不同焊丝MAG焊接新型超高强度钢接头的显微组织及性能

分别采用镍-铬-钼系和镍-钼系焊丝,在相同热输入条件下对一种新型超高强度钢进行了熔化极活性气体保护电弧焊(MAG焊),对比研究了两种接头的显微组织及力学性能;通过斜Y型坡口焊接裂纹试验评定了两种焊丝焊接接头的抗裂倾向。结果表明:镍-铬-钼系焊丝焊接接头焊缝组织主要为粗大的板条马氏体和少量贝氏体,镍-钼系焊丝焊接接头焊缝组织为细小的针状铁素体及少量的块状先共析铁素体;两种焊丝MAG焊都可以实现此钢的高强度连接,且镍-钼系焊丝焊接接头的韧性明显优于镍-铬-钼系焊丝焊接的,但焊接接头都在回火区出现了软化现象;镍-钼系焊丝焊接接头的抗开裂性能优于镍-铬-钼系焊丝的,两种焊丝斜Y型坡口焊接试样的冷裂纹断裂模式均以沿晶断裂为主,穿晶断裂为辅。     

45钢焊接接头组织和性能的定量分析

用金相分析技术和微型剪切试验方法对45钢的电子束焊和氩弧焊焊接接头各区进行了组织分析和力学性能的定量分析，结果表明：两种接头热影响区和焊缝的显微组织，力学性能均优于基材，45钢采用电子束焊和氩弧焊都可获得优良的焊接接头。     

10Ni5CrMoV钢MAG焊接接头的显微组织与力学性能

采用MAG(熔化极活性气体保护焊)对25mm厚10Ni5CrMoV钢进行了焊接,观察了接头显微组织与冲击断口形貌,并对其硬度、冲击性能和拉伸性能进行了研究。结果表明:接头焊缝区组织主要为板条马氏体/贝氏体+粒状贝氏体,且存在较多的沿奥氏体晶界分布的M-A组元,硬度接近于母材,冲击韧性较低,-50℃时的平均冲击功为42J;随着距焊缝中心距离的增大,热影响区组织依次为淬火马氏体、板条马氏体/贝氏体+铁素体+粒状贝氏体,且临界区碳化物积聚并长大,硬度先升高后降低,最低硬度为286.4HV,冲击韧性较高,-50℃时的平均冲击功为188J;焊接接头的平均抗拉强度达到920 MPa,拉伸试样的断裂位置均在母材;M-A组元及碳化物是影响接头性能的主要因素。     

9Ni钢激光自熔焊焊接接头组织及性能研究

采用XL-F2000机器人激光焊接机,对9Ni钢进行了激光焊接,并对接头组织和性能进行研究。试验结果表明:9Ni钢的激光自熔焊可以得到熔合良好的焊接接头。随着测试点至焊缝中心距离的增加,硬度呈现先上升、后急剧下降的趋势,在热影响区达到硬度峰值390 HV,基材位置为最低值240 HV,焊缝硬度值为350 HV略低于峰值。拉伸试验断口形貌呈韧窝状,具有明显的韧性断裂特征,试样断裂位置在远离焊缝的基材处,屈服强度和抗拉强度高于基材出厂标准。     

Al-Si镀层对22MnB5钢激光焊接接头组织和性能的影响

为研究Al-Si镀层对22Mn B5钢激光焊接接头焊缝区显微组织、显微硬度和拉伸性能的影响,利用IPG YLR-6000型光纤激光器对1.5 mm厚有/无Al-Si镀层22Mn B5钢进行激光焊接试验。结果表明:带Al-Si镀层样品焊缝和熔合区的显微组织均为板条马氏体+富铝δ铁素体,而去Al-Si镀层样品焊缝和熔合区的显微组织则为板条马氏体。其主要原因在于:在激光焊接过程中Al-Si镀层熔化并进入焊接熔池,由于Al元素在焊缝部分区域及熔合区处富集,导致高温δ铁素体稳定性提高,同时在激光快速冷却的条件下,部分δ铁素体无法发生包晶转变而被保留至室温。两种焊接接头的整体显微硬度分布规律一致,焊接接头硬度均高于母材,但是由于带Al-Si镀层样品焊缝中存在软相δ铁素体导致其硬度低于去除Al-Si镀层焊缝。尽管Al-Si镀层对于显微组织和显微硬度产生了影响,但是对于拉伸性能未见影响,两种焊接接头拉伸断裂位置均出现在母材区,且为典型的韧性断裂。     

DP780高强度钢MAG焊搭接接头的组织和拉剪性能

利用扫描电镜、拉伸试验机等研究了不同热输入时DP780钢板熔化极活性气体(MAG)保护焊搭接接头的组织和拉剪强度,并对其拉剪断裂机理进行了讨论。结果表明:热输入在93～205J·mm-1范围内,接头的强度随着焊接热输入的增大而增大;焊接热输入较低时,接头上熔合区出现夹杂物聚集,减小了接头的有效承载面积,成为接头力学薄弱区;焊接热输入较高时,接头下板热影响区的马氏体分解,强度下降;接头熔合区和热影响区的断裂都属于韧性断裂。     

高氮钢电子束焊接接头组织与性能分析

高氮钢焊接技术的研究是高氮钢研制和应用的关键技术之一。采用真空电子束焊接方法,对4 mm厚的高氮钢进行了焊接,研究了焊接接头的组织和力学性能。研究结果表明高氮钢电子束焊接焊缝和热影响区的组织为奥氏体组织,当焊接束流为20 m A、焊接速度为6.5 mm/s时,接头抗拉强度最大为1 010 MPa,达到母材强度的92.7%。高氮钢电子束焊焊缝中氮逸失较少,氮含量下降不多,由0.74%下降到0.64%。     

A105钢振动焊接接头的性能与组织分析

采用阀门用钢A105作为试验材料,采用机械振动焊接与常规埋弧自动焊接相结合的方法进行对比试验。试验结果表明:振动焊接后,焊接变形和残余应力明显降低,焊接结构尺寸稳定性和使用安全性大大提高,振动焊接后焊缝试样的冲击吸收功平均值比常规焊接下冲击吸收功的平均值提高了21%,且振动焊接对焊缝冲击性能的影响要明显大于对热影响区冲击性能的影响;振动焊接使得焊缝和热影响区的组织明显细化,熔合区和过热区变窄,魏氏组织减小或消失。     

MAG焊焊接接头的研究

通过理论分析和焊接对比试验,提出了适合MAG焊焊接特点的焊接接头设计的一些原则,这些原则对提高焊接生产率,降低成本,具有较大的实用价值。     

原位内生TiC对激光-电弧复合焊接高强钢接头组织和性能的影响

以高强钢为试验材料,采用CO2激光-熔化极活性气体保护焊(Metal active gas arc welding,MAG)复合焊接方法,研究原位内生Ti C对高强钢焊接接头组织和性能的影响。研究结果表明:原位内生Ti C颗粒能够细化焊缝组织,对高强钢焊接接头的综合性能有很大的提高,其中wCNT∶wTi=15%的焊缝上部中心区主要由树枝晶组成,二次枝晶平均宽度为8.4?m。焊缝下部主要由大量的等轴晶组成。而未加粉焊缝上部中心区主要由大量柱状晶组成,柱状晶平均宽度为13.25?m焊缝下部主要由大量细小柱状晶组成。通过断口分析知,wCNT∶wTi=15%焊缝处的断口处产生大量细小韧窝,焊接接头主要是韧性断裂,而未加粉的焊接接头主要是脆性+韧性断裂。通过力学性能测试知,原位内生Ti C对高强钢激光-电弧复合焊接接头的冲击吸收能量、弯曲能量度及硬度都有明显提高,但是对抗拉强度影响不大。     

G20Mn5铸钢MAG焊接接头的组织与力学性能

采用单面两道焊方式对8 mm厚G20Mn5铸钢板进行熔化极活性气体保护电弧(MAG)对接焊,研究了接头的显微组织、硬度、拉伸性能、疲劳性能。结果表明:接头表面成形良好,无明显的焊接缺陷;接头由母材、热影响区、焊缝组成,其中热影响区可分为不完全正火区、正火区和过热区;由母材到焊缝中心,接头硬度整体呈先升高后降低的趋势,熔合处的硬度最高,达到70HRB左右,焊缝的硬度为55～60HRB,略高于母材的;接头的抗拉强度明显高于母材的,而断后伸长率低于母材的;接头的高周疲劳强度与母材的相当,且断裂位置均位于热影响区。该接头的性能满足设计要求。     

FV520(B)钢异种钢焊接接头的组织和性能研究

通过拉伸试验、示波冲击试验和硬度试验,对两种焊后热处理（850℃油淬＋560℃时效、850℃油淬＋600℃时效）下的沉淀硬化不锈钢FV520（B）/低碳调质钢18CrMnMoV异种钢焊接接头的组织和力学性能进行了研究,结果表明：两种焊接接头中,焊缝组织粗大,硬度最高,韧性最低;600℃时效处理后的焊缝和两种母材的硬度均低于560℃时效处理后的焊接接头的相应位置的硬度,但前者的韧性高于后者;在两种焊接接头中的FV520（B）母材侧热影响区均存在软化区,这是导致两种焊接接头在拉伸试验中均断裂于该位置的主要原因;600℃时效的焊接接头具有比较合理的综合力学性能。     

液压缸用高强钢焊接接头性能及组织研究

研究了液压油缸用高强钢采用小热输入情况下,600 MPa级焊材焊接的对接接头组织和性能。结果表明：焊接对接接头的拉伸强度、冲击性能和冷弯性能优良,Ceq（20MnTiB）＜Ceq（45＃）,但20 MnTiB淬硬倾向更大。高强钢焊接热影响区粗晶区组织较母材组织有所粗化,以低碳马氏体为主。当控制合理的热输入时,完全可以用于液压油缸的制造。     

焊接速度对DP590双相钢板激光焊接接头组织和性能的影响

利用光学显微镜、拉伸试验机及硬度计等研究了焊接速度对激光焊接DP590双相钢板接头组织和性能的影响。结果表明:该接头组织主要由马氏体和贝氏体组成,随着焊接速度的增加,焊缝中马氏体板条变得细短且体积分数增大,热影响区组织逐渐细化;接头表面硬度以焊缝为中心呈对称分布,且从焊缝至母材整体呈下降趋势,焊缝区的显微硬度较高,约为母材的1.6倍;接头试样拉伸后均在母材区发生断裂,不同速度焊接后DP590钢板接头的抗拉强度均不低于母材的,伸长率与母材的相当,焊接速度对接头拉伸性能的影响很小。     

厚板SA508-3钢NG-SAW焊接接头的组织和性能

针对SA508-3钢,采用窄间隙埋弧焊方法对厚度100 mm钢板进行了焊接,分析不同焊接热输入下焊接接头的低温冲击、硬度分布、抗拉强度、弯曲性能,并对接头的显微组织和断口形貌进行了观察.试验结果表明,随着焊接热输入的增加,焊接接头中焊缝的冲击韧性逐渐增加,热影响区冲击韧性不断下降.不同焊接热输入下,焊接接头均有较好的韧...     

时效温度对马氏体不锈钢激光焊接接头组织和性能的影响

对Fe-Cr-Ni-Mo-Ti型(0Cr13Ni7MoTi)马氏体时效不锈钢激光焊接接头进行不同温度时效处理,时效温度选择在420～580℃范围内。激光焊接接头显微组织呈现出焊缝区、热影响区(Heat affected zone,HAZ)和基体三个不同区域。结果显示,在500℃以下时效处理,焊缝区、热影响区和基体主要由马氏体板条组成,在540℃及以上温度进行时效处理,三个区域均有逆转变奥氏体形成,使各区域硬度下降;焊接接头经过时效处理后各个区域的硬度变化规律不一致,时效后硬度低点出现于热影响区或基体;拉伸测试显示,不同时效态的断裂位置均与硬度低点区域一致,屈服强度在460℃时效时取得最大值,此温度时效处理的焊接接头具有最佳的拉伸性能;拉伸断口断裂机制发生由未时效的准解理断裂到时效态的韧性断裂转变。     

D6AC低合金超高强度钢的MAG焊接头组织与性能分析

分析D6AC低合金超高强度钢的焊接性,采用MAG焊技术实现了低合金超高强度钢的可靠焊接。分析表明:焊接接头中无气孔、裂纹等缺陷;焊缝区域由粗大针状的马氏体和贝氏体组成,热影响区由贝氏体、珠光体和铁素体组成;母材区域由回火索氏体组成;MAG焊焊缝区域显微硬度高于母材,接头抗拉强度均在910MPa以上,MAG焊技术适合于低合金超高强度钢的焊接。     

SAF2205双相不锈钢与16MnR钢焊接接头的组织与性能

采用ER309焊丝对SAF2205双相不锈钢与16MnR低合金高强钢进行了钨极氩弧焊(TIG)焊接,对其接头进行了拉伸试验、冲击试验及硬度测试,并用扫描电镜、光学显微镜及X射线衍射仪对接头的显微组织进行了分析。结果表明:母材16MnR钢一侧与焊缝结合界面处分别存在一个脱碳层和增碳层,焊缝中心区为奥氏体+针状铁素体组织;拉伸试样断裂在强度相对较低的母材16MnR钢一侧;在16MnR钢/焊缝界面部位存在硬度突变;接头质量较高,其力学性能能够满足一般工程结构的要求。     

超声振动对高氮钢激光-电弧复合焊接接头组织与性能的影响研究

为解决高氮钢熔焊过程中由于气孔缺陷以及氮流失所引起的接头力学性能下降的问题,针对6.5 mm厚的高氮钢板开展了超声辅助激光-电弧复合焊接研究。通过对不同超声功率条件下所获得的接头组织和性能分析发现:熔池中超声能量的导入使其流动状态发生了改变,提高焊缝的熔合比,但过高的超声功率会导致焊缝表面质量的恶化;超声的空化作用使得气孔缺陷随超声功率的增加呈现先减少后增加的趋势,但超声振动的加入对焊缝氮含量的影响并不显著;超声振动可以抑制粗大树枝晶的生长,改变晶粒生长取向,细化组织,显著地提高了柱状晶区的显微硬度;随着超声功率的增加,焊缝抗拉强度和冲击韧度均呈现先升后降的趋势;拉伸强度受气孔和组织的共同影响,而晶粒细化可以改善焊接接头的断裂方式,提高焊缝韧性。与未加入超声振动时相比,当施加的超声功率为160 W时,焊缝中气孔显著减少,晶粒得到了细化,使得拉伸强度提高了3.97%,冲击韧度提高了10.8%。     

2195-T8铝锂合金激光焊接接头的组织与性能

采用高功率CO_2激光焊机焊接3.7mm厚的2195-T8铝锂合金,研究了不同焊接工艺参数对焊缝成形质量的影响,并对优化焊接工艺条件下焊态和固溶时效态焊接接头的显微组织及力学性能进行了比较。结果表明:焊态接头焊缝区的硬度为81.81HV,比母材的下降了32.3%,接头的抗拉强度为296 MPa,比母材的下降了49%;经固溶时效处理后,焊缝的组织更加均匀,晶界及晶内析出了许多弥散且均匀分布的T_1(Al_2CuLi)强化相,焊缝硬度和接头的抗拉强度比热处理前的分别提高了25.6%和13.7%。