A-P异种钢焊接接头区域的显微组织特征

采用金相、扫描电镜和电子探针等试验方法,从物理冶金和金属学角度对奥氏体(A)-珠光体(P)异种钢焊接接头区域(焊缝、熔合区和热影响区)的显微组织特征和合金元素分布进行了研究。探讨了异种钢焊接熔合区的形成和碳、铬等元素的扩散规律,还进一步讨论了异种钢奥氏体焊缝金属的结晶形态及焊缝中一次δ-铁素体的分布。     

焊接热输入量对铝/钢搅拌摩擦点焊性能影响

为进一步促进汽车轻量化的生产,改善铝钢异种材料的焊接性能,对基于不同焊接热输入量的铝/钢搅拌摩擦点焊进行显微组织分析以及力学性能测试。结果表明:通过调整搅拌摩擦点焊的主轴转速和焊接深度,增加焊接过程中焊接热输入量,有利于提高焊接接头的硬度值;拉伸断口的微观形貌呈河流状花样的解理台阶,搅拌摩擦点焊接头断裂处易发生脆性断裂;焊接接头的Hook区存在FeAl₃金属间化合物。     

激光预处理后钢的固相焊接接头组织与硬度分析

40Cr/T10A钢表面激光淬火后,在压接温度750～780℃、预压应力56.6MPa的条件下,经2.5～7.5min短时保温可实现异种钢的固相焊接,接头强度可达母材强度。对接头区的显微组织及显微硬度的观测表明,接头区界面两侧显微组织连续,实现了良好的冶金结合;界面两侧近界面处钢的组织因C、Cr原子的互扩散而发生了明显变化,并导致显微硬度的变化。     

TRIP590/CP780异种钢电阻点焊接头组织与性能研究

对1 mm厚汽车用TRIP590和CP780异种高强钢板进行电阻点焊试验，研究TRIP590/CP780异种钢电阻点焊接头的显微组织和力学性能，分析了焊接电流对异种钢焊接接头组织与性能的影响。在焊接时间为0.4 s，电极压力为2 kN，电流为6～11 kA时，接头成型良好，内部无熔核偏移、缩孔等缺陷，熔核区组织以板条马氏体为主。当电流为6、9 kA时，两侧热影响区均以回火马氏体和少量铁素体为主，晶粒尺寸分别为1～4μm、2～6μm；当电流为11 kA时，两侧热影响区均以板条马氏体为主，晶粒尺寸为8～15μm。熔核区硬度、CP780侧热影响区软化程度、接头最大拉伸剪切力均随电流的增大而增大。当电流为6、9、11 kA时，接头拉伸断裂分别在熔核区结合面、TRIP590母材、TRIP590侧熔核区。综合分析，当电流为9 kA时，TRIP590/CP780异种钢电阻点焊接头具有较好的力学性能。     

铝/钢异种金属搅拌摩擦焊接头数值模拟

利用ANSYS有限元软件,建立铝/钢异种金属搅拌摩擦焊(FSW)双热源三维有限元模型,研究转速、焊速及偏移量对铝/钢异种金属FSW接头温度场及残余应力场的影响规律。结果表明:铝/钢异种金属FSW接头温度场呈明显不对称分布,钢侧温度明显高于铝侧,峰值温度出现在焊核区(WNZ)偏钢侧约4 mm处,约为512℃;垂直焊缝方向的纵向残余应力σ_x也呈明显不对称分布,σ_x峰值拉应力位于WNZ偏钢侧,达305 MPa,远离WNZσ_x迅速降低,并在轴肩边缘处拉应力转为压应力;随转速增大,峰值温度升高,σ_x峰值增大;随焊速增大,峰值温度和σ_x略升高;随偏移量增加,峰值温度略增大,σ_x略减小;与焊速和偏移量相比,转速对铝/钢异种金属FSW接头温度场及残余应力场影响较大。有限元计算的残余应力场与实测值基本吻合。     

Mg/Cu共晶反应钎焊微观组织及力学特性分析

采用共晶反应钎焊连接工艺对Mg/Cu异种材料进行连接,研究不同温度对接头微观组织及力学特性的影响。采用扫描电镜对焊接接头的微观组织进行研究,采用拉伸试验机研究接头的力学特性。研究表明：在焊接温度为500 ℃,焊接接头强度最高,最高抗拉强度为54 MPa,断口呈现脆性断裂特性。     

焊接方法对WH80钢焊接接头组织及力学性能的影响

针对WH80钢,采用3种不同的焊接工艺方法,选取合适的焊接工艺参数,成功制备3组焊接接头。通过金相组织观察、显微硬度测试、冲击性能测试及冲击断口扫描分析试验研究不同焊接方法对WH80钢焊接接头组织及力学性能的影响。结果表明:不同焊接工艺下焊接接头各区域显微组织形态及晶粒大小各有不同,焊接接头硬度差异明显,焊缝区硬度均高于热影响区;3种焊接方法相比,SMAW的焊缝硬度值最高,GMAW的次之,SAW的最低;GMAW与SMAW的常温与低温冲击韧性相对较高,SAW的最低。     

连接温度对Cu/Al扩散连接的影响

采用真空扩散连接工艺对Cu/Al异种材料进行连接实验,研究连接温度对焊缝微观组织及力学特性的影响。利用SEM对接头剖面的微观组织进行表征;在拉伸试验机上测试接头拉伸强度,并对断口形貌进行SEM分析。结果表明：采用真空扩散连接工艺可以实现Cu/Al异种材料的有效连接;随着连接温度的升高,接头的抗拉强度随之提高,当连接温度为540 ℃,接头抗拉强度最高达到185 MPa;拉伸断口形貌具有明显的脆性断裂特征。     

低密度钢与异种钢的焊接工艺研究

采用半自动MIG焊接方法,焊接材料选用奥氏体不锈钢焊丝,对低密度钢与6211、616、Q235钢进行焊接工艺试验,考察低密度钢与异种钢的焊接可行性。结果表明:在纯氩保护气氛条件下,低密度钢与6211、616、Q235钢焊接时焊缝熔池金属流动性较差,但可获得具有良好表面和内部质量的焊缝,低密度钢与6211、616钢焊接接头抗拉强度为低密度钢母材的60%以上,断后伸长率在12%以上,低密度钢与Q235钢焊接接头的抗拉强度基本与Q235钢母材等强。     

坡口形式对钛/钢复合板对接接头组织及性能的影响

为研究钛/钢复合板熔焊对接坡口工艺,设计出V型、双V型及X型坡口形式,每种坡口的焊接试验均采用4种不同焊接材料,并通过OM、SEM、EDS及X射线探伤等测试,研究坡口形式对钛/钢复合板熔焊对接接头组织及性能的影响。结果表明,钛/钢复合板开双V型坡口,接头各层焊缝组织过渡最平缓,钛层为细小的颗粒状α等轴晶,近钛层为细小的颗粒状晶粒,近钢层为不规则的铁素体和块状珠光体,钢层为铁素体和珠光体;3种坡口形式接头力学性能均与母材差距较大,接头硬度变化均较小,但双V型坡口接头综合力学性能最佳;双V型坡口钛侧为沿晶断裂和穿晶断裂相结合的断裂机制,钢侧为韧窝断裂和滑移断裂相结合的断裂机制。     

焊接工艺对低合金海洋用钢焊接接头耐蚀性的影响

采用不同焊接工艺制备10CrNiSiMnCu钢焊接接头的腐蚀试样,通过室内挂片和电化学测试,探讨焊接工艺对焊接接头腐蚀性能的影响。分析结果认为,接头各区夹杂物、化学成分和微观组织的差别,是导致接头各区耐蚀性差异和不同种类接头耐蚀性差异的重要影响因素;熔合区由于成分、组织的不均匀,微观缺陷和焊接残余应力的存在等促使该区容易发生沟槽状腐蚀;焊接过程中输入的线能量较高,是造成埋弧焊接头的耐腐蚀性比其手工焊接头好的主要原因。     

转向架钢板对接焊结构力学及疲劳性能研究

选用15 mm厚Q355NHC钢和G20Mn5N铸钢两种板材,采用CHW-55CNH和JM55-Ⅱ两种焊丝的相同对接焊工艺焊接成对接试板。对焊接接头进行拉伸、弯曲、冲击、硬度试验,以及宏观、微观金相分析、疲劳性能分析,比较两种焊丝焊接的异种钢板焊缝两侧基本性能及疲劳性能的差异。研究发现,JM55-Ⅱ焊丝焊接的焊缝接头强度高于铸钢母材强度,异种钢板的化学成分、焊接和焊后热处理工艺对异种钢板焊缝两侧基本性能没有产生明显影响,焊缝的疲劳性能优于铸钢侧母材性能,验证了JM55-Ⅱ焊丝代替CHW-55CNH焊丝用于城市客车生产的可行性。     

Cu基焊丝焊接TA1-Q235B接头的显微组织和力学性能

用制备的铜基Cu-Mn-Cr-Fe-Co-Ni药芯焊丝进行TA1-Q235B异种金属接头TIG焊接试验。用SEM观察接头的显微组织、金属间化合物的分布形态,并借助EDS和XRD分析接头的相组成。结果表明:制备的药芯焊丝均能实现TA1-TA1和Q235B-Q235B对接接头的焊接连接,但是TA1-Q235B对接接头在焊后即刻断裂,而搭接接头可在室温稳定存在;TA1-TA1对接接头由细小的α-Ti+CuTi_2共析组织构成,Q235B-Q235B对接接头由富Cu和富Fe固溶体(s,s)组成;TA1-Q235B搭接接头钛一侧界面主要由β-Ti(s,s)+Fe Ti+Cu Ti+CuTi_2组成,焊缝由Cu(s,s)+Fe_2Ti+Fe Ti+Cu0.5Fe0.5Ti组成,钢一侧界面主要由Fe_2Ti+Fe(s,s)+Cu(s,s)组成;TA1-TA1对接接头的抗拉强度达到280 MPa,Q235B-Q235B为450 MPa。     

连续油管TIG焊接热影响区组织及性能热模拟分析

采用热模拟技术、显微分析方法和力学性能测试等手段,对连续油管用粒状贝氏体钢在TIG焊接过程中,接头热影响区不同部位的微观组织和宏观力学性能进行分析。与此同时,热影响区与母材组织及力学性能的对比表明,在接头热影响区中,过热粗晶区以长条状铁素体组织为主,冲击功相对较高。正火区和不完全正火区组织以多边形铁素体为主,晶粒之间晶界清晰,块状铁素体之间为片状和粒状珠光体组织,冲击功较低;回火区没有发生明显相变,晶粒尺寸比母材略有增加,组织发生了微小的回复再结晶,材料的冲击功有所回复。     

服役温度和时间对TA2/Q235爆炸复合板接头组织及硬度的影响

用热处理方式模拟TA2/Q235爆炸复合板服役过程,揭示温度对复合板接头组织及硬度的影响规律;利用EBSD获取TA2/Q235爆炸复合板200℃服役不同时间后样品的应力等高线图谱,探讨残余应力分布规律。结果表明:TA2/Q235爆炸焊接复合板,200～400℃服役168 h内,接头显微组织无明显变化,硬度在10 h内起伏波动后上升;600℃服役10 h后,Q235开始再结晶,服役168 h后结合区TA2和Q235部分组织反常长大,硬度在10 h内起伏波动后下降;复合板焊接过程中加工硬化主要发生在Q235钢一侧。     

钛/钢激光焊接头中脆性化合物调控研究进展

钛合金/钢异种金属焊接结构在现代工业应用中日益广泛,但因母材理化性能差异,导致焊接难度大。综述了激光深熔焊在钛合金/钢异种金属焊接中的优势及国内外研究进展;分析焊接时出现的关键问题,并就界面金属间化合物(IMCs)调控方法进行系统讨论;介绍了多物理场耦合相场法在焊接模拟中的问题及研究状况;简述耦合流场的相场法显微组织模拟存在的问题,并对问题进行展望。     

7B52-T6叠层铝合金焊接接头组织及疲劳损伤行为

用熔化极气体保护焊获得7B52-T6叠层铝合金焊接接头,研究接头的力学性能、显微组织、疲劳损伤行为。结果表明:接头各区由于成分和经历热循环不同,组织、性能存在差异,热影响区发生再结晶和不完全结晶,熔合区有部分细晶区,焊缝中心为等轴晶组织。接头抗拉强度为246 MPa,试样断裂于焊缝区,接头显微硬度分布不均匀,从焊缝中心到母材,显微硬度整体上升,热影响区硬度波动大。接头S-N曲线为σ=533.655-66.247lg N,中值疲劳强度为116 MPa,疲劳裂纹起源于接头表面气孔和距表面0.1 mm的内部气孔处,疲劳扩展区平坦,瞬断区的断裂方式为准解理断裂。     

钢-铝爆炸复合接头材料的腐蚀与防护

研究了Q2 35钢 -铝合金爆炸复合接头在 3 5 %NaCl溶液中的腐蚀特性。结果表明 ,复合接头区在 3.5 %NaCl溶液中发生了电偶腐蚀 ,加速了铝合金的腐蚀破坏。这类腐蚀过程较为复杂 ,接头区存在电偶腐蚀 ,由于爆炸时强大的冲击力使得复合接头区的组织发生强烈的塑性变形和熔化 ,导致该区组织在物理、力学、电化学等方面的不均匀性 ,使得腐蚀情况更为严重 ,发生电偶腐蚀和晶间腐蚀。针对这类腐蚀 ,提出了保护措施     

ULCB钢焊接熔池CET转变数值模拟研究

基于元胞自动机法和有限差分法(CA-FD)建立ULCB钢熔池凝固枝晶生长的数值模型,应用该模型模拟ULCB钢埋弧焊对接接头熔池凝固时,初生柱状晶结晶转变为次生等轴晶结晶过程中的枝晶生长与溶质浓度的变化。结果表明:焊接熔池凝固开始时,初生柱状晶间竞争生长激烈,主干枝晶长大方向同于温度梯度较大的方向,且生长速度较快;其他方向受抑制较严重,但在竞争中慢速持续生长;同时,在初生枝晶与初生枝晶臂之间、初生柱状晶与次生等轴晶之间的残余液相中,溶质积累,凝固过程结束后形成严重的枝晶偏析。     

高氮奥氏体不锈钢与603马氏体高强钢焊接接头组织及性能

高氮奥氏体不锈钢与603马氏体高强钢因优越的力学性能在装甲防护领域具有广阔的应用前景。根据“低强匹配”原则,采用ER307Mo奥氏体不锈钢焊丝对30 mm厚的高氮奥氏体不锈钢和603马氏体高强钢脉冲熔化极惰性气体保护焊对接焊接,并分析焊接接头微观组织及力学性能。研究结果表明：试验得到了表面成形良好、内部无裂纹、未熔合等缺陷的焊接接头;焊缝组织主要为奥氏体以及被奥氏体基体包围的铁素体树枝晶,高氮奥氏体不锈钢熔合线附近组织主要为奥氏体,603钢熔合线附近组织主要为条片状马氏体、贝氏体以及回火马氏体;接头的断裂形式以韧性断裂为主,存在少量的解理断裂特征,能谱仪点扫描结果表明,韧窝中心的第2相粒子为富Fe的碳化物;焊接接头的平均抗拉强度达722 MPa,平均断后延伸率达20.2%;焊缝金属的动态屈服强度为913 MPa,最大工程应力为2 045 MPa,抗冲击性能优于603钢母材。