基于电场作用下的40Cr/40Cr钢的超塑性固态焊接接头性能及组织研究

基于对超细化预处理的40Cr/40Cr电场作用下超塑性焊接可行性的分析,在非真空、无保护气氛下,以电场作用下40Cr/40Cr的超塑性焊接工艺为研究对象,探讨其在非真空、无保护气氛下,有、无电场作用下40Cr钢的压缩及40Cr/40Cr的超塑性焊接工艺,根据压缩试验结果选E=0和2 k V/cm进行压接。结果表明:在750℃、应变速率为1.5×10-4s-1、保温时间20 min条件下压缩时,E=2 k V/cm时电场作用效果最明显;并选E=0和2 k V/cm焊接试样拉伸强度分别为636.7和657.8 MPa,通过扫描电镜对压缩、焊接试样及拉伸断口进行微观分析,可以看出加2 k V/cm电场的试样组织更细化,结合更紧密,说明电场是有利于超塑性固态焊接的。     

电场作用下1.6%C-UHCS/40Cr钢的超塑性焊接

基于对40Cr钢淬火后与经热机械处理超高碳钢1.6% C-UHCS电场作用下超塑性焊接可行性的分析,在非真空、无保护气氛下,进行了电场作用下1.6% C-UHCS/40Cr的超塑性焊接工艺试验.结果表明,当施加试样接正极、环状电极接负极的电场时,可明显提高40Cr钢淬火后与经热机械处理超高碳钢1.6% C-UHCS的超塑性焊接效果.与不加电场相比,当两者在外加电场＋3 kV/cm、预压应力56.6 MPa、焊接温度780℃、初始应变速率1.5×10-4/s的条件下,经20 min超塑性焊接,接头强度提高26.8%.     

预置中间层的1.6C-UHCS/40Cr超塑性焊接工艺试验

基于对预置中间层的1.6C-UHCS/40Cr超塑性焊接工艺方案的优化设计,在非真空及无保护气氛下,进行了超塑性焊接工艺试验.试验结果表明:选用轧制态工业纯铁中间层,能有效改善1.6C-UHCS/40Cr超塑焊界面区的塑性变形能力,提高焊接性.在预压应力56.6 MPa、焊接温度750℃、初始应变速率1.5×10-4/s的条件下,经10 min压接,接头抗拉强度为702 MPa,比不加中间层的接头强度提高35％,达相同热力循环下40Cr母材的抗拉强度.     

采用中间夹层的40Cr钢基于等效压缩变形的固态焊接

以激光淬火态40Cr为中间夹层,进行了40Cr钢的基于等效压缩变形的固态焊接试验。结果表明,在焊接温度760～800℃、预压应力37～80MPa、保温时间4～8min条件下,其接头抗拉强度可达到或接近母材强度;激光淬火态的40Cr中间夹层在等效压缩变形过程中发生了较为明显的超塑性流变而使该固态焊接更易实现。     

采用中间夹层的40Cr钢基于等效压缩变形的固态焊接

以激光淬火态40Cr为中间夹层，进行了40Cr钢的基于等效压缩变形的固态焊接试验。结果表明．在焊接温度760～800℃、预压应力37～80MPa、保温时间4-8min条件下，其接头抗拉强度可达到或接近母材强度：激光淬火态的40Cr中间夹层在等效压缩变形过程中发生了较为明显的超塑性流变而使该固态焊接更易实现。     

工具钢超塑性固态焊焊接面断口特征区域分析

采用扫描电镜及俄歇微探针等检测手段,通过对40Cr/T10A、Cr12MoV钢超塑性固态焊接过程中焊接面断口的观察分析,认为超塑性固态焊接接头形成过程中焊接面各微区焊合状态是非均匀的,并呈现出不同的断口形貌特征;若按微观上断口形貌特征分类,整个断口可分为类原始界面区、准冶金结合区和冶金结合区3个特征区域;接头形成过程可描述为冶金结合区、准冶金结合区逐渐增大而类原始界面区逐渐减小的过程.     

具有中间夹层的1.6%C-UHGS/40Cr超塑性焊接接头组织和性能

采用工业纯铁中间层,在非真空、无保护气氛条件下,进行1.6%C-UHCS/40Cr的超塑性焊接试验。试验结果表明,采用工业纯铁中间层能提高1.6%C-UHCS/40Cr超塑性焊接接头界面塑性变形能力,促进扩散,改善接头区组织性能。在预压应力56.6MPa、焊接温度780℃、初始应变速率1.5×10-4/s的条件下,经15 min压接,接头强度可达560 MPa,比不加中间层的超塑性焊接接头强度提高了46%。     

时效温度对Sn-0.7Cu-xFe钎焊接头可靠性的影响

研究了时效温度对钎料Sn-0.7Cu及Sn-0.7Cu-0.05Fe钎焊接头微观组织和接头拉伸强度及断口形貌的影响规律。结果表明:随着时效温度提高,焊点组织粗化,钎料中Cu_6Sn_5化合物形貌由针状向棒状转变,且长大趋势较明显,Fe颗粒的添加可以延缓时效过程中Sn-0.7Cu-x Fe接头微观组织中Cu_6Sn_5的粗化程度;钎焊接头抗拉强度随着时效温度提高呈现下降趋势,且在相同时效温度下钎料Sn-0.7Cu-0.05Fe钎焊接头抗拉强度均高于Sn-0.7Cu;随着时效温度提高,Sn-0.7Cu和Sn-0.7Cu-0.05Fe钎料钎焊接头断口形貌主要由韧窝和河流解理花样组成,接头的断裂机制随时效温度的升高由塑性断裂逐渐转变为脆性断裂。     

时效温度对Sn-0.7Cu-xFe钎焊接头可靠性的影响北大核心

研究了时效温度对钎料Sn-0.7Cu及Sn-0.7Cu-0.05Fe钎焊接头微观组织和接头拉伸强度及断口形貌的影响规律。结果表明:随着时效温度提高,焊点组织粗化,钎料中Cu_6Sn_5化合物形貌由针状向棒状转变,且长大趋势较明显,Fe颗粒的添加可以延缓时效过程中Sn-0.7Cu-x Fe接头微观组织中Cu_6Sn_5的粗化程度;钎焊接头抗拉强度随着时效温度提高呈现下降趋势,且在相同时效温度下钎料Sn-0.7Cu-0.05Fe钎焊接头抗拉强度均高于Sn-0.7Cu;随着时效温度提高,Sn-0.7Cu和Sn-0.7Cu-0.05Fe钎料钎焊接头断口形貌主要由韧窝和河流解理花样组成,接头的断裂机制随时效温度的升高由塑性断裂逐渐转变为脆性断裂。     

1.6%C超高碳钢的电致超塑性压缩行为及其与40Cr钢的电致超塑性焊接

以热机械处理获得的超细晶1.6%C超高碳钢为研究对象,借助电致超塑性压缩试验研究了电场强度和初始应变速率对超高碳钢超塑性的影响,并探讨了其与40Cr钢电致超塑性焊接的可行性.实验结果表明,在压缩温度780℃、初始应变速率(0.5-5.0)×10-4 s-1,试样接正极环状电极接负极条件下,超高碳钢的应力应变曲线呈现出明显的超塑性压缩流变特征,其应变速率敏感性指数为0.46;当电场强度为3 kV/cm时,其超塑稳态流变应力降低10%以上.在焊接温度780℃、初始应变速率1.5×10-4 s-1、预压应力56.6MPa、电场强度3 kV/cm条件下,超高碳钢与40Cr钢实现了电致超塑性焊接,其接头拉伸强度达到533 MPa,比不加电场时增加15%.     

焊接结构和顺序对焊接残余应力影响研究

采用有限元软件MSC.Marc,对使用高强钢制造的工程机械常用局部加强贴板焊接结构进行焊接残余应力数值模拟计算分析。文中分别对四种不同结构和焊接顺序进行计算,对比分析结果表明:结构拘束和焊接顺序对焊接残余应力有重要影响,局部加强贴板增加结构拘束度,导致焊接残余应力增大;先焊主结构,再焊局部加强贴板,焊接残余应力最大。因此,合适地设计焊接结构和焊接顺序有利于降低结构的焊接残余应力,提高焊接结构的可靠性。     

焊接专家——史耀武

史耀武 ,194 0年生于北京。汉族。中共党员。 1959年北京市第四中学毕业。196 4年西安交通大学毕业 ,毕业后留校任教。 1982年在英国Ａｓｔｏｎ大学冶金与材料工程系获得博士学位。 1985年起任西安交通大学教授。 1984年至 1987年任西安交通大学机械工程系副主任 ;1987年至 1994年任系主任兼机械工程研究所所长。 1990年起任博士生导师 ,并与其他教师一起创建了西安交通大学焊接专业博士点。 1995年调入北京工业大学 ,现任北京工业大学材料科学与工程学院院长。在与教师的共同努力下 ,自 1998年以来先后拥有了材料学科的二级至一级的全部博…     

焊接经验公式在焊接工艺中的应用

本文对于手弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊等焊接方法的焊接电流、电弧电压经验公式进行了对比分析，指出了这些经验公式使用的范围及使用时须注意的问题。实践证明，这些公式简便、实用。     

薄板工字梁焊接变形的控制

大型薄板工字梁抗弯刚性小,焊接变形复杂且多样,变形量控制困难。通过对薄板工字梁焊接变形的原因进行分析,提出了控制其变形的技术措施。实践表明,焊接变形可控制在标准允许范围内。     

大型三幅板焊接齿轮的组装与焊接

本钢1700轧机改造项目中的F1、F2大齿轮是迄今为止我厂生产的最大的焊接齿轮.其外形尺寸为1340mm×3740mm.制造执行的是德国西马克SN200技术标准,并首次采用了埋弧自动焊技术,焊后探伤一次通过.     

20钢蒸汽管道氩电联焊焊接工艺

本文分析了对20钢蒸汽管道采用的TIG打底焊、SMAW焊条填充、盖面时的焊接工艺,采用该工艺减少了气孔、夹渣和未焊透等缺陷,提高了焊接接头的射线检验合格率,保证了焊接质量。     

弧焊机器人焊接质量控制研究综述

弧焊机器人的焊接质量决定其在工业生产中的应用水平。本文总结了弧焊机器人焊接质量闭环控制系统的技术体系,分析了弧焊电源、焊接专家系统、焊接动态过程建模与控制、自主焊缝跟踪等技术的研究现状,对相关技术发展趋势作了展望。     

立焊工艺研究现状及手工自蔓延焊接立焊工艺探讨

概述了国内外学者对于十种熔焊焊接技术立焊工艺的研究现状,分析了各种立焊工艺的优缺点.主要包括手工焊条电弧焊立焊、变极性等离子弧穿孔立焊、半自动CO<,2>气体保护焊立焊、激光立焊、向下立焊、双人同步TIG立焊、电渣焊立焊、自动CO<,2>气体保护焊立焊、气电立焊、自熔导管自保护药芯焊丝式立焊等.评述了手工自蔓延焊接技术及其所具有的军事及民用价值,并着重讨论了手工自蔓延焊接的立焊工艺所存在的问题,指出了需要进一步深入研究攻关的方向.     

从美国焊接手册看特种焊工艺的变迁

总结对比了美国焊接手册第4版(1960年出版)￣第8版(1991年出版)中特种焊工艺的动态变迁历史。此外,概括了现阶段的典型特种焊工艺及20世纪70￣90年代有重大影响的特种焊工艺。     

熔焊快速成型中焊缝下塌问题的研究

介绍了熔焊快速成型的计算机控制系统，该系统能够在焊接过程中对焊接参数实时调节。应用该系统进行了堆焊试验，对试验结果进行分析得出了焊接工艺参数与成型焊缝熔宽、余高之间的关系。分析了熔焊快速成型中熄弧处焊缝容易下塌的原因，并以焊接工艺参数对焊缝成型影响的研究为依据．提出了一些解决的措施。进行了单道多层和多道多层的堆焊试验，试验证明所提出的方法有效。