外加磁场对不锈钢焊接接头组织和性能的影响

为了优化不锈钢焊接工艺,提高焊接质量,减少不锈钢焊接缺陷,在对奥氏体不锈钢进行钨极氩弧焊时外加纵向磁场,焊后对焊接试样进行弯曲和拉伸试验,并采用电子显微镜对焊接接头进行显微组织分析.研究了外加磁场的磁场参数（磁场电流和磁场频率）对不锈钢焊接接头力学性能的影响规律和磁场频率的作用规律.试验结果表明,外加纵向磁场通过电磁搅拌作用改变了晶粒的结晶方向,使晶粒细化;焊接接头的力学性能随磁场的频率变化而变化,在磁场电流为1A、磁场频率为20Hz时,电磁搅拌达到最佳效果,提高了焊接接头的综合力学性能.     

磁场对AZ31镁合金焊接接头疲劳性能的影响

为了研究外加磁场对焊接接头疲劳行为的影响规律,在对5 mm厚的AZ31镁合金板进行钨极氩弧焊过程中,外加纵向交流变频磁场.对不同磁场参数下镁合金焊接接头进行应变控制疲劳实验,采用光学金相和扫描电镜对焊接接头的显微组织和疲劳断口进行分析.实验结果表明：当磁场电流为2 A,频率为20 Hz时,焊缝的疲劳性能达到最佳值.合适的外加纵向磁场可以促使电弧旋转对熔池进行搅拌,改变晶粒结晶过程,使焊缝中晶粒组织得到细化,进而使焊缝的疲劳性能得到改善.     

外加磁场电流对镁合金焊接接头力学性能的影响

在对5mm厚的AZ31镁板进行TIG焊过程中,需要外加横向交流磁场.针对外加横向磁场电流对镁合金焊接接头力学性能的影响进行抗拉强度和布氏硬度试验,并采用扫描电子显微镜对试样的焊缝进行组织分析.研究了磁场参数对AZ31镁合金接头组织和性能的影响规律以及磁场作用的机理.研究发现,外加横向磁场可以促使电弧摆动对熔池进行作用,改变晶粒结晶过程,使焊缝中晶粒组织得到细化,进而使焊接接头的抗拉强度和硬度等性能得到改善.在适当的磁场参数作用下电磁搅拌达到最佳效果,此时焊接接头的综合力学性能最好.     

纵向磁场对低碳钢MIG焊焊缝组织及性能的影响

现代焊接结构对焊接质量的要求越来越高.焊缝金属的内部组织及其结构显著影响焊接接头的性能.为了通过控制焊接接头内部的晶粒形态和尺寸来提高焊接接头的性能，利用纵向磁场发生装置进行了低碳钢MIG焊接实验，对焊缝金属进行了金相及力学性能试验.结果表明，外加纵向磁场作用下与不加磁场进行比较，焊缝的抗拉强度提高了37.79%，焊缝的抗冲击韧性比不加磁场时增加了72.21%.可见外加纵向磁场焊接可以有效地细化焊缝的晶粒，提高焊接接头抗拉强度以及冲击韧性等力学性能.     

电磁作用对镁合金焊缝金属组织性能的影响

将纵向交流磁场应用于5mm厚的AZ31镁板GTAW焊接过程中，通过对焊接接头力学性能和显微组织的分析试验，找到了磁场参数对AZ31焊接接头组织和性能的影响规律，并对磁场作用机理进行了分析研究.结果表明，外加纵向磁场的电磁搅拌作用从 4个方面影响晶粒的形核及长大过程，使焊缝中晶粒组织得到细化，进而使焊接接头的抗拉强度和硬度等性能得到改善，同时磁场的电磁搅拌作用可以净化熔池中液态镁合金(使杂质球化并弥散分布)，促进气泡上浮，降低镁合金焊缝气孔及焊接热裂纹敏感性，抑制热裂纹及气孔的产生.     

永磁场焊接的实验研究

探讨了永磁场对低碳钢焊缝的金相组织及焊接接头机械性能的影响，给出了在交流焊机手工电弧焊条件下外加永磁场的最佳磁场参数     

焊接工艺对双相不锈钢焊接接头力学性能和组织的影响

分析了不同焊接方法对A240-S32205双相不锈钢焊接接头的力学性能及金相组织的影响.结果表明：氩弧焊和手工电弧焊均能使焊接接头获得良好的相比例和耐腐蚀性,但氩弧焊焊接接头的耐腐蚀性优于酸性焊条手工焊焊接接头;氩弧焊焊接接头具有良好的综合力学性能,酸性焊条手工焊的低温冲击性能则不很理想;焊接接头的热影响区产生第3相有害金属相的倾向高于焊缝区,是双相钢焊接耐腐蚀性的薄弱区域.     

纵向磁场对WQ960钢焊接接头组织和性能的影响

为了研究纵向磁场对焊接接头的显微组织、冲击韧性和抗拉强度的影响,利用纵向磁场辅助MAG焊焊接WQ960高强钢.纵向磁场的施加提高了焊接接头的抗拉强度、冲击吸收功和冲击韧性,改善了焊接接头的显微组织,且焊接接头的显微组织主要由细小的针状铁素体构成.结果表明,当励磁电流达到2.5 A且磁场频率为20 Hz时,焊接接头的抗拉强度和低温冲击功均可达到最大值,分别为839 MPa和72 J,且分别提高了17.01%和24.14%;先共析铁素体和侧板条铁素体数量相应减少,因而形成了更多的针状铁素体.     

310S耐热不锈钢TIC焊接接头组织与力学性能研究

采用钨极氩弧焊焊接方法,以不同的焊接工艺方案对310S奥氏体耐热不锈钢进行焊接试验.焊接试验完成以后观察焊缝成形的外观质量,采用金相显微镜对焊接接头进行显微组织观察分析,并进行力学性能测试.结果表明:在焊接电流I=140 A、焊接速度V=0.32m/min的焊接工艺方案下,焊缝外观质量优良,焊接接头的组织和性能是最优的.在该焊接工艺方案下,焊缝区的晶粒组织细小均匀,拉伸试验的断裂位置在母材区域,并且焊接接头的抗拉强度为481MPa,能达到母材抗拉强度的91％以上.     

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。     

不锈钢汽车排气管激光焊接残余应力

为了提高不锈钢管的冷加工成形性能,进一步优化相应焊接工艺,在对汽车排气管激光焊接温度场进行数值模拟研究的基础上,分析激光焊接汽车排气管残余应力.在考虑网格的疏密过渡以及材料力学性能参数随温度的变化条件下,分析激光焊接不锈钢管残余应力演变过程及分布特点,即滚轮挤压量越小,平均残余应力越小,但容易出现咬边和未焊透,在局部产生应力集中,更容易在焊接管冷加工时出现开裂;激光焊接线能量减小,轴向残余应力区域变窄,峰值应力增加.将激光焊接残余应力与钨极氩弧焊(TIG)+激光焊的残余应力进行对比实验,结果表明,不锈钢管TIG+激光焊残余应力与激光焊接具有相似的分布,分布区域相对变宽,焊轴向残余应力比激光焊接小,提高了焊接管冷加工成型性能.     

1Cr13不锈钢焊接接头组织及力学性能的研究

采用钨极氩弧焊的方法,对3 mm厚的1Cr13马氏体型不锈钢板实施焊接,通过LOM,SEM方法对焊接接头组织及断口形貌进行观察及分析;利用显微硬度计、电子万能拉伸机测量了焊接接头的力学性能.结果表明,通过手工钨极氩弧焊,采用直流正接接法(焊接电流为80 A,焊接速度为110 mm/min)能够获得外观平整、组织均匀、力学性能满足要求的焊接接头.     

薄壁1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的焊接试验

采用钨极氩弧焊的方法,对0.8 mm厚的1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢板实施焊接,并通LOM,SEM方法对焊接接头组织及断口形貌进行观察及分析;利用显微硬度计、电子万能拉伸机测量了焊接接头的力学性能.结果表明,通过手工钨极氩弧焊,采用直流正接接法(焊接电流为20 A,焊接速度为20 m/h)能够获得外观平整、组织均匀、力学性能满足要求的焊接接头.     

磁场和活性剂联合作用下TIG焊热源模型的确定

为了确定磁场和活性剂联合作用下TIG焊热源模型,分别采用双椭圆面热源模型和双椭球体热源模型对焊接熔池的温度场分布进行了数值模拟,根据模拟结果的等值线分布情况可以获得熔池形状.通过将试验值和模拟值进行对比可以发现,利用双椭球体热源模型得到的熔池形状与实际熔池尺寸相吻合,而双椭圆面热源模型不能很好地反应厚度方向上的温度分布.结果表明,双椭球体热源模型可以更加准确地表征磁场和活性剂联合作用下TIG焊的实际焊接过程,打破了以往依照焊接方法选取热源模型的传统.     

Effect of welding process on the microstructure and properties of dissimilar weld joints between low alloy steel and duplex stainless steel

To obtain high-quality dissimilar weld joints, the processes of metal inert gas (MIG) welding and tungsten inert gas (TIG) welding for duplex stainless steel (DSS) and low alloy steel were compared in this paper. The microstructure and corrosion morphology of dissimilar weld joints were observed by scanning electron microscopy (SEM); the chemical compositions in different zones were detected by en-ergy-dispersive spectroscopy (EDS); the mechanical properties were measured by microhardness test, tensile test, and impact test; the corro-sion behavior was evaluated by polarization curves. Obvious concentration gradients of Ni and Cr exist between the fusion boundary and the type II boundary, where the hardness is much higher. The impact toughness of weld metal by MIG welding is higher than that by TIG weld-ing. The corrosion current density of TIG weld metal is higher than that of MIG weld metal in a 3.5wt% NaCl solution. Galvanic corrosion happens between low alloy steel and weld metal, revealing the weakness of low alloy steel in industrial service. The quality of joints pro-duced by MIG welding is better than that by TIG welding in mechanical performance and corrosion resistance. MIG welding with the filler metal ER2009 is the suitable welding process for dissimilar metals jointing between UNS S31803 duplex stainless steel and low alloy steel in practical application.     

Effect of low-frequency rotary electromagnetic-field on solidification structure of continuous casting austenitic stainless steel

To understand the solidification behavior of austenitic stainless steel in rotary electromagnetic-field, the influence of low-frequency rotary electromagnetic-field on solidification structure of austenitic stainless steel in horizontal continuous casting was investigated based on industrial experiments. The results show that the solidification structure of austenitic stainless steel can be remarkably refined, the central porosity and shrinkage cavity can be remarkably decreased, and the equiaxed grains zone are enlarged by means of application of appropriate low-frequency electromagnetic-field parameters. The industrial trials verify that the stirring intensity of austenitic stainless steel should be higher compared with that of plain carbon steel. Electromagnetic stirring affects the macrostructure even if the average magnetic flux density of the electromagnetic stirring reaches 90 mT (amplitude reaches 141 mT) with the frequency of 3–4 Hz. Due to a higher viscosity, rotating speed of molten stainless steel is 20%–30% lower than that of molten carbon steel in the same magnetic flux density. Foundation item: Project(CSTC2007BB4216) supported by the Natural Science Foundation of Chongqing, China