YG20硬质合金/45~#钢激光焊缝的显微组织与腐蚀行为研究

利用5kW光纤激光作为热源,实现4mm厚的YG20硬质合金与45#钢的激光焊接。通过分析焊缝组织分布特征,观察焊缝在HNO_3、H_2O_2、村上试剂中浸蚀后的表面形貌,讨论了激光扫描速度对热胀系数差异较大的异种金属焊接后焊缝成形的影响规律。结果表明:当被焊材料厚度为4mm时,在激光功率为3.84kW、激光扫描速度为0.96m/min及离焦量为-8mm的条件下,可获得冶金结合良好的YG20硬质合金/45#钢焊接接头。     

合金元素对X80管线钢环焊接头组织和性能的影响

随着管道钢级提高，环焊缝断裂韧性控制难度不断增加。焊缝的成分是母材和填充金属成分的混合，因此，母材合金元素对最终焊缝的组织和性能具有重要影响。设计了10种不同合金元素含量的X80管线钢，并模拟现场环焊进行了相同工艺规范的焊接实验。采用扫描电子显微镜(SEM)对不同合金元素实验钢的环焊接头显微组织进行表征分析，同时测试了相应环焊缝的冲击韧性，探究了Mn、Cr和V 3种元素对X80管线钢环焊接头组织和性能的影响。结果表明，X80管线钢环焊过程中Mn会有部分溶入熔池，但是对焊缝的影响有限。Cr的稀释率很不稳定，母材中Cr含量越高，稀释率越低，整体在25%～50%范围。V的稀释率也较低，平均为17%。钢板中溶入焊缝的Mn只占焊缝总Mn量的极少一部分，不会对焊缝显微组织产生较大的影响，因此对焊缝冲击韧性没有影响。Cr元素在冷却相变过程中扩大了粒状贝氏体的形成区间，导致焊缝中出现大量粒状贝氏体组织，使得马奥组元(M/A)数量增加，颗粒尺寸增大，从而降低焊缝冲击韧性。母材钢板中溶入焊缝的少量V能够促进贝氏体铁素体相变，避免了焊缝中出现粗大的M/A颗粒，但对焊缝冲击韧性的影响不明显。     

7075与ER5356铝合金焊丝用于7075铝合金MIG焊接头性能对比研究

采用MIG焊的方式使用自制7075铝合金焊丝与市面购进的ER5356焊丝进行3mm厚7075铝合金对接焊，对比分析两种焊丝焊接接头的显微组织与力学性能。经过光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)与能谱仪(EDS)结合室温拉伸与显微硬度测试，结果表明：两种接头焊缝组织均为枝晶网状组织，但由于合金元素含量与热导量增大，7075接头焊缝组织相对细小且枝晶特征更为明显。SEM和XRD检测分析得出，由于焊接时金属流动作用将部分母材合金元素带至焊缝，两者焊缝析出相均主要为η相(MgZn₂)、S相(CuMgAl₂)或T相(AlZnMgCu)，同时存在Al₁₃Fe₄金属化合物。7075焊缝平均硬度为120HV，相较于5356焊缝更为优异；两者拉伸力学性能较为接近，断裂机制相同。     

熔敷金属膨胀系数对YG20硬质合金与45#钢激光焊的影响

选取ENi102焊条,Z408焊条和Fe55NiC焊丝,以电弧焊的方式在45^#钢表面堆焊过渡层,再与YG20进行激光焊接,对激光焊接头进行了扫描电镜(SEM)观察、硬度测试,弯曲力学性能试验,并对母材和过渡层材料进行了膨胀系数测试,研究了过渡层材料熔敷金属膨胀系数对硬质合金与钢激光焊的影响。研究结果表明：YG20硬质合金与45^#钢无过渡层直接激光焊时,在焊缝与硬质合金界面位置生成了有害脆性η相和鱼骨状共晶碳化物,且硬质合金侧形成宽15μm左右的WC疏松区,导致接头性能较弱;45^#钢表面堆焊铁镍合金和纯镍都可以抑制界面脆性η相的生成,碳化物呈点状弥散分布,界面碳化物的量与焊缝Ni元素浓度有关,Ni元素浓度越高,形成的点状碳化物越少;过渡层金属的膨胀系数是影响接头力学性能的主要因素,改变过渡层中的Ni含量可以调整膨胀系数的大小,当过渡层的膨胀系数介于45^#钢与硬质金之间,并且接近硬质合金时,缓解应力作用最强,对接头力学性能提高最有利。     

Ni-Fe-C对YG30硬质合金与45#钢TIG焊过程中η相形成的影响

采用Ni—Fe—C合金作为填充金属，实现了YG30硬质合金与45^#钢的TIG焊。采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、X射线衍射和显微硬度等方法对焊后试样的焊接接头进行了分析。结果表明：(1)采用Ni—Fe—C合金可以获得YG30硬质合金与45^#钢TIG焊的焊接接头；(2)在Ni—Fe合金的基础上加入适量的C可以抑制YG30／焊缝界面侧大块η相的形成；(3)由于C的扩散而引起的W—Co—C体系的贫碳与YG30／焊缝处高浓度Fe的出现是η相形成的重要原因，YG30／焊缝界面侧形成的η相为M6C型和M12C型复合碳化物。     

高强度低合金钢焊缝金属的组织及其影响因素

HSLA钢焊缝金属组织主要是由先共析铁素体、侧板条铁素体和针状铁素体组成,针状铁素体具有良好的韧性和强度配比,是HSLA钢焊缝金属最希望得到的组织。从合金元素、焊接参数和夹杂物三个方面对针状铁素体组织的形成进行阐述,以期为HSLA钢的使用及配套焊丝的开发等相关研究提供一定的借鉴。     

等离子合金化AlCoCrCuFe_xMnNi高熵合金涂层的组织与性能

在45#钢基体上采用等离子束合金化法制备AlCoCrCuFe_xMnNi高熵合金涂层。采用SEM,EDS,XRD等研究高熵合金涂层的组织,利用显微硬度计测试涂层的显微硬度分布。结果表明:采用等离子束合金化Al,Co,Cr,Cu,Mn和Ni等摩尔单质金属粉,在等离子束作用下45#钢基材中的Fe元素参与表面合金化,形成了厚度约为1 mm的AlCoCrCuFe_xMnNi七主元高熵合金涂层,涂层主要由BCC结构的枝晶和FCC结构的枝晶间组织组成。另外,还有σ相主要分布在枝晶间,涂层从表面到基材,体系的混合熵呈高熵-中熵-低熵梯度变化。涂层的维氏显微硬度(HV0.2)达到670~400的梯度分布。     

高强钢焊缝金属的化学成分和组织及非金属夹杂物

高强钢的应用带来很多潜在的优势.然而,钢铁技术的进步不断地需要新焊接工艺和焊接材料的,以使焊缝金属具有与母材等同的力学性能.为达到这一目的,需要更好地了解高强钢焊缝金属的成分和组织与性能之间的关系.对采用不同的焊接工艺和名义强度为490～840 MPa(70～120 ksi)之间的市售焊接材料获得的高强钢焊缝金属进行试验,试验表征了包括非金属夹杂物在内的常规成分和组织.     

Cu对镁合金/双相钢激光深熔焊组织及力学性能影响

采用纯Cu粉末作为中间层,开展镁合金(AZ31B)和冷轧热镀锌钢(DP590)激光搭接深熔焊,对镁/钢非互溶不反应焊接体系进行调控。主要研究了纯Cu粉末对镁合金/钢激光搭接深熔焊接接头的焊缝成形、组织、元素分布以及力学性能的影响。结果表明,相比镁合金/钢直接焊接,Cu元素的加入能够降低焊接时熔融态Mg的蒸气压,提高焊接过程中的稳定性,减少飞溅和凹坑等焊接缺陷,改善焊缝成形;此外,Cu能够降低Fe-Al金属间化合物的反应温度,使Fe,Al和Mg这3种元素在液态下共存,促进镁/钢界面处生成均匀连续的Fe-Al中间层,同时也能在镁/钢界面处抑制影响接头力学性能的MgZn生成;Cu粉的加入有效提升了接头的力学性能,接头的抗拉剪力达到72.8 N·mm^-1,相比镁合金/钢直接焊接的接头力学性能提升17%。     

Al-12.7Si-0.7Mg合金焊接热裂纹倾向性研究

在不填丝的情况下,采用自动TIG焊对Al-12.7Si-0.7Mg合金热挤压型材进行鱼骨状裂纹试验.通过目测、金相观察、EDS分析、显微硬度测定等方法研究了该合金的焊接热裂纹倾向性及焊接接头显微组织与硬度分布.结果表明:焊缝表面与内部均未发现裂纹,合金焊接热裂纹倾向性低.焊缝区是母材在焊接热作用下熔化后激冷形成的铸态组织,主要由α-Al、Al-Si共晶相以及少量Mg2Si、含Fe相等金属间化合物构成。经T6处理后,焊缝区中呈密集纤维状的共晶硅粒状化.显微硬度测试结果显示焊态接头焊缝区硬度最高,熔合区急剧下降,在热影响区达到最低,经T6处理后,接头各区显微硬度整体提升,且波动较小.     

SiCW/6061Al复合材料扩散连接工艺的研究

Effects of surface condition, welding parameters and interlayers on the strength of welded joint of SiC_w/6061Al composite subjected to diffusion welding were studied. High quality of welded joint of SiCw/6061Al composite was successfully obtained with proper welding technology.     

SiC_ W6061Al 复合材料扩散连接工艺的研究

研究了在扩散焊接 Ｓｉ Ｃｗ６０６１ Ａｌ 复合材料时的试件表面状态、焊接工艺参数、中间层等工艺因素对接头强度的影响， 制订出合理的焊接工艺， 完成了 Ｓｉ Ｃｗ６０６１ Ａｌ 复合材料扩散连接。     

铝基复合材料激光焊焊缝界面反应及影响因素的研究

以SiCw/6061Al铝基复合材料为对象,通过系列试验研究了激光焊接条件下铝基复合材料的界面行为,指出该种材料可焊在差的原因主要是与焊接过程中Al(1) SiC(s）→Al4C3(s) Si(s)的界面反应有关。研究了焊接工艺参数对界面反应的影响,探索出铝基复合材料熔焊的新途径。     

Microstructure,Properties and Corrosion Characterization of Welded Joint for Composite Pipe Using a Novel Welding Process

In this paper, a novel process welding for composite pipe, firstly overlaid by SMAW in composite pipe end and subsequently butted by TIG, can greatly improve the joints' comprehensive properties. Mechanical, corrosion tests and microstructure observation were carried out on welded joints. The results show that base X65 is composed of pearlite and ferrite and the weld is composed of dendritic austenite. The microstructure of HAZ in X65 has an upper bainite with coarse grains. The overlaying layer contains single-phase dendritic austenite, which has an apparent phenomenon of competitive growth similar to the weld, with solid subgrain boundary, solidified grain boundary and migrated grain boundary. By comparing the conventional welding process with the novel welding process, the welded joint shows better properties in mechanics and corrosion, showing the advantages in composite pipe.     

Q420GJ钢双丝埋弧焊接试验

通过双丝埋弧焊接工艺性能试验、焊接接头力学性能试验及组织结构分析等,对Q420GJ钢的焊接性能及相关组织结构进行了研究。结果表明:焊接接头综合力学性能优良,接头抗拉强度达到590MPa,焊缝-40℃冲击功平均值KV2达到119J;热影响区的韧脆转变温度在-30℃附近;焊接接头过热区组织为贝氏体,焊缝中含有较多的针状铁素体。     

Multi-objective Optimization of Continuous Drive Friction Welding Process Parameters Using Response Surface Methodology with Intelligent Optimization Algorithm

The optimum friction welding(FW) parameters of duplex stainless steel(DSS) UNS S32205 joint was determined.The experiment was carried out as the central composite array of 30 experiments.The selected input parameters were friction pressure(F),upset pressure(U),speed(S) and burn-off length(B),and responses were hardness and ultimate tensile strength.To achieve the quality of the welded joint,the ultimate tensile strength and hardness were maximized,and response surface methodology(RSM) was applied to create separate regression equations of tensile strength and hardness.Intelligent optimization technique such as genetic algorithm was used to predict the Pareto optimal solutions.Depending upon the application,preferred suitable welding parameters were selected.It was inferred that the changing hardness and tensile strength of the friction welded joint influenced the upset pressure,friction pressure and speed of rotation.     

Metaheuristic Based Parametric Optimization of TIG Welded Joint

Martensitic stainless steels are hard, brittle and notch sensitive; crack formation during welding is frequent. Selection of the levels of welding parameters i.e. the input variables seems to be important and useful in the context of achieving optimum/maximum strength of the welded joint. In the present work, focus is given on identification of the proper combination of input parameters in TIG welding of martensitic stainless steel AISI 420. Welding current, gas flow rate and welding speed have been taken as input parameters. Ultimate tensile strength (UTS) and Ductility or Elongation of the welded joint obtained from tensile test is taken as response parameter. Initially, response surface methodology based face-centered central composite design has been used for mathematical model building and regression analysis. Next, several recently proposed metaheuristics are applied for parametric optimization of TIG welding process to maximize the response parameters. From, the simulated results, a critical operating region for efficient TIG welding is identified in term of maximum UTS and Ductility. Confirmatory tests are also performed to validate our proposed methodology.     

TC4钛合金线性摩擦焊接头组织及性能研究

采用XMH-160型线性摩擦焊机焊接TC4钛合金板材,观察了焊接接头形貌及焊缝组织,测试了焊接接头的力学性能.结果表明,TC4钛合金适于采用线性摩擦焊接,焊接接头的室温拉伸性能、冲击韧性和高周疲劳性能不低于母材.其线性摩擦焊接头大致可以分为焊缝区和塑性变形区两个区域,焊缝区域原始组织被破碎,晶粒细小;塑性变形区域原始片层组织被压扁拉长,与焊接振动方向呈近平行的流线状.     

高性能桥梁钢不同钢级埋弧焊性能研究

进行了高性能桥梁钢WNQ570、14MnNbq不同强度级别钢种埋弧焊性能试验研究。结果表明,采用WQ-1焊丝 SJ105Q焊剂匹配14MnNbq WNQ570钢,焊接接头具有优良的综合性能。采用的焊接工艺及焊接材料达到了大跨度桥梁钢接头性能指标。     

防护型车用超高强钢的焊接性及焊接工艺

常规工艺大都采用奥氏体、铁素体不锈钢焊丝焊接来避免出现焊接裂纹等缺陷,然而采用这类焊丝焊接的接头抗拉强度和硬度会大幅降低,使得车辆的防护性能也随之降低甚至失效。为了使超高强钢焊接接头的强度和硬度达到较高的使用要求,针对超高强钢(抗拉强度1 500MPa以上)的焊接性及焊接工艺进行了研究。通过理论分析,选取了与母材组织匹配的超低碳马氏体不锈钢焊材,制定了与之匹配的工艺方法及参数,使得焊接后接头与母材组织均为马氏体组织,且有效消除了焊接裂纹等缺陷,从而实现了焊接接头抗拉强度达到母材抗拉强度的70%以上,硬度与母材硬度相当的目标。在试验过程中,采用最经济的MAG焊焊接方法和较容易控制的预热温度,较为经济地满足了工业化生产应用。