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为探究纯镍焊缝及母材在不同服役环境中的腐蚀现象,提高设备的使用寿命,通过浸泡腐蚀试验和电化学试验,研究了等离子焊接和等离子+TIG(非熔化极气体保护焊,Tungsten Inert Gas Welding)两种焊接方法不填丝焊接的纯镍焊缝及母材在不同腐蚀介质中的耐腐蚀性能.结果表明:浸泡腐蚀试验结果与极化曲线分析一致,两种焊缝和母材更耐碱腐蚀,在6％FeCl3溶液中耐蚀性很差,纯镍焊缝及母材在酸碱盐溶液中的耐蚀性优劣为:母材＞等离子+TIG焊缝＞等离子焊缝.     

纯镍及焊缝的耐蚀性分析

目前对纯镍及焊缝耐蚀性的研究较少。以纯镍N6及焊缝作为主要研究对象,采用浸泡腐蚀与电化学腐蚀试验等分析了纯镍及焊缝在不同浓度的H_2SO_4、NaOH及FeCl_3溶液中的耐蚀性。结果表明:常温(25℃)下,试样在不同腐蚀介质中浸泡腐蚀的耐蚀性优劣排序为:母材、填丝焊缝、不填丝焊缝;常温(25℃)电化学腐蚀试验中试样耐蚀性优劣排序:母材、填丝焊缝、不填丝焊缝;纯镍及焊缝在不同腐蚀介质中浸泡腐蚀试验与电化学腐蚀试验结果完全一致。纯镍及焊缝在不同浓度H_2SO_4、NaOH溶液中的耐蚀性评价为良好或耐蚀,可以在H_2SO_4、NaOH溶液环境中正常使用。     

镁/钢激光-电弧复合焊接接头的腐蚀行为

采用激光-电弧复合填丝对接焊方法获得了成形及力学性能良好的AZ31B镁合金/Q235钢板焊接接头;利用金相显微镜和电子探针观察焊接接头组织和元素分布状态,通过浸泡腐蚀试验和电化学试验研究了焊接接头不同区域(镁母材、焊缝、钢母材)的腐蚀行为。结果表明:AZ31B母材存在各向异性的腐蚀现象;焊缝与钢母材之间发生电偶腐蚀,邻近界面处的焊缝腐蚀严重,而界面处富集Al、Mn元素,腐蚀倾向较小;焊缝中存在较多钢飞溅,钢飞溅周围的区域比焊缝其他位置的腐蚀更为严重,焊接过程中产生的钢飞溅对焊缝的耐蚀性是不利的;焊缝中的β相一方面作为屏障层阻碍基体的腐蚀,另一方面作为电偶腐蚀中的阴极增加焊缝基体的腐蚀敏感性。     

镁合金AZ91D焊接组织及腐蚀行为研究

利用钨极氩弧焊(TIG)、光学显微镜和盐雾腐蚀实验以及电化学测试技术,研究了镁合金AZ91D焊接对焊缝组织及其耐蚀性的影响.实验表明:镁合金AZ91D焊缝组织为比母材晶粒细小的等轴晶粒,提高了焊缝区硬度.焊缝区耐蚀性较母材好,其腐蚀速度与热影响区接近,比母材低1倍.     

A7N01铝合金焊接接头中不同区域在不同介质中的电化学腐蚀行为

为了积累A7N01铝合金及其焊接接头在不同介质中的电化学腐蚀数据,采用ER5356焊丝分别焊接了A7N01-T5和A7N01-T4铝合金。采用动电位扫描法分别测试了2种铝合金焊接接头中的母材及焊缝分别在5%(质量分数)NaCl,Na2SO4,NaNO3溶液中的极化曲线,并计算出相应的电化学参数。结果表明:2种铝合金焊接接头中母材在3种腐蚀溶液中的腐蚀倾向大于焊缝,腐蚀速率也快于焊缝;Cl-,SO2-4和NO-3对2种铝合金焊接接头中的母材及焊缝的腐蚀加速作用依次减弱;A7N01-T5母材在3种腐蚀介质中的耐蚀性优于A7N01-T4母材的。     

Incoloy 825/L360复合管焊接接头耐蚀性研究

目的研究Incoloy 825/L360复合管焊后的焊缝耐蚀性能。方法以Incoloy 825/L360复合管为研究对象,选用Inconel625焊材进行了镍基合金焊缝的焊接,并对焊缝和Incoloy 825母材在质量分数为3.5%的NaCl溶液、6%的FeCl_3溶液中进行电化学试验,并对其耐蚀性进行了对比分析。结果在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,不同温度下母材自腐蚀电位均高于焊缝,自腐蚀电流密度均小于焊缝,随着温度的升高,母材的自腐蚀电位和焊缝的自腐蚀电流密度均增加,母材的自腐蚀电流密度变化不明显;在质量分数为6%的FeCl_3溶液中,母材与焊缝的自腐蚀电位整体较高,母材的自腐蚀电流密度高于焊缝,不同温度下焊缝极化曲线均存在明显的钝化平台。结论 Incoloy 825母材和焊缝在两种溶液中的耐蚀性存在一定差异;在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,母材腐蚀对温度不敏感,焊缝的腐蚀敏感倾向性随着温度的升高而增大,腐蚀敏感性高于母材;在质量分数为6%的FeCl_3溶液中,不同温度下的焊缝极化曲线均存在明显的钝化平台,腐蚀敏感性低于母材。     

热输入对Q1100钢焊接接头低温韧性及耐蚀性能的影响

采用10 kJ/cm和15 kJ/cm两种焊接热输入对Q1100超高强钢进行熔化极气体保护焊,研究焊接接头的组织性能及局部腐蚀行为。结果表明：两种热输入焊接接头的焊缝组织主要为针状铁素体和少量的粒状贝氏体,粗晶区组织均为板条贝氏体,细晶区组织均为板条贝氏体和粒状贝氏体,临界相变区组织为多边形铁素体、马奥岛和碳化物的混合组织。两种热输入焊接接头中电荷转移电阻均为母材>热影响区>焊缝区,母材耐蚀性最好,热影响区次之,焊缝区耐蚀性最差。在腐蚀过程中,焊缝区作为阳极最先被腐蚀,当腐蚀一定时间后,腐蚀位置发生改变,阳极腐蚀区域转移到母材区,而焊缝区作为阴极得到保护。热输入为10 kJ/cm时,焊接接头具有更好的低温韧性和耐蚀性,其焊缝和热影响区-40℃冲击功分别为46.5 J和30.2 J。     

2219和2195铝合金焊接接头的腐蚀行为差异研究

目的 研究运载火箭贮箱用2195新型铝锂合金搅拌摩擦焊接头和熔化焊接头相对于传统的2219铝合金焊接接头耐腐蚀性能的差异,分析耐蚀性的演变规律,为贮箱制造及表面防护提供理论指导。方法 以传统的2219铝合金为对照,采用盐雾腐蚀试验、动电位极化曲线测试等方法系统研究2195铝锂合金焊接接头的腐蚀电位、腐蚀电流密度、腐蚀速率等方面的性能,进而判断新型铝合金材料与传统铝合金材料耐蚀性能的差异。结果 2种铝合金焊接接头各个亚区的耐蚀性均呈现相同的变化规律,其中搅拌摩擦焊接头的耐蚀性能按照热影响区、母材区、热机影响区、焊核区的顺序依次增加;TIG焊接头的耐蚀性能按照热影响区、母材区、焊缝区的顺序依次增加,且在热影响区存在晶间腐蚀的现象。此外,2219和2195铝合金TIG焊接接头热影响区自腐蚀电位分别为?0.653 V和?0.667 V,腐蚀电流密度分别为7.35 mA/cm²和7.55 mA/cm²。结论 2219和2195铝合金搅拌摩擦焊和TIG焊接头的耐蚀性差别不大,且均在热影响区耐蚀性最差;采用同种合金进行焊接时,TIG焊接头的耐蚀性能比FSW接头的差。     

奥氏体不锈钢热轧板焊接接头的腐蚀行为

用低碳不锈钢(ER308L)对304不锈钢进行手工钨极氩弧焊接(TIG),并将其分别置于硫酸、盐酸、6%FeCl3和混合酸溶液中进行电化学腐蚀试验,测试了焊接接头在不同介质中的电化学腐蚀行为、电化学特征值以及晶间腐蚀倾向.结果表明:随H2SO4浓度的升高,焊缝金属抗电化学腐蚀能力先减小后增大,在H2SO4浓度约60%时最差;随HCl浓度升高,焊缝金属抗电化学腐蚀能力逐渐下降,钝化区间短暂,活化区较长;在混合酸中焊缝金属钝化区间较宽,但没有明显的钝化平台;在6%FeCl3溶液中阳极极化曲线出现明显的点蚀特征;焊缝金属的抗电化学腐蚀性能好于母材,其在盐酸和硫酸中的电化学腐蚀性能与浸泡腐蚀结果一致;焊接接头没有产生晶间腐蚀.     

高铁车体结构不锈钢焊接接头的腐蚀行为

为了填补高铁列车车体材料基础腐蚀数据,为车体材料耐蚀性评估和新型材料开发提供依据,采用光学显微镜对高铁系统用不锈钢焊接接头不同区域的显微组织结构进行了分析,并采用全浸腐蚀试验和电化学测试方法研究了焊接接头焊缝区、筋板母材区、底板母材区、筋板热影响区和底板热影响区5个区域的耐腐蚀性能及电化学腐蚀行为。结果表明:高铁用不锈钢焊接接头的5个区域均为奥氏体组织,但在焊接过程中受热-力-温度耦合机制致使不同区域在成分、组织上具有不同性质,导致各区域的电化学活性不同,耐腐蚀能力有明显差别。电化学测试结果表明,不同区域耐腐蚀能力由大到小排序为筋板母材区、焊缝区、底板母材区、筋板热影响区、底板热影响区,这一点也与全浸试验所得结果基本吻合。     

X80钢及其焊缝在大港盐碱土模拟溶液中的腐蚀行为

为了掌握X80钢及其焊缝在天津大港盐碱土模拟溶液中的腐蚀行为规律,采用动电位扫描和电化学阻抗技术,研究了X80钢在大港盐碱土中的腐蚀过程,并用2273电化学工作站和ZSimp Win软件对试验结果进行了拟合。结果显示:X80管线钢及焊接接头在大港盐碱土模拟溶液中的极化曲线都具有活性溶解特征;X80钢焊缝经过焊接热作用后,掺入了某些耐腐蚀的合金元素,导致其耐蚀性强于母材。     

TA23合金不同焊接方法接头组织性能研究

采用CMT、TIG和EBW焊对TA23合金进行焊接,对比分析了不同焊接方法下接头微观组织和力学性能的差异。结果表明,焊接热输入直接影响焊缝晶粒尺寸和焊接接头宽度,TIG焊缝晶粒尺寸最大,CMT次之,EBW最小;EBW接头宽度为5 mm,CMT接头宽度为7 mm,TIG接头达14 mm;3种焊接方法焊缝区域组织均由马氏体α相、片层状α相和残余β相组成,热影响区组织形态介于焊缝和母材组织形态之间;3种焊接方法焊缝区显微硬度和接头抗拉强度均大于母材,其中EBW焊缝区显微硬度值最大,TIG焊接头抗拉强度最高,CMT焊缝显微硬度和接头抗拉强度均居中。     

2195-2219异种铝合金焊接接头的微观组织和性能

用钨极氩弧焊(TIG)和变极性等离子弧焊(VPPA)对2195与2219异种铝合金进行平板对接焊，研究了不同焊接方法和在有无保护气氛条件下焊接接头的显微组织和性能。结果表明，在用TIG和VPPA工艺焊接的接头区域都没有出现宏观热裂纹，能量密度高、焊接快和热输入量小的VPPA工艺使焊缝区域较窄；异种铝合金焊缝接头熔合线附近的主要析出相为θ相，在焊缝区域有α-Al与θ相组成的共晶组织；在TIG工艺和有气氛保护的VPPA工艺的焊接接头区域没有出现局部软化现象，焊缝区域的硬度与2219侧母材相同。TIG工艺的焊接接头，其抗拉强度更高。     

材料表面质量对焊接接头应力腐蚀开裂的影响

通过外观检查、化学成分分析、力学性能测试、渗透探伤及金相检验,对表面质量好与表面质量差的母材(合格母材与不合格母材)进行对比;并将选用两种母材的焊接结构件在有腐蚀介质的环境下经过2a(年)的运行试验后进行对比,结果表明:母材存在表面质量缺陷时,母材及焊接接头在有腐蚀介质的环境下,出现腐蚀现象,产生腐蚀坑;焊缝熔合线处的腐蚀坑在拉应力作用下产生裂纹,形成非过载的损伤型断口;母材不存在表面质量缺陷时,未发生腐蚀现象,未发现焊缝裂纹。     

MGH956合金TIG焊原位合金化对其组织性能的影响

采用TIG焊对氧化物弥散强化(ODS)高温合金MGH956进行原位合金化焊接.在相同的焊接条件下,填加两种不同的填充材料:与母材化学成分相似的基体填充材料,以及在基体填充材料基础上加入了合金元素Al和Fe2O3的Al-Fe2O3填充材料.通过对比分析两组试样在焊接过程中发生的原位合金化反应机理,及其对焊缝微观组织和力学性能的影响,研究原位合金化反应对ODS合金TIG焊接头组织与性能的影响.结果表明:在填充材料中加入Al和Fe2O3合金元素时,焊缝处的气孔数量明显减少,气孔尺寸也较为减小;焊缝中原位生成了新的增强相颗粒Al2O3、TiC以及YAlO3,同时,基体中的纳米级增强相Al-Y复合氧化物团聚倾向降低.力学性能试验结果表明,填加Al-Fe2O3填充材料时焊缝显微硬度值明显提高,接头抗拉强度达到了578 MPa,为母材强度的80.3%.     

奥氏体不锈钢管母材和焊缝的显微组织对超声检测的影响

采用金相试验手段研究了在不同焊接方法下同种奥氏体不锈钢管母材及焊缝的显微组织特性,以及在相同焊接方法下奥氏体钢管和碳钢钢管母材及焊缝的显微组织特性。用超声检测方法对试样焊缝中的人工刻槽缺陷和边缘端角进行灵敏度和信噪比的定量检测,研究了超声波在奥氏体不锈钢管和碳钢钢管中的传播特性差异。结果表明:在两种不同的焊接方法下,奥氏体不锈钢管母材及焊缝的显微组织状态基本相同,对超声检测的影响差异不大;在相同的焊接方法下,304奥氏体不锈钢管和20碳钢钢管的焊缝显微组织明显不同,超声波在奥氏体不锈钢管焊缝内的传播效果较差,检测存在一定困难;临界纵波双晶探头的灵敏度和信噪比均很高,在检测表面缺陷时能获得较好的效果。     

奥氏体不锈钢钨极氩弧焊焊接头的耐蚀性及电弧重熔

研究了手工钨极氩弧焊对奥氏体不锈钢 0 Cr1 9Ni9和 1 Cr1 8Ni9Ti表面耐蚀性的影响 ,以及微束等离子弧重熔对焊接接头耐蚀性的影响。实验结果表明 ,通常焊接对奥氏体不锈钢的表面耐蚀性有不利影响 ,焊接热影响区及焊缝金属的耐蚀性 ,较母材有所降低。但经微束等离子弧表面重熔后 ,表面重熔层快速凝固 ,细化了重熔层组织 ,显微偏析减小 ,铬碳化物在晶界的沉淀析出得到抑制 ,故此焊接接头的耐蚀性得以显著提高。     

奥氏体不锈钢钨极氩弧焊焊接头的耐蚀性及电弧重熔

研究了手工钨极氩弧焊对奥氏体不锈钢０Ｃｒ１９Ｎｉ９和１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ表面耐蚀性的影响,以及微束等离子弧重熔对焊接接头耐蚀性的影响。实验结果表明,通常焊接对奥氏体不锈钢的表面耐蚀性有不利影响,焊接热影响区及焊缝金属的耐蚀性,较母材有所降低。但经微束等离子弧表面重熔后,表面重溶层快速凝固,细化了重熔层组织,显微偏析减小,铬碳化物在晶界的沉淀析出得到抑制,故此焊接接头的耐蚀性得以显著提高。     

Ti-6Al-4V合金焊缝凝固组织控制及抗腐蚀机理的研究

首先深入研究了电子束扫描焊接对钛合金焊缝金属凝固组织细化的影响,发现模拟凝固前沿电子束扫描焊接才能细化焊缝凝固组织,提出了电子束扫描焊接细化凝固组织的机理。 其次,研究不同凝固组织的焊缝金属腐蚀性能发现,当电子束扫描频率为0～200Hz时,粗大柱状晶焊缝金属的阳极极化曲线中出现活化电流密度峰值,与母材的腐蚀电位差小于零,维钝电流密度显著高于母材,发生焊缝优先腐蚀。当电子束扫描频率为300Hz时,150μm等轴晶焊缝金属的阳极极化曲线与母材几乎重合,为焊缝和母材耐腐蚀的最佳匹配,由此提出焊缝与母材均等耐腐蚀的理论。当电子束扫描频率为400Hz时,100μm等轴晶焊缝金属的阳极极化曲线中未出现活化电流密度峰值,维钝电流密度低于母材,与母材的腐蚀电位差大于零,母材有优先腐蚀的倾向。 同时发现柱状晶微观组织中粗大的晶内组织及α相中均匀条形密排位错造成的应力场会加速均匀腐蚀,而亚稳β相分解成两相组织与点蚀有关,提出了钛合金焊缝金属均匀腐蚀和点蚀的机制。 最后得出焊缝金属凝固组织化学不均为性与母材化学不均匀性程度的差异,制约腐蚀反应的方向,是腐蚀发生的热力学判据,而焊缝金属凝固组织的化学不均匀性,是腐蚀反应的驱动力,为腐蚀反应的动力学判据。     

A-TIG焊接方法研究现状及展望

TIG焊作为一种高质量焊接方法的代表,具有焊接过程稳定、焊缝成形美观、焊缝质量高、焊接过程无飞溅等优点,但同时也存在单道焊接熔深浅、焊接速度慢、熔敷速率低等缺点.为了克服TIG焊存在的缺点,提出了A?TIG焊接方法,该焊接方法是先在待焊焊道表面涂覆一层活性剂,然后再进行施焊.该焊接方法在保留TIG焊优点的前提下,可以显著增大TIG焊单道焊接熔深,提高焊接生产效率.近几年很多学者对A?TIG进行了大量研究,也开展了A?TIG焊在工业生产上的部分应用,但是A?TIG焊仍存在以下几方面问题:(1)A?TIG焊接需要涂覆活性剂的工序,不利于实现焊接过程的自动化,且活性剂的涂覆很难保证均匀稳定,限制了其在工业生产上的应用.(2)活性剂增大焊缝熔深的机理尚未形成统一的认识,对该机理的研究还不够深入.(3)需要针对不同的焊接母材开发不同的活性剂,且不同学者开发的活性剂千差万别,缺少统一的衡量标准,不利于活性剂的产业化.针对不锈钢、铝合金、钛合金、镁合金、低碳钢等各焊接母材开发了增大熔深效果比较明显的活性焊剂,并且研究了活性焊剂对焊缝的表面成形和组织性能的影响.在活性剂的引入方面提出了气体输送活性剂的方式,基本实现了焊接过程的自动化和活性剂的均匀涂覆.对于活性剂增大焊缝熔深机理方面,提出了熔池表面张力改变理论、电弧收缩理论和热输入增加理论.本文总结了A?TIG焊在不同焊接母材方面、活性剂的引入方面、熔深增大机理方面的研究进展,分析了A?TIG焊研究应用方面仍存在的问题,并对A?TIG将来的研究方向进行了前景展望,以期为进一步完善A?TIG焊接方法和推动A?TIG在工业生产上的应用提供一定的借鉴.