马氏体/珠光体异种耐热钢焊接接头蠕变失效数值模拟

采用有限元方法对马氏体/珠光体异种耐热钢接头在560℃条件下,外加轴向应力水平分别为100,120和140 MPa时界面附近的最大主应力、Von Mises等效应力进行了数值模拟,通过恒应力加速蠕变试验对模拟结果进行了验证.结果表明,对于低匹配接头,焊缝/低强母材界面附近最大主应力很高,蠕变孔洞易于在焊缝/低强母材界面处形成,随着外加应力水平的提高,焊缝/低强母材界面附近最大主应力升高较快,但VonMises等效应力较低,孔洞不易扩张.加速模拟试验后界面的蠕变损伤较轻,晶界仅存在少量分散蠕变孔洞,失效倾向较小.对于高匹配接头,焊缝/低强母材界面的最大主应力数值大,界面附近的Von Mises等效应力很高,孔洞易于形核、扩张.加速模拟运行后,高匹配接头中焊缝/12Cr1MoV界面的蠕变损伤及失效倾向大,发生了界面蠕变断裂.因此,对于马氏体/珠光体异种耐热钢接头,采用低匹配焊缝较高匹配合理.     

超超临界机组奥氏体/马氏体异种钢接头蠕变数值模拟

采用有限元方法对超超临界火电机组中新型奥氏体耐热钢HR3C/马氏体耐热钢T91异种钢接头在600℃/42.26 MPa内压作用下的最大蠕变主应力、von Mises等效应力和应力三轴度进行了数值模拟.结果表明,对于HR3C/T91异种钢接头,最大主应力峰值位于焊缝/T91界面附近区域,蠕变孔洞易于在焊缝/T91界面区域...     

铜铝接头压接-扩散复合连接工艺及试验

采用压接一扩散复合连接能够实现T2铜/2A50铝合金异种金属的连接.这种焊接的工艺为先压接后在515℃扩散60 min,然后取出热压并再次扩散90 min.利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、导电率、抗拉强度等测试方法对T2铜/2A50铝合金接头进行研究.结果表明,在结合界面产生了脆性化合物CuAl2,形成了大约2mm的焊缝,在铜基体与焊缝之间生成了新相,形成了一条光亮带.接头的导电性能介于铜与铝合金之间,能够满足实际要求.     

T91/HR3C异种耐热钢焊接接头蠕变失效有限元模拟

采用有限元方法建立马氏体T91/新型奥氏体HR3C异种耐热钢焊接接头蠕变数值模型,模拟600℃/42.26 MPa内压作用下的蠕变最大主应力、von Mises等效应力和应力三轴度分布.结果表明,最大主应力峰值位于接头内表面的焊缝/T91和HR3 C/焊缝界面以及距外表面2.96 mm处的焊缝/T91界面附近区域.内表面焊缝/T91界面区域von Mises等效应力数值最大,依次为距内表面1.29 mm处焊缝/T91界面区域、外表面和距外表面2.96 mm处焊缝/T91界面区域.内表面焊缝/T91界面处的应力三轴度数值较高,孔洞易于扩张、形成界面蠕变裂纹.而距内表面1.29 mm处和距外表面2.96 mm处的细晶HAZ内应力三轴度数值较高,两部位的孔洞容易连接形成Ⅳ型蠕变裂纹.采用应力三轴度分析T91/HR3C钢接头焊缝/T91界面失效和T91细晶HAZ蠕变孔洞扩张及裂纹扩展特性更为准确,与加速试验结果比较一致.     

马氏体/贝氏体耐热钢焊接接头的界面蠕变损伤行为

采用脉冲氩弧焊接工艺、高温加速模拟、高温持久实验研究了不同焊缝蠕变强度匹配条件下马氏体耐热钢9Cr1MoVNbN与贝氏体耐热钢12Cr2MoWVTiB异种钢焊接接头的高温强度、界面蠕变损伤及破坏特征.研究结果表明,焊前523 K预热、焊后1023 K×1 h回火条件下,接头的力学性能优异.加速模拟运行500,1000和1500 h后低匹配焊接接头的界面蠕变损伤最严重,发生了界面蠕变断裂,早期失效倾向较大;中匹配接头的蠕变损伤最小,仅发现个别孤立蠕变孔洞,早期失效倾向最小,中匹配接头在923 K下的持久强度(σ105)与低匹配接头比较接近;高匹配接头在923 K下的持久强度(σ105)最低,蠕变孔洞几乎连成裂纹,蠕变损伤和早期失效较大.因此,对于上述异种钢焊接接头采用中匹配焊缝较为合理.     

异种金属和镀层金属的焊接

铜／镀锌钢异种金属Nd：YAG激光脉冲MIG复合热源钎接焊;硬质合金与钛合金真空扩散焊工艺研究;基于爆炸焊接的铜铝复合散热片的优化设计;外加磁场对异种金属焊接质量的影响;马氏体／贝氏体耐热钢焊接接头的界面蝠变损伤行为;     

9Cr1MoVNbN/12Cr2MoWVTiB异种钢焊接接头的力学性能及界面失效行为研究

采用脉冲氩弧焊接工艺、高温加速模拟工况、高温持久、常温力学性能试验研究了不同焊缝强度匹配条件下,马氏体耐热钢9Cr1MoVNbN与贝氏体耐热钢12Cr2MoWVTiB焊接接头的力学性能、高温强度、蠕变损伤及界面破坏特征。研究结果表明;焊前预热250℃,焊后回火750℃×1h条件下,加速模拟运行500h,1000h,1500h后低匹配焊接接头的界面蠕变损伤较严重,力学性能下降明显,失效倾向较大;而中匹配接头的蠕变损伤及失效倾向较小。中匹配与低匹配接头的持久强度比较接近;高匹配接头的持久强度最低。因此,对于9Cr1MoVNbN/12Cr2MoWVTiB异种钢焊接接头采用中匹配比较合适。     

10Cr9Mo1VNbN/12Cr1MoV异种钢焊接接头的蠕变损伤及界面失效

针对马氏体耐热钢 10Cr9Mo1VNbN和珠光体耐热钢 12Cr1MoV ,采用TGS -9cb、H10Cr5Mo、TR31三种焊丝形成高、中、低匹配焊接接头 ,利用脉冲电流氩弧焊、高温加速模拟工况、力学性能试验及电子显微分析 ,研究了 10Cr9Mo1VNbN/ 12Cr1MoV异种钢焊接接头的力学性能、高温强度、界面蠕变损伤及失效特征。试验结果表明 ,焊前预热 2 5 0℃ ,焊后回火 75 0℃× 1h ,加速模拟运行 5 0 0h后 ,高匹配和中匹配接头的力学性能劣化明显 ,界面蠕变损伤及失效倾向较大 ;而低匹配接头的力学性能优于高匹配和中匹配接头 ,界面蠕变损伤较轻 ,失效倾向较小。因此 ,选用TR31焊丝作为10Cr9Mo1VNbN/ 12Cr1MoV异种钢焊接接头的填充材料较为合适。     

焊缝蠕变强度对马氏体/贝氏体异种钢接头界面蠕变损伤的影响

采用脉冲氩弧焊接工艺、高温加速模拟、扫描电镜观察研究了不同焊缝蠕变强度匹配条件下,马氏体耐热钢(9Cr1MiVNbN)与贝氏体耐热钢(12Cr2MoWVTiB)焊接接头的界面蠕变损伤、破坏特征及早期失效倾向.结果表明,焊前预热250℃,焊后回火750℃×1 h条件下,加速模拟运行500,1 000,1 500 h后低匹配接头中焊缝/贝氏体钢界面的蠕变损伤最严重,发生了界面蠕变断裂,早期失效倾向较大;而高匹配接头中焊缝/贝氏体钢界面的蠕变孔洞几乎连成裂纹,蠕变损伤和早期失效较大;而中匹配接头的界面蠕变损伤程度最轻,仅发现少量孤立蠕变孔洞,早期失效倾向最小.     

金属的焊接性

9％Cr-1％Mo耐热钢熔敷金属中M-A组元的研究;微合金元素对00Cr12NiTi铁素体不锈钢焊接接头HAZ组织及力学性能的影响;低合金钢焊缝的针状铁素体微观组织;焊缝蠕变强度对马氏体／贝氏体异种钢接头界面蠕变损伤的影响;无钴马氏体时效钢电子束焊接接头组织与性能分析     

金属的焊接性

9％Cr-1％Mo耐热钢熔敷金属中M-A组元的研究;微合金元素对00Cr12NiTi铁素体不锈钢焊接接头HAZ组织及力学性能的影响;低合金钢焊缝的针状铁素体微观组织;焊缝蠕变强度对马氏体／贝氏体异种钢接头界面蠕变损伤的影响;无钴马氏体时效钢电子束焊接接头组织与性能分析     

异种金属和镀层金属的焊接

20092234异种钢管焊接技术分析/薛福连//焊管.-2008,31(5):76~78通过对珠光体耐热钢与奥氏体不锈钢异种钢接头焊接性的分析,提出了合适的异种钢焊接工艺,并对合成氨装置变换炉增湿器管口进行了现场焊接。最后指出,在异种钢焊接时,首先应分析异种钢各自的焊接性、化学成分和理化性能,从而制定严格合适的焊接工艺,才能得到高质量的焊接接头。表4参620092235异种材料瞬时液相扩散焊过程的非对称性/陈思杰…//热加工工艺.-2008,37(15):87~89通过对12Cr2MoV贝氏体耐热钢和TP304H不锈钢异种金属的瞬时液相扩散焊(TLP)试验,确定其合适的工艺参数,实现了可靠的连接,并分析了元素分布情况,对异种材料的TLP过程的非对称性进行了研究。结果表明,在异种钢TLP过程中,存在元素的非对称扩散,从而引起接头两端等温凝固速度的不同,导致原始界面中心线向TP304H一侧偏移。图3表2参8异种金属和镀层金属的焊接     

母材相对位置对搅拌摩擦焊接铝/铜异种金属接头性能的影响

铝、铜两种金属性能差异较大,用常规焊接方法难以实现连接,极大地限制了铝/铜复合接头的质量和应用范围.利用搅拌摩擦焊接技术成功焊接了防锈铝合金/紫铜异种金属的对接接头,通过焊缝接头表面宏观形貌观察、接头横断面组织分析及接头的抗拉强度分析母材相对位置对铝/铜搅拌摩擦焊接头性能的影响.结果表明,搅拌针相对配合面存在偏移的情况...     

铜/镀锌钢异种金属Nd:YAG激光-脉冲MIG复合热源钎接焊

将激光一电弧复合热源焊接应用于铜与钢的熔一钎连接,用该焊接方法实现了T2紫铜合金板与镀锌钢板的优质连接。结果表明,焊接接头钢母材未发生熔化而铜合金母材熔化,其焊缝与钢母材为钎焊连接,拉伸试验中试样的断裂位置发生在焊缝铜母材热影响区,焊接热影响区略有软化。断口分析发现,接头的断裂属于塑性断裂。高倍电镜分析表明,焊缝钎焊连接界面处未见钢溶蚀及Cu沿铁素体晶界侵入现象;能谱分析结果表明,焊接接头中Cu,Fe原子分别向对方基体进行了良好的扩散,二者在钎焊连接界面处形成了Cu—Fe固溶体,并且在接头的钎焊连接界面处有Si元素的富集现象。     

6061铝合金与H60铜合金TIG热导焊接头组织与性能

采用TIG电弧加热H60铜合金,依靠热传导使6061铝合金熔化,从而实现铝/铜异种金属的可靠连接。使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等分析测试方法对铝/铜接头微观组织进行观察和分析;研究了不同焊接电流对铝/铜接头界面组织和力学性能的影响。结果表明:铝/铜接头界面组织为铜合金母材/Al_4Cu_9反应层/Al_2Cu反应层/α-Al+Cu_5Zn_8+Al_2Cu相/铝合金母材;随着焊接电流的增加,靠近铜合金母材侧Al_4Cu_9+Al_2Cu反应层的厚度逐渐增加,当焊接电流达到110 A,接头界面处可以观察到明显的裂纹;随着焊接电流的增加,铝/铜接头的拉伸载荷呈现出先上升后下降的趋势,最大拉伸载荷为1.67 kN。     

P91钢焊接接头Ⅳ型裂纹力学控制参量有限元模拟

采用有限元方法对马氏体耐热钢（P91）焊接接头在温度为600℃、应力为80MPa下的最大主应力、von Mises等效应力、等效蠕变应变和应力三轴度进行了数值模拟.结果表明,在接头上下坡口交界处细晶热影响区（FGHAZ）两侧的最大主应力和von Mises等效应力很高,蠕变变形主要集中在FGHAZ,等效蠕变应变的最大值位于FGHAZ的底部.受焊缝和母材的强烈拘束,上下坡口交界处FGHAZ内应力三轴度最大,容易形成蠕变裂纹,导致接头蠕变开裂.数值模拟结果与试验获得的IV型裂纹产生、扩展结果一致.因此采用应力三轴度表征IV型裂纹开裂比较合理.     

Al/Ni异种金属超声波点动焊接工艺及界面组织分析

对1060铝合金和N4镍合金异种金属进行了超声波点动焊接,优化了焊接工艺,分析了接头界面组织,焊接接头组织微观形貌和力学性能.结果表明,超声波焊接能够实现1060铝合金和N4镍合金异种金属的有效连接,能够得到韧性和强度都很高的焊接接头;确定了铝镍异种金属超声波焊接的焊接工艺参数为焊接压力25.2~36.0 MPa,焊接时间75~85 ms;当焊接压力为32.4 MPa,焊接时间为85 ms时,抗剪强度超过铝侧母材.焊接接头界面的XRD和EDS分析结果表明,接头界面存在由Al,Ni两种元素互扩散而形成的2 μm厚的反应扩散层.     

几种铝钢异种金属熔钎焊工艺的对比与分析

采用脉冲旁路耦合电弧MIG焊、CMT及激光焊方法实现铝/镀锌钢板搭接焊,对焊缝界面微观组织、形貌及元素成分进行了观察分析,并测试了其力学性能.结果表明,三种焊接方法均可以实现铝/镀锌钢板异种金属的优质连接,获得成形良好的焊缝,搭接接头的抗拉剪强度均可以达到铝合金母材的80%以上,拉伸试样断裂在焊缝铝合金母材热影响区.当母材热输入及工艺合适时,三种方法下搭接接头界面处均形成一主要成分为Fe₂Al₅和FeAl₃,平均厚度约为8 μm的金属间化合物,而且控制金属间化合物的生成是获得铝/钢焊接优质接头的关键.     

工业纯钛TA2/紫铜T2异种金属CMT焊接接头的微观组织和腐蚀性能

采用冷金属过渡技术(CMT)对工业纯钛TA2和紫铜T2异种金属薄板进行对接焊.焊接过程中,使焊丝偏向铜的一侧,铜母材和焊丝熔化形成熔焊接头,熔化的填充材料润湿钛母材,形成钎焊界面,实现钛和铜的熔钎焊连接.使用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和力学试验研究焊接接头的组织以及连接机理.在室温下10%HCl溶液中,研究钛/铜异种金属CMT焊接接头的腐蚀行为.结果表明,钎焊界面由TiCu,Ti₂Cu,AlCu₂Ti等多种金属间化合物组成;焊缝区由铜基固溶体和Ti-Cu-Al-Ni-Fe五元素析出相组成;接头的抗拉强度达到205 MPa;焊接接头在室温10%HCl溶液中腐蚀7天后,钎焊界面出现腐蚀沟槽,14天后自行断裂.     

铝合金/不锈钢双光束激光深熔焊接接头组织及力学性能

采用双光束光纤激光热源对1.5 mm厚5083铝合金和1.8 mm厚304不锈钢异种合金搭接接头进行了激光深熔焊接工艺实验,研究了光束相对位置对接头焊缝成形、界面组织及接头力学性能的影响.结果表明,在无任何填充材料条件下,采用双光束激光进行铝合金/不锈钢异种合金激光深熔焊接能够获得良好的焊缝表面成形,小能量分光束在前的接头界面金属间化合物(IMC)厚度相对较薄.接头界面纳米硬度测试结果表明,IMC层平均硬度为9.61 GPa,且明显高于不锈钢母材(4.12 GPa)和铝合金母材(1.09 GPa).接头拉伸断裂于铝合金/不锈钢IMC界面层.小能量分光束在前的接头获得机械抗力大于分光束在后的接头.