SMA490BW耐候钢激光-电弧复合焊接接头性能

高速列车转向架服役环境复杂,易受到大气腐蚀,通常使用耐候钢作为转向架材料。SMA490BW耐候钢以普通碳素钢为基础,添加了耐大气腐蚀的Cu、P、Cr、Ni等元素,具备较好的耐腐蚀性。采用激光-MAG复合焊及MAG焊,针对SMA490BW接头性能、微观组织及合金元素波动进行研究。结果表明,复合焊接头组织核力学性能优于MAG焊接接头,且合金元素成分波动较小,在转向架焊接中可实现对MAG焊接工艺的替代和优化。     

SMA490BW耐候钢及其焊接接头的盐雾腐蚀行为

选用转向架构架常用的 SMA490BW 耐候钢及不同焊接工艺的接头为对象,研究其在中性盐雾腐蚀条件下的腐蚀行为,并利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等分析耐候钢及其接头的微观组织、腐蚀形貌、锈层特征及腐蚀产物。结果表明:随着腐蚀时间的增加,耐候钢及其接头的腐蚀失重先增加后降低;腐蚀360 h后,腐蚀产物主要为α-Fe OOH、γ-Fe OOH和Fe3O4;SMA490BW 耐候钢及其接头的耐腐蚀性从大到小依次为 SMA490BW 耐候钢、双丝自动焊接头、单丝自动焊接头、单丝手工焊接头。     

SMA490BW耐候钢激光-MAG复合焊与MAG焊对比研究

以一种高速列车转向架用材料SMA490BW耐候钢为研究对象,针对传统MAG易出现未焊透等焊接问题,对8 mm SMA490BW耐候钢的激光-MAG复合焊进行研究。通过对比8 mm SMA490BW耐候钢MAG焊与激光-MAG复合焊接头的焊缝成形、组织特点、力学性能,可以得到:SMA490BW耐候钢的激光-MAG焊接头的焊缝成形质量优于MAG焊接头,焊缝组织也更加均匀细小,焊缝区硬度较MAG焊接头高;复合焊接头的抗拉强度、弯曲性能与MAG焊接头类似;复合焊接头的韧性比MAG焊接头更好。     

转向架用SMA490BW钢激光-MAG复合焊接头残余应力

利用X射线衍射法对转向架构架用SMA490BW耐候钢激光-MAG复合焊和单MAG焊接接头进行残余应力测试和分析。结果表明:激光-MAG复合焊接头与单MAG焊接头残余应力分布趋势相同,焊缝及近缝热影响区均存在较大的残余拉应力。激光-MAG复合焊接头残余应力峰值和拉应力区间均小于单MAG焊接头,主要原因是激光-MAG复合焊接头焊接过程中热输入较小,对母材的塑性压缩效应较低。     

SMA490BW耐候钢手工焊与自动焊接头低温性能对比

以CRH2型动车组转向架专用材料SMA490BW耐候钢为母材,分别制备手工焊接头和自动焊接头,对比分析两种接头在不同温度条件下,尤其是低温条件下的强度、韧性之间的差异,开展了两种接头在不同温度条件下的余高试样疲劳试验。试验结果表明:自动焊接头在平均抗拉强度、平均屈服强度方面稍优于手工焊接头,在焊缝区和焊接热影响区的冲击功要明显劣于手工焊接头;在相同温度条件下,两种接头的疲劳性能相当。     

690 MPa级耐候桥梁钢焊接接头在模拟工业大气环境下的耐蚀性研究

采用周期浸润腐蚀实验和电化学测试方法，结合扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)等表面测试技术研究了690 MPa级耐候桥梁钢焊接接头在模拟工业大气环境下的耐蚀性。结果表明，在腐蚀初期，由于微观组织的不同，以铁素体为主的焊缝区耐蚀性优于贝氏体为主的母材区，同样由于晶粒粗大且分布不均匀导致贝氏体组织的热影响区耐蚀性最差，焊接接头不同微区域未发生明显电偶腐蚀；在腐蚀后期，Cu、Cr等在焊接接头不同区域的锈层中明显富集，Ni在焊缝区锈层中富集量远高于母材区和热影响区，焊缝区由于合金元素含量较高使其锈层更加平整致密且具有较高的极化电阻和阻抗值，导致整个焊接接头的耐蚀性能好于母材。     

转向架用钢激光-MAG复合焊角焊缝

高速列车耐候钢转向架焊接中,有大量角接形式的焊接接头。作为列车的主要承载部件,转向架的焊接要求完全焊透。采用传统MAG焊和激光-MAG复合焊对12 mm板厚的SMA490BW耐候钢进行焊接试验,并观察测试两种方法获得的接头宏观形貌、微观组织和力学性能。结果表明,激光-MAG复合焊接接头组织和力学性能均优于MAG焊接接头,因而在转向架焊接中可替代MAG焊接工艺。     

母材及焊丝对转向架用耐候钢焊接接头性能的影响

以高速列车转向架用耐候钢S355J2W与SMA490BW为母材,匹配G424M21Z焊丝与CHW-55CNH焊丝得到三种焊接接头。观察三种接头的显微组织,并比较三种接头的力学性能和腐蚀性能。结果显示,三种接头的焊缝区显微组织均由先共析铁素体、针状铁素体、粒状贝氏体以及珠光体组成,过热区组织粗大出现魏氏组织,正火区组织细小均匀。S355J2W母材匹配两种焊丝所得接头的拉伸断裂强度接近,且断裂位置均位于母材,而SMA490BW母材匹配CHW-55CNH焊丝所得接头拉伸断裂位置位于焊缝,且其拉伸强度明显高于另外两种接头。SMA490BW母材的腐蚀速率低于S355J2W母材。以S355J2W为母材匹配两种焊丝所得的两种接头腐蚀速率接近。以CHW-55CNH为焊丝匹配SMA490BW母材的接头低于匹配S355J2W母材所得接头。母材是影响接头耐蚀性的主要因素,而焊丝对接头的耐蚀性的影响小于母材。     

耐候钢母材与焊丝匹配对焊接接头应力腐蚀性能的影响

对铁路转向架用S355J2W耐候钢和SMA490BW耐候钢匹配不同焊丝(CHW-55CNH,G424M21Z)焊接得到三种接头。采用光学显微镜、电化学测试和慢应变速率试验等对焊接接头的显微组织、电化学性能以及耐应力腐蚀性能进行了研究。结果表明:S355J2W耐候钢配G424M21Z焊丝接头属于高匹配接头,母材与焊缝的强度差距大,容易在接头部位造成应力集中,具有较大的应力腐蚀倾向,其电化学腐蚀倾向最高;S355J2W耐候钢配CHW-55CNH焊丝接头属于高匹配接头,应力腐蚀倾向较低;SMA490BW耐候钢配CHW-55CNH焊丝接头属于低匹配接头,母材与焊缝区的强度相当,接头处的应力集中较小,其应力腐蚀倾向很低,电化学腐蚀倾向也最低。     

N800CF高强钢母材与焊接接头的周浸腐蚀行为

采用周期浸润腐蚀实验方法分别研究了N800CF、SMA490BW和Q345C三种母材在1.0×10~(-2)mol/L NaHSO_3腐蚀溶液中的失重率,以及焊接热输入对N800CF焊接接头腐蚀行为的影响,利用SEM、XRD分别对表面锈层进行形貌观测和相组成及腐蚀机理分析。结果表明,在本实验条件下,N800CF腐蚀失重率低于Q345C,但高于SMA490BW。与N800CF母材相比,N800CF焊接接头的腐蚀失重率降低,且当热输入不超过15 kJ/cm时接头耐腐蚀性能优良。     

在制容器简体环向焊接接头缺陷的分析及处理

根据某厂制造容器的筒体间环向焊接接头出现的线性缺陷,通过分析焊接材料和焊接坡口,确定为因焊缝成形系数过小而导致产生焊接热裂纹.同时为保证产品的焊接质量,提出了具体的返修方案供制造厂进行返修,并通过返修结果验证了返修方案是正确的.     

不锈钢薄板大间隙接头激光-MIG电弧复合高速焊接工艺

采用填充ER316焊丝的光纤激光-MIG电弧复合焊方法,焊接间隙为0.5 mm、厚度为1 mm的SUS444铁素体不锈钢薄板对接接头和搭接接头,研究了获得成形良好的对接接头和搭接接头的工艺参数窗口和极限焊接速度,并对焊缝进行了着色渗透检验和拉伸试验. 结果表明,合理匹配焊接速度和焊接电流,是获得成形良好的大间隙接头的关键;当焊接速度过小或焊接电流过大时,较大的热输入导致焊缝过度熔透,焊缝成形不良;当焊接速度过大或焊接电流过小时,较小的热输入导致焊缝未熔透. 对接接头焊缝成形质量良好且熔透的极限焊接速度可达12 m/min,而搭接接头的极限焊接速度为5 m/min. 成形良好的焊缝均未发现表面裂纹. 拉伸试验表明,对接接头断裂在母材上;搭接接头绝大部分断裂在熔合线附近,极限焊接速度下获得的搭接接头的抗拉强度是母材的84.2%.     

大型铝型材的焊接

概述了车辆用大型铝合金型材配用焊丝、焊接工艺，并以车辆用7005铝型材焊接接头为例，详细说明了这类型材焊接接头的组织与性能。     

铜-钢异种金属焊接的研究现状和进展

综述了国内外铜-钢异种金属焊接的可行性、焊接方法及焊接接头组织性能方面的研究现状.分析了铜-钢焊接过程中存在的热裂纹和铜渗透裂纹等问题.介绍了多种实现铜-钢焊接的方法及每种方法的特点和应用范围.冷金属过渡焊接是一种比较新的焊接方法,具有广阔的应用前景.对铜-钢焊接接头结合机理方面的研究多集中于对青铜和钢焊接后的接头组织,对于紫铜与钢的焊接还需进一步探讨.     

1Cr18Ni9Ti/16MnR复合钢板对接焊工艺研究

不锈复合钢的焊接是材料焊接工艺的难点之一。本文介绍了1Cr18Ni9Ti／16MnR复合钢的手工电弧焊与隋性气体保护钨极电弧焊的综合焊接工艺。     

1Cr18Ni9Ti/16MnR复合钢板对接焊工艺研究

不锈复合钢的焊接是材料焊接工艺的难点之一。本文介绍了1Cr18Ni9Ti/16MnR复合钢的手工电弧焊与隋性气体保护钨极电弧焊的综合焊接工艺。     

高强钢激光搭接焊接接头组织及显微硬度

采用光纤激光器对汽车工业中常用的双相钢HC450/780DPD+Z和低合金高强钢HC420LA进行激光搭接焊试验,探索焊缝附近微观组织和显微硬度转变,并研究不同焊接速度对焊缝显微硬度的影响。结果表明,焊缝附近微观组织主要包括熔化区、热影响区和母材三部分。焊接速度一定时,从母材到焊缝,HC420LA的显微硬度变化趋势为先增加后保持不变,HC450/780DPD+Z的显微硬度变化趋势为先增加后减小再保持不变。而随着焊接速度的增加,HC420LA焊缝显微硬度先增加后保持不变,HC450/780DPD+Z焊缝显微硬度先增加后减小。     

拘束条件对薄板T形接头双光束激光焊接变形的影响

采用单元温度对单元进行生死控制的有限元计算方法研究了拘束条件对2.5 mm厚铝锂合金5A90薄壁T形接头双光束激光焊接变形的影响,拘束条件包括对筋板施加和对底板施加两类,约束在焊接过程中施加,焊后冷却到室温去除.筋板拘束条件施加在筋板顶部和侧面,对比了施加与不施加约束两种情况,该两种情况连续焊接之前都采用点固焊对筋板进行固定.底板拘束条件通过在T形接头两侧设置压块对底板施压来实现,研究了压块与焊缝不同距离对焊接变形的影响.最后进行了试验验证.焊接过程中对筋板施加约束有利于减小焊接过程中及焊后筋板变形.底板纵向约束影响T形接头焊件挠曲变形的大小和方向,对角变形影响不大.焊接过程中对底板施加y向约束,有利于减小角变形.对底板加纵向约束与不加纵向约束两种情况进行了试验验证,变形方向及变形量最大值的计算结果与试验结果符合.     

薄壁件激光锁底焊缝质量研究

针对30CrMnSiA薄壁激光锁底焊接接头的焊缝质量问题，从激光焊接中的气孔成形及分布规律入手，参照有关标准对一定焊缝长度内的不同孔径的气孔数量进行统计，同时对含气孔缺陷的焊接接头的力学性能进行了测试，结果表明：其焊缝气孔大多集中在有效焊深以外的焊缝根部，对焊接接头的性能影响不大，即使在焊缝中含有多处气孔的情况下，其焊缝力学性能依然能满足产品设计要求，据此制订了验收规范。生产应用表明：该规范对30CrMnSiA薄壁件激光锁底焊缝的质量控制合理，保证了构件性能，明显提高了生产效率。     

摩擦焊钻杆焊热淬火正交试验研究

进行了在摩擦焊局部高温形变条件下,利用焊接余热直接淬火并辅以高温回火的摩擦焊焊热淬火实验研究.正交试验结果表明,摩擦焊后机上淬火不影响材料的可焊性;焊接规范由弱变强,则韧性降低;冷却规范由弱变强(即冷却曲线变陡,冷却速度加快)则韧性提高.