AZ31镁合金及其TIG焊接接头断裂机理研究

对AZ31镁合金及其焊接接头进行拉伸、冲击和疲劳试验,分析了镁合金的断裂机理及疲劳裂纹扩展方向.母材拉伸试验结果表明,试样几乎没有缩颈,抗拉强度为236.29 MPa;焊接接头的抗拉强度为185.68 MPa,拉伸断裂从焊接接头焊趾部位启裂,抗拉强度为母材的78%.冲击试验在-80～340 ℃进行,结果表明,在较低温度下AZ31镁合金冲击韧性较小,断口为准解理形貌的脆性断裂;随着温度的增加,断裂形式由准解理+韧窝形貌的混合断裂过渡为韧性断裂;在常温下焊缝中心的冲击韧性比母材的高,但热影响区的冲击韧性较差.AZ31B镁合金母材的疲劳强度为66.72 MPa,对接接头的疲劳强度为39.00 MPa;母材疲劳断口由解理台阶组成,为脆性断裂;焊接接头疲劳断口由解理和准解理台阶组成,为脆性断裂.     

Incoloy 825镍基高温合金电子束焊工艺及接头组织与力学性能分析

采用电子束焊,对空冷器管箱Incoloy 825镍基高温合金进行对接焊试验. 通过对焊接接头的组织观察,并结合拉伸力学性能以及接头的冲击韧性等试验,分析镍基高温合金电子束焊接头的组织和力学性能. 结果表明, 采用电子束焊焊接镍基高温合金可以得到良好的焊接接头,焊缝区组织由大片等轴晶和少量柱状晶组成;焊缝区没有出现明显的元素烧损现象;焊缝、热影响区硬度达到母材硬度值;焊缝接头抗拉强度达到600 MPa,接近母材抗拉强度,接头断裂形式为韧性断裂;焊缝和热影响区的冲击吸收能量高于母材区,其中焊缝区的冲击吸收能量达到了262 J,冲击断口形貌为韧窝状.     

厚板铜镍合金电子束焊的接头组织与力学性能

采用真空电子束焊接实现了船用厚板铜镍合金的优质可靠连接,焊后对接头组织、显微硬度、拉伸性能和冲击性能进行了测试研究。研究结果表明,焊缝为粗大的枝晶组织,热影响区为晶粒大小不等的孪晶组织,靠近焊缝处晶粒有异常长大;接头显微硬度最高值为HV0.2122,出现在热影响区;焊接接头最大抗拉强度达到342 MPa,与母材等强,拉伸试样均在母材断裂,拉伸断口分布大小不一的韧窝,呈明显的韧性断裂特性;焊缝最高冲击吸收功达到160 J,高于母材的,热影响区最低冲击吸收功121 J,略低于母材的。     

825镍基复合管热丝TIG焊接接头组织与性能分析

采用热丝TIG焊接方法对L360QS/N08825双金属复合管进行焊接,并研究分析了焊接接头的显微组织和性能。结果表明:焊缝中心的显微组织较为均匀,大部分为胞状晶,过渡层存在少量柱状晶,盖面层存在少量树枝晶;常温下焊接接头的平均抗拉强度为521 MPa,为典型的韧性断裂;-30℃下焊缝及热影响区的冲击吸收功分别为120 J和231 J,断口分析表明分别为混合式断裂和韧性断裂;热影响区及焊缝硬度明显高于母材,根焊层焊缝区硬度约为265 HV,明显高于其他焊道。     

超高强度钢35CrMnSi惯性摩擦焊接头组织与性能

对35CrMnSi超高强度钢进行了惯性摩擦焊试验研究,对热处理前后焊接接头组织、显微硬度进行分析测试,并对热处理后焊接接头进行了拉伸性能、冲击性能及拉伸断口分析。结果表明:焊后接头焊缝组织为板条马氏体与残余奥氏体,热力影响区组织为细小的马氏体、索氏体、珠光体和铁素体混合组织;热处理后焊缝组织为回火马氏体与少量铁素体;摩擦焊接头焊缝区的硬度高于热力影响区和母材,热处理后焊接接头硬度趋于一致,焊接接头抗拉强度大于1 890 MPa,断后伸长率大于7. 5%,焊缝区拉伸断口为混合断口;焊接接头冲击吸收能量大于18. 5J。     

焊后热处理对T91钢TLP连接接头组织与力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜对热处理前后T91钢管TLP连接接头的组织、主要元素分布、拉伸断口形貌进行分析;利用电子万能力学试验机、夏比摆锤冲击试验机、显微硬度计对接头热处理前后的力学性能进行测定及分析。结果表明,焊态下,T91钢焊缝金属为未充分扩散的中间层,显微硬度较高,约为348 HV0.5;母材为马氏体+残留奥氏体。经焊后热处理,焊缝与母材组织相似,均为回火马氏体;焊缝硬度值与母材区相近,约为223 HV0.5;另外,焊后热处理接头室温抗拉强度及冲击吸收能量增大,分别为660 MPa和52 J;180°弯曲试验试样完好。焊后热处理前T91钢焊接接头室温拉伸断口形貌为河流花样及扇形花样,属于脆性断裂,经热处理后T91钢焊接接头室温拉伸断口形貌为等轴韧窝,为韧性断裂。     

BS960E高强钢激光-电弧复合高速焊接接头组织及性能研究

采用激光-电弧复合技术焊接BS960E高强钢板材,以探索高强度合金钢的焊接接头组织及性能。采用扫描电子显微镜表征焊缝组织及断口形貌,结果显示:采用直径1.2 mm的90G型焊丝焊接,对应的接头组织主要为板条贝氏体,少量马氏体和MA组元,热影响区组织以板条马氏体为主。焊缝接头抗拉强度为1 117.13 MPa,延伸率为11.82%;焊缝冲击吸收功为23 J,冲击断口主要呈现韧窝状形貌,热影响区冲击吸收功为14 J,冲击断口主要以准解理断裂为主。     

DH36高强度钢摩擦柱塞焊工艺与接头组织性能

对高强度船体结构钢DH36钢板进行了摩擦柱塞焊工艺试验研究,对焊接接头微观组织、显微硬度、抗拉强度及连接界面处冲击吸收功进行了观察与测试,对连接界面处拉伸断口进行了扫描电镜观察.结果表明,采用优化摩擦柱塞焊工艺可成功实现DH36高强度钢和柱塞的冶金连接,焊缝区出现明显的硬化倾向,其显微硬度最高可达333 MPa;焊接接头抗拉强度高于母材,连接界面处拉伸断口具有微小等轴韧窝和解理断裂的混合特征,但接头连接界面处冲击吸收功为37 J±5 J,明显低于母材205 J.这是由于焊接热循环过程中在母材与柱塞连接界面附近产生了大量贝氏体及魏氏体铁素体组织导致的韧性降低造成的.     

时效处理对T92摩擦焊焊接接头微观组织和力学性能的影响

对T92摩擦焊焊接接头在625℃进行不同时间的时效处理,研究了接头组织与性能。结果表明,随着时效处理时间的延长,焊合区、热影响区和母材区基体组织仍为板条马氏体组织,马氏体板条束和板条尺寸没有变化,析出相数量逐渐增多。Cr23C6碳化物的聚集和长大导致焊接接头的屈服强度和抗拉强度逐渐下降,拉伸试样的断裂模式为脆性解理,断口形貌为较平坦的解理面。焊接试样的冲击韧性也随之下降,冲击试样断裂模式逐渐由韧窝断裂向解理断裂转变,断口形貌为沿晶脆性解理。     

大热输入焊接EH36船板钢接头力学性能

以EH36高强度船板钢为研究对象,通过拉伸和冲击分析试验手段,对EH36船板钢不同热输入埋弧焊接头进行了力学性能测试,同时采用扫描电镜对冲击试样断口形貌进行分析.结果表明,所有断裂均发生在拉伸试样的母材区,EH36船板钢在大焊接热输入条件下,焊缝和焊接热影响区的强度好于母材,并没有出现热影响区软化现象;随着焊接热输入增加焊缝的冲击韧性降低,从焊缝和熔合区断口形貌来看,断裂类型为韧性断裂和准解理断裂的混合断裂.随着远离熔合线距离的增加,冲击吸收功有增加的趋势,在距离熔合线4 mm处的冲击吸收功跟母材接近,说明该位置处韧性基本不受焊接热循环的影响.     

BHW35钢的焊接及接头组织性能

分别采用埋弧焊和焊条电弧焊方法进行对接接头性能试验,接头经消应力退火后,进行了冷弯、拉伸、冲击韧性试验,并进行了金相组织及断口分析,力图从宏观、微观机理上解读不同工艺方法下焊接接头的性能变化规律,指出2种工艺方法均能满足焊接性能要求,焊条电弧焊力学性能及冲击韧性优于埋弧焊,热影响区的韧性优于焊缝。冲击断口分析表明,埋弧焊接头存在准解理+韧窝混合断裂特征。而焊条电弧焊焊接接头全部为韧窝断裂特征,其抗起裂及抗裂纹扩展性能优于埋弧焊。     

深冷处理对X80钢焊接接头组织和力学性能的影响

采用手工电弧焊对X80管线钢进行焊接,对焊接接头进行不同温度的焊后深冷处理,通过金相分析、硬度测试、拉伸试验、冲击试验等研究深冷处理对X80管线钢焊接接头组织及力学性能的影响。结果表明,经深冷及回火处理后,X80钢焊接接头组织由铁素体和奥氏体逐渐向回火索氏体转变。X80管线钢经过深冷处理后,其焊接接头综合力学性能得到较大提高,且深冷温度越低,综合力学性能越好;在－196 ℃深冷处理条件下,焊接接头抗拉强度及冲击吸收能量较未处理试样分别提高约11.1%和72.8%,断裂方式由脆性准解理断裂转变为韧性断裂。     

焊后热处理对AZ31B镁合金自动TIG焊焊接接头的影响

利用六轴机器人夹持氩弧焊枪对AZ31B变形镁合金进行了平板对焊,探讨了焊后热处理对焊接接头微观组织、第二相及力学性能的影响规律。结果表明,焊后热处理有效改善了焊接接头的微观组织,大幅提升了焊接接头的力学性能。焊后热处理后,焊接接头微观组织中晶粒尺寸没有太大改变,但沿晶界分布的第二相数量明显减少,焊接接头的抗拉强度和伸长率分别达到了母材的97.8%和84.5%。未经热处理的拉伸样品是在焊缝处断裂,断口呈现出典型脆性断裂特征;而热处理之后的拉伸则是在热影响区断裂,断口呈现出准解理偏韧性的混合断裂特征。     

焊接工艺对SUS444铁素体不锈钢焊接接头组织和力学性能的影响

设计了三种焊接工艺焊接SUS444铁素体不锈钢,通过金相、弯曲、拉伸和冲击等方法研究了其焊接接头的微观组织和力学性能.结果表明:三种焊接工艺都能得到抗弯性能和抗拉性能较好的焊接接头,采用线能量小于10k.J/cm两道次焊接的热影响区最窄,晶粒尺寸最小,常温冲击功最高,冲击断口为韧窝断口;填充奥氏体不锈钢焊丝可以保证焊缝具有足够的韧性,不填焊丝焊缝冲击功只有10J,呈现脆性断裂形貌.     

热处理对9Ni钢焊接接头组织与性能的影响

对9Ni钢焊接接头分别进行了QT处理和IHT处理,采用拉伸、硬度、冲击试验,断口电镜扫描等方法研究了两种热处理对焊接接头显微组织及性能的影响。结果表明,未经热处理时焊缝的组织为细晶铁素体+针状铁素体;QT处理后焊缝的组织为马氏体+奥氏体;IHT处理后焊缝组织为马氏体+奥氏体+铁素体。QT与IHT处理均能使9Ni钢焊接接头的强度、硬度下降,塑性上升;IHT处理后焊接接头的伸长率达到29.0%,塑性优于QT态。经QT和IHT处理后,焊缝的低温冲击吸收能量分别从48 J上升至78 J和100 J;IHT处理可明显提升焊缝的低温韧性,其冲击断口为典型的韧性断裂。     

焊后调质对30CrMo合金钢摩擦焊接头组织及性能的影响

文中对30CrMo轮对空心轴与三爪盘摩擦焊接头进行焊后调质(淬火+回火)热处理,研究了接头分别在焊态和焊后调质态时的组织形貌和力学性能(拉伸、弯曲、冲击、硬度),以确定焊后调质工艺对30CrMo摩擦焊接头性能的影响。研究结果表明:经调质处理后的30CrMo合金钢摩擦焊接头抗拉强度和屈服强度有较大提升,分别达到了母材的69%和65%;无论是室温还是-40℃,断后伸长率和收缩率变化不大,调质后接头各部位试件强度均达到27 J以上;冲击断口在焊缝区呈准解理,在热影响区和母材呈韧窝密集的混合型断裂,较焊态接头其冲击性能提高显著。     

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%。     

手工自蔓延立焊Q235钢接头冲击韧性与断口微观形貌

以Q235钢为母材进行手工自蔓延立焊,对其接头的冲击韧性进行了测试,采用SEM观察分析了其断口形貌。结果表明,手工自蔓延立焊所得焊接接头冲击韧度约为11.29 J/cm2。断口分析发现解理台阶、小韧窝及撕裂岭存在,试样的断裂是解理断裂和准解理断裂等多种断裂方式共存的混合断裂方式。分析断口发现,焊缝中存在一定缺陷,并成为断裂的裂纹源,使得接头冲击韧性低。     

BHW35钢埋弧焊环缝组织及高温冲击性能分析

BHW35钢匹配H08Mn2MoA+HJ350焊材,采用埋弧自动焊焊制的厚壁焊接接头,经消应力退火热处理后,对接头及母材实施了室温,100,200,350℃下缺口冲击试验,并进行冲击断口、金相组织、硬度及化学成分分析.结果表明,接头硬度为291.6HV.随着温度升高,接头韧度较室温大幅度提高,冲击吸收功均出现峰值温度,焊缝为100℃,而HAZ和母材为200℃.热影响区的韧度优于焊缝,接头冲击吸收功室温为47.33 J以上,350℃为134.67 J以上,满足韧度要求.断口分析表明,母材冲击断口均为延性韧窝,室温焊缝及HAZ冲击断口呈准解理+韧窝的混合断裂特征,而高温下均变为延性韧窝.冲击吸收功越高,断口撕裂特征越明显,韧窝越大,分布越不均匀.     

Ti-6Al-4V钛合金超音频脉冲TIG焊

进行了Ti-6Al-4V钛合金超音频脉冲氩弧焊(U-TIG)与传统TIG焊,利用X射线探伤检测接头质量,金相显微镜和SEM观察接头组织和断口,利用万能试验机测试接头拉伸性能.结果表明,U-TIG焊能减少焊缝气孔;随着加入脉冲频率的增加,U-TIG焊焊缝组织细化、等轴化,当脉冲频率为45kHz时,晶粒细化效果最好;随着脉冲频率的提高,接头抗拉强度、屈服强度和断后伸长率均有所提高;常规TIG与U-TIG焊接头断口均为准解理断裂机制,但U-TIG断口枝晶破坏痕迹已不明显.