa和160 MPa;与普通MAG焊相比,等离子-MAG复合焊接头的疲劳强度均有所提高,其中对接接头疲劳强度的增幅高于十字接头。     

不同保护气体焊接1.4003铁素体不锈钢试样晶间腐蚀试验结果及分析

CO_2与O_2是MAG焊接时常用的活性气体,分别通过2种保护气氛下对1.4003不锈钢焊接试样的焊接接头进行晶间腐蚀试验,并从失重记录、宏观形貌、微观形貌及晶间腐蚀产物的EDS能谱分析等方面进行研究。结果表明:(1)φ(Ar) 95%+φ(CO_2) 5%保护气体MAG焊接头的失重相对于φ(Ar) 97+φ(O_2) 3%保护气体MAG焊接头失重更多;(2)晶间腐蚀试样的宏观形貌表明:φ(Ar) 95%+φ(CO_2) 5%保护气体MAG焊接头试样焊缝区略宽于φ(Ar) 97%+φ(O_2) 3%保护气体MAG焊接头试样;φ(Ar) 95%+φ(CO_2) 5%保护气体的MAG焊接头试样热影响区腐蚀后更明显;(3)晶间腐蚀微观形貌表明:扫描电镜下2种比例保护气体的试样情况相似。     

保护气体对06Cr19Ni10钢焊接接头组织与性能的影响

通过拉伸、弯曲、硬度试验和金相分析,研究06Cr19Ni10不锈钢在φ(Ar)95%+φ(CO2)5%和φ(Ar)97%+φ(O2)3%两种保护气体下的MAG焊接头。结果表明:两种接头均具有良好的拉伸和弯曲性能;两者的显微硬度分布大致相同,焊缝硬度最高,热影响区硬度最低;母材基体组织为奥氏体,基体上有少量沿轧制方向分布的带状δ铁素体;焊缝中心为黑色树枝状δ铁素体均匀分布在白色奥氏体基体上,且晶粒细小均匀;熔合线附近为柱状奥氏体组织和板条状铁素体组织;热影响区组织为奥氏体基体上兼有少量δ铁素体。     

保护气氛对06Cr19Ni10钢焊接接头组织和力学性能的影响

通过富氩气体保护焊方法,采用φ1.2 mm的HCr20Ni10Mn7Mo的奥氏体不锈钢实芯焊丝匹配不同组成保护气体,对12 mm厚压力容器用06Cr19Ni10钢板进行对接焊,研究气体组成对接头成形性能、力学性能及耐晶间腐蚀性能的影响。结果表明,保护气体组成对电弧稳定性和焊缝外观影响不明显,随着保护气体中氧含量的减少,焊缝堆积宽度略有增加,焊缝表面的焊渣明显减少。焊接富氩保护气体中的氧含量对于焊缝熔宽及余高影响不明显,但随着氧含量减少,熔深明显减小。保护气体为φ(O2)8%+φ(Ar)92%和φ(O2)2%+φ(Ar)98%时所得的焊接接头具有良好的综合力学性能,而保护气体为φ(O2)5%+φ(Ar)95%时接头强度能够满足要求,但弯曲性能不达标。保护气体为φ(O2)8%+φ(Ar)92%和φ(O2)5%+φ(Ar)95%时所得的焊接接头耐晶间腐蚀性能均不合格,保护气体为φ(O2)2%+φ(Ar)98%时接头耐腐蚀性能能够满足要求。     

欧洲的混合气体保护焊

在欧洲,为了得到适合各种工作的最佳混合气体,对气体成分做了分析比较。采用半自动活性气体保护焊(MAG)焊接钢材时,通常使用以下的保护气体:纯CO_2气,Ar CO_2混合气体(CO_2占25％以下),Ar CO_2 O_2混合气体以及Ar O_2混合气体(O_2占12％以下)。     

S31803双相不锈钢焊接接头组织及耐蚀性能研究

采用钨极氩弧焊,保护气体分别为纯Ar和φ(Ar)98%+φ(N_2)2%,对焊接接头组织和耐蚀性能进行研究。结果表明,保护气体为φ(Ar)98%+φ(N_2)2%时焊接接头焊缝区域以及热影响区奥氏体(γ)含量高于保护气体为纯Ar焊接工艺;保护气体添加φ(N_2)2%的焊缝点腐蚀速率为6.4 mdd(mg/dm2·d),满足美标ASTM A923C相关要求;保护气体添加φ(N_2)2%的焊缝的点蚀电位Eb为1 179.60 mV,电位差Eb-Ep为32.40 m V,焊缝耐点蚀能力和钝化膜修复能力均优于保护气体使用纯Ar焊接工艺的焊缝。     

机车车体Q345E钢Ar+CO_2+O_2三元混合保护气体MAG焊接头的组织和性能

选用富氩低氧化性的Ar+CO_2+O_2三元混合焊接气体(即Rich-argon Lower-oxidizability Ar+CO_2+O_2三元混合气体,简称RALO三元混合气体),通过与传统φ(Ar)80%+φ(CO_2)20%二元混合焊接气体(简称二元混合气体)相对比,研究机车车体Q345E钢MAG焊接头的组织和性能。试验结果表明,RALO三元混合气体的焊缝成形较为平滑、美观;三元混合气体的焊缝低温冲击韧性略高于二元混合气体,冲击吸收功A_(kv)(-40℃)值高出约13%;选用三元混合气体或二元混合气体进行焊接,MAG焊接头的组织特征上差别不大,即组织类型相同、形貌特征相似、晶粒尺寸相近,且焊接接头塑性良好,静载拉伸试验试样均断裂于远离焊缝的母材处。     

301L不锈钢药芯焊丝MAG焊接头高周疲劳性能研究

采用药芯焊丝对301L不锈钢进行熔化极活性气体保护焊(MAG焊),研究了接头的高周疲劳性能,重点分析了给定疲劳寿命下接头的疲劳强度和断口形态。研究结果表明:在应力小于300 MPa下,疲劳试样均达到极限寿命;采用升降法计算得接头的疲劳强度为312.86 MPa。因药芯中氧化物的存在且焊接过程中其不能熔化,裂纹源易在其上萌生。301L不锈钢扩展区有疲劳辉纹,不同扩展阶段疲劳辉纹的大小、间距不同,显示不同的裂纹扩展速率。疲劳寿命次数较少时,瞬断区呈现大量韧窝;随疲劳寿命的增加,瞬断区表现为脆性断裂。     

单丝高熔敷率MAG焊接工艺的研究

从提高焊接电流和电孤热熔化焊丝等效电压的角度出发,提出了两种新型的单丝高熔敷率MAG焊接工艺-细丝大电流MAG焊和直流正接MAG焊,并借助高速摄像手段分析了这两种焊接工艺的电孤行为、熔滴过渡机制以及焊缝成形特点.试验结果表明,通过选择合适的保护气体体φ(Ar)98%+φ(O2)2%使得电弧烁亮区包覆了大部分液锥和全部的液流束且熔滴过渡基本在电弧烁亮区内部进行,可获得稳定的细丝大电流MAG焊;同样选择φ(Ar)98%+φ(O2)2%的保护气,能够获得电弧较为稳定、焊接飞溅较小、焊缝成形良好的直流正接MAG焊.     

S355J2W耐候钢高频脉冲MAG焊对接接头的组织和性能

文中选用φ(Ar)80%+φ(CO₂)20%(M21型)的保护气体，对板厚为12 mm的地铁转向架构架用S355J2W耐候钢进行了3 mm间隙的高频脉冲MAG焊(冷焊打底)与常规脉冲MAG焊2种工况的对接焊工艺试验，研究了接头的组织和性能。研究结果表明：2种工况的对接焊接头，焊缝均成形良好，接头无裂纹、气孔等缺陷，且焊缝金属与母材金属熔合良好；接头的显微组织特征类似，为先共析铁素体(GBF)、针状铁素体(AF)和少量珠光体(P)以及少量粒状贝氏体(B_G)组织。与常规脉冲MAG焊相比，采用高频脉冲MAG焊(冷焊打底)可获得较为理想的接头组织和性能。     

不同保护气体对6082铝合金焊接接头性能影响的研究

当铝合金板厚大于8 mm时,常用的保护气体有:70%Ar+30%He+0.015%N_2三元保护气体、70%Ar+30%He二元保护气体等。通过常规力学试验和脉动拉伸疲劳试验对两种不同保护气体下6082铝合金焊接接头的常规力学性能和疲劳性能进行了研究。结果表明:两种保护气体下的焊接接头均具有良好的拉伸和弯曲性能;保护气体为70%Ar+30%He+0.015%N_2时,中值疲劳强度为87.5 MPa;保护气体为70%Ar+30%He时,中值疲劳强度为111.3 MPa;采用三元气体为保护气体焊接时,焊接接头的疲劳强度要明显低于采用二元气体。     

S355J2W+N耐候钢高频脉冲MAG焊不同保护气体的接头组织和性能

文中选用φ(Ar)70%+φ(CO₂)30%(M31型)、φ(Ar)80%+φ(CO₂)20%(M21型)和φ(Ar)90%+φ(O₂)10%(M22型)3种形式的保护气体,对板厚为12 mm的高速铁路转向架用S355J2W+N耐候钢进行高频脉冲MAG焊,研究了对接接头的组织和性能。研究结果表明,使用这3种保护气体,焊缝均成形良好,接头无裂纹、气孔等缺陷,且焊缝金属与母材金属熔合良好;接头的显微组织特征类似,为先共析铁素体(GBF)、针状铁素体(AF)和少量珠光体(P)以及少量粒状贝氏体(B_G)组织。与其他保护气体相比,使用M31气体可获得较为理想的接头组织和性能,即焊缝和熔合区不含侧板条铁素体组织(FSP),过热区的晶粒粗化程度较小,焊缝中含更多的针状铁素体(AF)组织,焊缝、热影响区的低温(-40℃)冲击韧性较好,相比M21和M22,焊缝区冲击吸收功分别高出1.95%和54.9%,热影响区冲击吸收功分别高出1.72%和3.27%,且冲击吸收功均高于27 J,焊接接头的拉伸和弯曲性能良好。     

Q345E钢三元混合气MAG焊工艺及接头组织和性能的研究

采用MAG焊焊接方法,在相同的接头条件下,选用三元混合气(Ar+CO_2+O_2)和二元混合气(Ar+CO_2),对板厚度为12 mm的Q345E钢进行焊接工艺试验;观察、对比焊缝外观成形质量,分析焊接接头微观组织特征,并测试接头的维氏硬度及拉伸、弯曲及低温冲击性能。     

FSW与MIG补焊的6005A-T6铝合金型材FSW接头疲劳性能研究

针对6005A-T6铝合金型材搅拌摩擦焊接头缺陷,分别采用搅拌摩擦焊(FSW)和熔化极气体保护焊(MIG)进行补焊,对补焊后的接头疲劳性能进行了研究。结果表明,在循环次数N107时,FSW补焊接头的疲劳强度为100MPa,可达母材疲劳强度的84.53%,MIG补焊接头的疲劳强度为80 MPa,可达母材疲劳强度的67.62%。FSW补焊接头的疲劳断口裂纹源位于焊缝底部,裂纹扩展区有典型的疲劳辉纹,瞬断区为剪切型断口,为撕裂棱和韧窝组合形貌。MIG补焊接头疲劳断口的断面有微气孔,裂纹源位于夹杂气孔缺陷处,扩展区为准解理断裂,瞬断区为韧性断裂和脆性断裂的复合形式。     

氮气对SAF2507双相不锈钢GTAW焊接接头组织与性能影响

采用GTAW焊接SAF2507双相不锈钢,焊丝为ER2594,保护气体为Ar+N2。研究了保护气体中氮气(φ(N2)=0~5%)比例对SAF2507 GTAW焊接接头组织和性能的影响。结果表明,随着保护气体中N2含量的增加,焊缝组织中奥氏体相增多,硬度下降,耐点腐蚀性能增强;当N2含量到达5%时,产生焊接飞溅和焊接气孔,接头焊缝冲击功降低;采用φ(Ar)+φ(N2)2%~3%保护的焊接工艺,焊接接头能保持较好的相比例,焊接接头的组织、力学和点腐蚀等综合性能更优。     

X65管线钢对接接头的疲劳性能

试验表明 ,焊接结构的疲劳裂纹主要起源于接头焊趾处 ,因此合理地处理焊接接头焊趾可改善其疲劳性能。超声冲击处理是一种通过改变焊趾区几何形状、消除焊趾缺陷以及调整焊趾区残余应力场来改善焊接接头及结构疲劳强度的有效方法。利用自行研制的超声冲击装置对X6 5钢焊接对接管接头实施了处理 ,然后进行了焊态、超声冲击处理态及母材的疲劳对比试验。结果表明 ,X6 5钢焊接对接管接头焊态疲劳强度△σ(2× 10 6)为 2 19MPa ;母材的疲劳强度△σ(2× 10 6)为 338MPa;超声冲击处理后接头的疲劳强度△σ(2× 10 6)为 30 2MPa。     

大角度激光填丝双面焊碳钢车体结构T形接头疲劳性能分析

针对2.5 mm和3 mm的碳钢材料的T形接头熔透焊接,采用ER50-G焊丝作为填充金属,对优化工艺参数焊接的T形接头的疲劳性能进行试验,对断口的宏观及微观断裂特征进行了分析。结果表明:指定寿命为1×10~7次循环下,激光填丝焊T形接头的中值疲劳极限σ_(0.1)为222.5 MPa;疲劳试件均断裂于焊趾部位,主要是由于该处存在较大的应力集中;断裂试件疲劳裂纹的启裂区和启裂扩展区具有典型的疲劳断裂特征,疲劳条带清晰,扩展区的大小随疲劳循环次数的增加而增大,瞬断区断口形貌均为大小不一的浅韧窝。研究结果可为激光填丝焊的车体结构工程化应用提供数据支持。     

大角度激光填丝双面焊碳钢车体结构T形接头疲劳性能分析北大核心

针对2.5 mm和3 mm的碳钢材料的T形接头熔透焊接,采用ER50-G焊丝作为填充金属,对优化工艺参数焊接的T形接头的疲劳性能进行试验,对断口的宏观及微观断裂特征进行了分析。结果表明:指定寿命为1×10~7次循环下,激光填丝焊T形接头的中值疲劳极限σ_(0.1)为222.5 MPa;疲劳试件均断裂于焊趾部位,主要是由于该处存在较大的应力集中;断裂试件疲劳裂纹的启裂区和启裂扩展区具有典型的疲劳断裂特征,疲劳条带清晰,扩展区的大小随疲劳循环次数的增加而增大,瞬断区断口形貌均为大小不一的浅韧窝。研究结果可为激光填丝焊的车体结构工程化应用提供数据支持。     

表面状态对6005A-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头疲劳性能的影响

对采用双轴肩搅拌摩擦焊的两种不同焊前表面状态6005A-T6铝合金型材焊接接头进行脉动拉伸疲劳试验。断口疲劳断裂分析结果表明:焊前打磨时接头疲劳强度略高;焊前打磨状态对6005A-T6铝合金型材双轴肩搅拌摩擦焊接头疲劳强度影响不大。电镜扫描结果显示:两种类型接头试件宏观断裂形貌均为纤维状,启裂位置均集中在热影响区(焊核边缘),未出现明显缺陷;启裂区断口齐平光滑、疲劳源清晰;扩展区可观察到相互平行的塑性疲劳条带;终断区断口表现为韧性断裂,呈明显的等轴韧窝型。