低频纵向磁场对堆焊层硬度及耐磨性能的影响

采用埋弧堆焊技术在母材表面堆焊特种材料,通过大量的工艺试验及对焊缝宏观参数的测量,研究了在外加纵向磁场的情况下,激磁电流及磁场频率对焊缝成形、堆焊层硬度以及对堆焊层耐磨性能的影响.结果表明,外加低频磁场在激磁电流1.5A,磁场频率10 Hz下,电磁搅拌可以有效地减少柱状晶特征,有效地提高堆焊层熔敷金属的硬度,提高焊缝金属的耐磨性能.     

低频磁场对轧辊埋弧堆焊组织及性能的影响

为提高堆焊层熔敷金属的力学性能,在轧辊埋弧堆焊过程中外加低频脉冲纵向磁场,通过对堆焊层硬度和显微组织的分析,研究了磁场参数对轧辊埋弧堆焊层金属组织及力学性能的影响规律。通过对不同磁场参数下堆焊表层试样的硬度及其组织的分析,发现低频脉冲纵向磁场的电磁搅拌作用能够影响晶粒的形核与长大过程,细化晶粒,提高堆焊层硬度,探讨了低频纵向磁场改善堆焊层金属的组织形态、细化晶粒和提高硬度的机理。结果表明:当磁场参数为Ip=300A,Ib=200A,f=5Hz时,焊缝组织细化最为明显,晶粒尺寸减小到30.1μm,硬度比不加磁场时提高了4.5HRC。外加低频纵向磁场通过电弧的旋转来搅拌熔池,改变晶粒的结晶过程,使焊缝晶粒得到细化,提高堆焊层硬度。     

低频磁场对轧辊埋弧堆焊组织及性能的影响

为提高堆焊层熔敷金属的力学性能,在轧辊埋弧堆焊过程中外加低频脉冲纵向磁场,通过对堆焊层硬度和显微组织的分析,研究了磁场参数对轧辊埋弧堆焊层金属组织及力学性能的影响规律。通过对不同磁场参数下堆焊表层试样的硬度及其组织的分析,发现低频脉冲纵向磁场的电磁搅拌作用能够影响晶粒的形核与长大过程,细化晶粒,提高堆焊层硬度,探讨了低频纵向磁场改善堆焊层金属的组织形态、细化晶粒、提高硬度的机理。试验结果表明：当磁场参数为I_p=300 A, I_b=200 A, f=5 Hz时,焊缝组织细化最为明显,晶粒尺寸减小到30.1 μm,硬度比不加磁场时提高了4.5 HRC。外加低频纵向磁场通过电弧的旋转来搅拌熔池,改变晶粒的结晶过程,使焊缝晶粒得到细化,从而提高堆焊层硬度。     

低频磁控埋弧堆焊焊缝组织与性能

为了提高堆焊层熔敷金属的力学性能,在低碳钢表面埋弧堆焊过程中外加低频磁场,研究分析了低频磁场对埋弧堆焊层金属组织及力学性能的影响,通过对不同磁场参数下堆焊表层试样的硬度、耐磨性及其组织和性能的测定分析,发现在适当的磁场参数作用下,可改善熔敷金属的结晶形态,细化晶粒,提高堆焊层的硬度及耐磨性。     

铝对高铬合金埋弧堆焊层组织和耐磨性的影响

采用合金粉末与实心焊丝埋弧堆焊相结合的方法,在Q235钢表面堆焊含铝和不含铝的高铬合金堆焊层,使用扫描电镜、能谱仪和磨粒磨损机等手段研究铝对高铬合金堆焊层的组织和耐磨性的影响。结果表明,未加铝粉的堆焊层中主要有含(Fe,Cr)_3C型碳化物,含3%Al的堆焊层中主要有M_7C_3碳化物和黑色小块状氧化铝硬质相存在;两种堆焊层磨损形貌均呈凿槽或犁沟形态,碳化物形成耐磨骨架。加3%Al堆焊层中的氧化铝硬度高,能有效减少磨粒的显微切削运动,堆焊层犁削划痕比未加铝粉的浅而细小,耐磨性较好。     

磁场作用下堆焊速度对堆焊层组织性能的影响

在铁基合金碳弧堆焊过程中加入直流横向磁场。通过外加磁场对电弧、熔池的相互作用,细化堆焊层金属的组织,控制硬质相的形态及分布,进而提高堆焊层的综合力学性能。通过对堆焊层进行硬度﹑磨损试验以及显微组织分析,研究堆焊速度、磁场强度对堆焊层金属的硬度和耐磨性的影响规律。结果表明,堆焊速度应与磁场电流配合,才能使堆焊层的性能得到充分改善;当堆焊速度为12cm/min,磁场电流为3A时,堆焊层的硬度最高,为HRC54.4;磨损量最小,为0.0335g。     

回火温度对Cr-W-Mo铁基堆焊层组织及耐磨性的影响

研究了回火温度对Cr-W-Mo铁基堆焊层组织及耐磨性的影响。结果表明,当焊后经560℃×2h回 火时,其耐磨性最好,且组织与耐磨性有良好的对应。     

外加磁场对Fe-Cr-Ti-C合金堆焊层组织和性能的影响

为了提高Fe-Cr-Ti-C系合金堆焊层的耐磨性能,在等离子弧堆焊该合金时引入纵向直流磁场,研究外加磁场对其堆焊层组织和性能的影响。利用X射线衍射仪、扫描电镜、光学显微镜、能谱分析仪、洛氏硬度计等设备进行检测。结果表明,堆焊层中形成了大量的TiC和M7C3陶瓷硬质相,堆焊层耐磨性能好;当磁场电流为4A时,堆焊层表面M7C3硬质相大部分呈六角状分布,堆焊层的硬度达68.8HRC,耐磨性能最佳。     

低频交变磁场及细化剂对工业纯铝铸态组织的影响

研究了低频交变磁场及细化剂对工业纯铝熔铸过程中铸态组织的影响.结果表明,低频交变磁场可以通过改变熔铸过程中工业纯铝熔体的流动状态进而改变缩孔位置和铸锭表面质量,并显著细化晶粒.在低频交变磁场及无磁场条件下,随着细化剂加入量的增多,铸锭晶粒尺寸均变细;在相同细化剂加入量条件下,低频磁场作用下铸锭晶粒尺寸明显小于无磁场时的铸锭晶粒尺寸.     

电磁搅拌对高硬度高耐磨堆焊金属性能的影响

通过试验证实了在用药芯焊丝堆焊高硬度高耐磨堆焊金属时，电磁搅拌不仅能够提高焊缝金属的硬度和磨性，而且更重要的是能够细化焊缝金属组织的晶粒，从而提高焊缝金属的综合力学性能。     

横向交流磁场频率对堆焊金属组织及性能的影响

在镍基堆焊合金等离子弧堆焊过程中引入横向交流脉冲磁场,研究了横向交流脉冲磁场频率对等离子弧堆焊层金属组织及性能的影响,并利用光学金相、X射线衍射、显微硬度和湿砂橡胶轮磨损试验等方法,系统分析了不同脉冲磁场频率作用下堆焊试样的硬度、耐磨性及组织.结果表明,外加横向交流脉冲磁场可以有效改善堆焊层金属的结晶形态,细化晶粒,在适当的脉冲磁场频率作用下,可以获得最佳的电磁搅拌效果,增加堆焊层金属中硬质相的数量,控制硬质相的生长方向,提高等离子弧堆焊层的硬度和耐磨性.     

埋弧焊磁控电弧焊缝跟踪系统中的横向磁场ANSYS模拟

针对埋弧焊磁控电弧焊缝跟踪系统中磁控电弧传感器产生的外加横向磁场,文中采用有限元分析方法建立了由磁控电弧传感器产生的横向磁场计算模型.应用ANSYS软件对横向磁场进行了模拟;对该横向磁场的纵截面分布、磁流密度矢量的分布规律进行了仿真;并对模拟结果的偏差进行了分析.实际测试结果说明了磁感应强度模拟值与实测值的一致性.针对励磁电流对焊接电弧运动状态的影响进行了实际焊接试验.结果表明,焊接电弧随励磁电流的增大而摆动,且励磁电流越大电弧摆动幅度也越大.     

横向交流脉冲磁场对堆焊金属组织及性能的影响

通过在低碳钢表面进行等离子弧堆焊时外加交流脉冲横向磁场,研究了交流脉冲磁场对镍基自熔合金组织及性能的影响,并利用光学金相、X射线衍射、显微硬度和湿砂橡胶轮磨损试验等方法,系统分析了不同脉冲磁场电流、占空比作用下的堆焊试样的硬度、耐磨性及组织.结果表明,外加横向交流脉冲磁场可以有效改善堆焊层金属的结晶形态,细化晶粒,在适当的脉冲磁场电流、占空比作用下,可以获得最佳的电磁搅拌效果,增加堆焊层金属中硬质相的数量,控制硬质相的生长方向,提高等离子弧堆焊层的硬度和耐磨性.     

交变纵向磁场作用下MIG焊电弧行为研究

为了研究交变纵向磁场作用下MIG焊接电弧的物理特性,提高焊接质量,分析了交变纵向磁场作用下电弧带电粒子的受力情况和运动状态,并利用高速摄像手段研究了交变纵向磁场对电弧形态的影响。结果表明,无外加交变纵向磁场时,自由电弧稳定燃烧,电弧轴线与焊丝轴线相重合;当加入交变纵向磁场时,电弧围绕焊丝轴线做逆时针和顺时针交替变化的旋转运动,电弧轴线偏离焊丝轴线;随着励磁电流的增加,电弧的旋转半径增大,电弧偏离焊丝轴线的角度增大,电弧烁亮区域面积减小;当励磁电流为30 A时,电弧的最大偏转角度为45°,此时电弧燃烧变得不稳定,甚至息弧,焊接过程不稳定。     

电流对明弧高硼堆焊合金显微组织及耐磨性的影响

采用药芯焊丝明弧自保护焊方法制备了Cr12B4SiMn高碳型高硼合金,借助光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、扫描电镜以及电子能谱仪,考察了电流对其显微组织及耐磨性的影响。结果表明,随电流增大,在团状先析出相中,内置式块状M₂B相的形成数量增加,其显微硬度提高,M₂₃(C,B)₆和马氏体等相减少,γ-Fe消失;合金宏观硬度随之先升高一定值然后降低,耐磨性先显著增加,接着小幅波动。块状M₂B数量及其显微硬度增加是导致该合金耐磨性改善的主要原因,合金磨损机制主要为显微剥落。     

轴向磁场对非熔化极焊接电弧的影响

利用设计的轴向磁场产生装置,采用理论与试验相结合的思路,将其作用于非熔化极焊接过程,包括等离子焊接和钨极氩弧焊(TIG)两种焊接方法.利用高速摄像装置观察电弧形态变化,获得并对比两种电弧的变化情况.结果表明,由于等离子电弧本身组成的特殊性,导致其与TIG电弧在同样磁场作用下发生变化的程度不同.然后做出运动受力分析,建立了轴向磁场下的粒子运动模型,由于粒子轴向运动速度的差异性,导致轴向磁场下带电粒子的运动阶段的不同,给出了两者在磁场下不同变化的原因.     

氩弧熔覆SiC/Ni复合材料涂层组织与抗磨性分析

以Ni60A粉、SiC粉为原料,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面制备出复合涂层,应用SEM和XRD方法分析了涂层的显微组织.结果表明,复合涂层与基材实现了良好的冶金结合,复合材料涂层无单独的SiC,而是由Ni3 Si枝晶、M7 C3和γ-Ni固溶体组成,.Ni3Si枝晶均匀的分布γ-Ni固溶体基体上,涂层的显微硬度达到1 100HV0.2,涂层的耐磨性较基体提高近13倍.     

窄间隙埋弧焊温度场数值分析

建立考虑电弧倾斜及坡口侧壁对电弧能量分配影响的热源模型,模拟两种焊丝姿态下的窄间隙埋弧焊温度场,通过试验验证模拟结果的正确性.结果表明,焊丝姿态的差异形成不同的温度分布特点.双丝焊时温度场呈沿焊接方向非对称分布,热量集中在远离侧壁侧,熔宽较大,侧壁熔深较小;单丝焊时温度场呈沿焊接方向对称分布,熔宽较小,侧壁熔深较大.双丝焊时侧壁熔合区受电流波动的影响较小.在前丝、后丝选用与单丝焊相同的电流及电压时双丝焊熔敷效率高,且具有产生更小过热区的倾向.     

纵向磁场作用下MAG焊电弧的动力学分析

设计了一种工程实用性强、磁控稳定性好的纵向磁场发生装置,借助Ansys仿真软件发现电弧空间的磁场含有一定量的呈辐射状分布的径向分量.将该纵向磁场应用于喷射过渡MAG焊,利用高速摄像手段分析了电弧和液流束的运动特征.分析了电极磁场力的存在机理和特点,在此基础上通过分析不同形状电弧的受力情况,确定了电弧空间形态呈螺旋线状.