铝合金中厚板单面焊双面成形模拟与试验研究

传统焊接方法在铝合金中厚板焊接时存在焊缝成形差、难以实现单面焊双面成形等问题,严重影响焊接质量和焊接效率。通过开展5083铝合金中厚度平板焊接有限元仿真,分析预热温度、焊接电流和焊接速度等工艺参数变量对焊接温度、热影响区和焊接应力的影响规律,确定了合理的焊接工艺参数范围。采用自动化CMT+P(冷金属过渡焊+脉冲焊)复合双脉冲焊接工艺对中厚度平板进行对接焊试验,实现了单面焊双面成形,并通过对焊接接头内部缺陷、维氏硬度等进行测试分析,焊缝内部无明显缺陷,硬度达到了母材的82%以上,从而证实了工艺方案的有效性和实用性。     

焊接工艺对波形钢腹板焊接细节残余应力的影响

为得到一种较优的波形钢腹板-翼缘板焊件焊接工艺,以头道河大桥为工程背景,采用ABAQUS建立了3种不同加载工况下的焊接数值计算模型,得到了焊接过程中焊件的温度场变化,并对比了单面焊件在不同焊接顺序下的纵向残余应力分布,分析了单面焊件和双面焊件在折角区域焊缝的纵向残余应力分布,考虑了变截面对关键细节纵向残余应力的影响。结果表明：焊缝附近的等效残余应力接近Q345钢材的屈服应力,不容忽视;合理的焊接顺序能够降低单面焊件在折角区域焊缝的纵向残余应力;对于双面焊件,先焊一侧的焊缝应力水平低于单面焊件的,而后焊一侧的焊缝应力水平则高于单面焊件的,为减小折角焊缝区域的纵向残余应力,建议采用先焊折角圆弧外侧,再焊圆弧内侧的双面焊焊接工艺;关键细节的纵向残余应力与翼缘板厚度呈负相关。     

钢桥面板—纵肋双面焊缝疲劳裂纹应力强度因子

双面焊有望改善顶板—纵肋焊接构造细节的疲劳抗力,而初始焊接缺陷是影响该类构造细节疲劳性能的关键因素。基于断裂力学理论,采用FRANC3D-ABAQUS交互技术建立了含初始裂纹的钢桥面板多尺度有限元模型,研究顶板—纵肋连接焊缝疲劳裂纹应力强度因子。分析了焊缝熔透率、顶板厚度、初始裂纹形状比等对双面焊缝疲劳裂纹应力强度因子的影响规律。结果表明：钢桥面板—纵肋连接焊缝细节处疲劳裂纹为Ⅰ型主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ复合型疲劳裂纹;双面焊缝顶板焊根处疲劳裂纹应力强度因子最大值比单面焊缝小64.3%,改善了顶板—纵肋焊缝的疲劳性能;焊缝熔透率对顶板—纵肋双面焊接细节疲劳裂纹应力强度因子影响较小;加厚顶板显著降低了顶板—纵肋双面焊接细节疲劳裂纹应力强度因子;随着初始裂纹形状比增大,裂纹应力强度因子减小。     

不同应力状态下40CrNiMoA钢延性断面的分形维数

本文利用FPM（Fracture Profile Method）法，测量了40CrNiMoA钢在不同应力状态下发生延性破坏时断裂表面的分形维数，并考察了断面分形维数与断裂应变的关系，结果表明，尽管当应力三维度Rσ从0.86增大至1.52时，断裂应变εf自0.37降至0.15，而断面分维DF仍保持常值（变化幅度仅为1.3%），估计这是由于具有不同应力三维度的试样其临界空穴扩张比VGC值基本保持常值的缘故。     

TA2钛合金熔丝钨极氩弧焊接头的组织性能

采用熔丝钨极氩弧焊方法应用于钛合金焊接领域,对优化工艺参数下的焊接接头进行显微组织分析和力学性能试验。结果表明,熔丝钨极氩弧焊方法可实现5mm厚TA2板材单面焊双面成形,焊接接头内部无焊接缺陷,焊缝区显微组织由粗大的锯齿状晶粒组成使焊缝中心位置冲击功降低,拉伸试验断裂位置为热影响区,其断口为韧性断裂,焊缝中心维氏硬度高于母材,接头具有较好的塑性和韧性。     

转向架用SMA490BW钢不同焊接区域裂纹扩展速率

研究了高速列车转向架用SMA490BW钢对接焊在不同应力比和不同焊接区域下的裂纹扩展速率,分析了SMA490BW钢焊接接头不同焊接区域和不同应力比下的疲劳裂纹扩展行为。结果表明：在相同应力比下,SMA490BW钢不同焊接区域（焊核区、热影响区）对裂纹扩展速率的影响不大;应力比对裂纹扩展速率的影响较大;在相同应力强度因子下,应力比R=-1时的裂纹扩展速率明显高于R=0时的裂纹扩展速率;应力比对Paris公式里的c参数的影响较大,对m参数的影响较小。     

不锈钢A—TIG焊活性剂的焊接性研究

利用自行研制的304不锈钢A－TIG焊活性剂进行了焊缝外观形貌、熔深效果、接头微观组织、化学成分及接头力学性能分析的焊接工艺试验，试验结果表明，使用活性剂可以使焊缝熔深比常规的TIG焊增加1－2倍，对8mm以下的不锈钢钢板对接无须开坡口，可一次焊接完成并且单面焊双面成型，焊缝表面成形良好，使用活性剂后接头微观组织、焊缝的化学成分和接头力学性能均不受影响。     

低碳钢A—TIG焊活性剂的焊接性研究

利用自行研制的低碳钢A－TIG焊活性剂进行了各种焊接工艺试验。试验结果表明，使用本活性剂可使焊缝熔深比常规的TIG焊增加3倍，对12mm以下的低碳钢板对接无须开坡口，可一次焊接完成并能单面焊双面成型。焊缝表面成型良好，接头微观组织、焊缝的化学成分和接头力学性能均不受影响。焊接电流、弧长、焊接速度、涂层厚度和气体种类等均对焊接熔深的增加产生影响。     

单面焊双面成形质量控制及措施

优质的单面焊双面成形焊缝,表面不得有裂纹、未熔合、夹渣、气孔、焊瘤、咬边等焊接缺陷,焊缝内部不允许有焊接缺陷.但在实际生产过程中,单面焊双面成形的焊接质量受到了焊接设备、焊接材料、焊接工艺参数及操作技术等原因,使得形成的焊缝达不到质量要求,从而对结构的工作质量和使用寿命产生严重的质量问题.笔者通过实践验证和分析,提出相应的防止措施,从而对单面焊双面成形的焊接作业具有指导作用.     

TIG焊接中单面焊双面成型的研究

研究了 TIG焊接中单面焊双面成型的条件及脉冲对双面焊缝成型的影响 .     

应力状态对 16Mn 钢焊接接头断裂行为的影响

利用光滑、缺口试件拉伸试验及电子显微技术研究了１６Ｍｎ钢焊接接头在不同应力状态下的强度、塑性特征,裂纹起始、扩展特性及各特征区的断裂韧性ＶＧＣ,讨论了应力状态对接头断裂行为的影响．结果表明：随着应力三轴度的增加,接头由韧性向脆性断裂方式转变,断口形貌则由韧窝向准解理、解理转化,断裂应变急剧下降．母材的ＶＧＣ值最高,熔合区、焊缝次之,过热区的ＶＧＣ值最低．     

基于数字图像相关法的A7N01-T4铝合金焊接接头循环变形行为实验研究

为研究A7N01铝合金MIG焊焊接接头单轴拉伸性能和循环变形特征,采用数字图像相关方法(DIC)分析A7N01铝合金焊接接头在单调拉伸和循环加载下的应变场分布,结合焊接接头显微硬度获取焊接接头整体、焊缝、热影响区和母材的平均应力-应变曲线。实验结果表明:焊接接头母材在单调拉伸和循环变形中一直处于弹性变形,焊接接头整体的塑性变形由焊缝和热影响区主导,体现出循环稳定特征和棘轮安定状态,焊接接头的棘轮应变值依赖于当前的应力水平和加载历史。     

Li-Zn-Cu和Li-Zn-Co系铁氧体Mossbauer效应研究

在室温条件下,测量了多晶铁氧体（Ｌｉ０．５Ｆｅ０．５）０．７－ｘＺｎ０．３ＣｕｘＦｅ２Ｏ４（ｘ＝０．０;０．０３;０．０５;０．０７）和（Ｌｉ０．５Ｆｅ０．５）０．７ｙ＝Ｚｎ０．３ＣｏｙＦｅ２Ｏ４（ｙ＝０．０;０．０１;０．０２;０．０３）的Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱,结果表明,离子代换使样品的Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱变得复杂。所有谱线均包含一组强度很弱的顺磁双线亚谱。     

机械振动辅助铝合金CMT接头成形与组织

基于高频微振平台,进行6082铝合金机械振动辅助冷金属过渡焊接(CMT)试验,探究高频微振CMT工艺对焊接接头组织性能的影响.结果表明：施加振动后,焊缝余高略有增加,熔宽减小,熔深增大.当振动频率为1 119 Hz时,余高和熔深分别增加4.5%和23%.振动使热影响区宽度变窄,熔合线附近晶粒尺寸从原先的20μm减小到15μm.施加振动后,气泡逸出速度加快,柱状晶的生长趋势被抑制,晶粒细化,焊接接头软化区的硬度提高,接头硬度分布更加均匀.当振动频率为1 119 Hz时,焊缝软化区维氏硬度值达到最高为77.施加振动可以有效降低接头焊缝和热影响区残余应力.当振动频率为1 119 Hz时,焊接接头和热影响区最大残余应力平均值分别减小9.6%和6.3%,焊接接头力学性能得到提升.     

6005铝合金搭接接头组织及疲劳性能研究

采用熔化极惰性气体保护(MIG)焊对6005铝合金进行搭接焊接试验.对焊接接头进行微观组织观察和显微硬度测试,结果显示,熔合区出现联生结晶特点,焊缝中心以等轴晶为主,热影响区(HAZ)晶粒发生严重粗化,焊缝区的维氏硬度(HV)为64.5,母材区为89.6,接头出现明显软化区.在疲劳性能测试中焊接接头疲劳强度只有母材的2...     

Microstructure and properties of Al-Mg-(Sc, Zr) welded joint

Mechanical properties and microstructure of Al-Mg-(Sc, Zr) welded joint prepared by manual labor melt inert gas(MIG) welding method using Al-Mg and Al-Mg-Sc weld wire as filling materials were studied comparatively. The results show that the apparent recrystallization does not happen in heat-affected zone. It proves that Al-Mg(Sc,Zr) alloy has a high capability of resistance to welding heat-soften. Using Al-Mg-Sc welding wire as filling material can obviously refine the grains of weld seam and improve its strength. The layer of small equal-axe grains in fusion area improves the joint strength between welded metal and base metal. The coefficients of welded joints when Al-Mg-Sc and Al-Mg welding wire are used as filling material are greater than 0. 90, respectively. The yield strength of welded joints with Al-Mg welding wire is only 187 MPa, one is as high as 287 MPa with A1-Mg-Sc welding wire, thus the working strength of the welded unit is greatly improved.     

旋转填料床处理含氨废水实验研究

目的　以空气作为气提剂 ,在旋转填料床内进行了含氨废水的吹脱研究 .方法考察了转鼓转速、气液体积流量比、液体温度以及 p H值的变化对氨氮去除率的影响 .结果与结论　实验结果表明 ,温度和废水的 p H值对氨氮废水吹脱效果的影响较大 ,增加液体温度和 p H值均有利于提高氨氮去除率 ,最适宜的p H值为 11.0 .增加转鼓转速和气液体积流量比在一定程度也可提高氨氮去除率 .在适宜的吹脱工艺条件下 ,单程吹脱率大于 85 %     

Domex 700MC钢性能及其焊接接头显微组织分析

针对Domex 700MC低合金高强钢，采用002气体保护电弧焊和埋弧焊方法获得了焊接接头试件。通过焊接接头试样，分析了焊缝和热影响区的金属组织，测试了焊接接头的硬度，讨论了Domex 700MC钢焊接接头显微组织形成的原因。     

激光焊接650MPa相变诱发塑性钢的组织与性能

采用固体Nd:YAG激光器焊接拉伸强度级别为650MPa、厚度为1.2mm的相变诱发塑性钢(TRIP)薄板,利用光学显微镜和电子显微镜研究了其不同焊接速度下对接焊缝的形貌和组织特点。测试了接头的硬度和抗拉强度,借助杯凸试验对比研究了激光焊接接头和母材的成形能力,并分析了焊接速度对接头组织、性能的影响。研究表明:TRIP钢的相组成主要是大量铁素体、贝氏体和少量的残余奥氏体;激光焊缝金属则主要由马氏体构成。焊缝金属或焊接热影响区的近缝区具有最高的硬度。焊缝金属的屈服强度和抗拉强度在垂直于焊缝方向与母材基本相同,但在平行于焊缝方向明显高于母材。与母材相比,激光焊接TRIP钢薄板的冲压成型能力明显下降。     

Ni对金属粉芯型焊丝接头性能的影响

为了制备WQ960高强钢焊接所需的药芯焊丝,自行研制了Mn-Mo-Cr系金属粉芯型药芯焊丝,并在药芯中添加Ni粉来改善焊接接头的冲击韧性.利用拉伸试验、硬度试验和冲击试验等测试方法研究了Ni元素对焊接接头力学性能的影响.结合组织观察和化学成分分析方法,从组织结构的角度对Ni元素的影响机理进行了合理解释.结果表明,随着焊缝中Ni含量的增加,焊接接头的抗拉强度增大,但伸长率减小.当温度为-60~25℃时,焊缝冲击功呈现先增大后降低的趋势.随着Ni含量的增加,焊缝及热影响区硬度增大,焊缝最高硬度值为329. 5 HV,热影响区软化现象有所缓解.焊缝金属中加入适量的Ni元素具有提高焊接接头冲击功的作用,且最佳Ni含量为1. 22%.