脉冲燃烧型立焊焊条

介绍了一种用于战时野外应急抢修的新型手工自蔓延立焊焊条———脉冲燃烧型焊条.首先分析普通手工自蔓延焊条(简称普通燃烧型焊条)实施立焊时存在的问题与不足,设计了脉冲燃烧型焊条,给出焊条结构与成分配比.然后以低碳钢为焊接母材进行立焊试验,进行了SEM,XRD和EDS分析.结果表明,焊缝由富铁相和富铜相组成,其中富铁相以α-Fe为主,含有少量的FeNi,ε-Cu和Cu0.81Ni0.19;富铜相以ε-Cu为主,含有少量Cu0.81Ni0.19,α-Fe和FeNi.富铁相呈树枝晶状分布在富铜相基体上,焊缝合金与母材结合良好,达到单面焊双面成形.焊接接头力学性能测试结果显示抗拉强度可达367 MPa,焊缝合金区硬度143.8 HV.     

环境温度对手工自蔓延焊接的影响

系统研究了环境温度对手工自蔓延焊接燃烧过程和焊接质量的影响。结果表明,环境温度对焊接有较大影响,随温度升高,焊条的燃烧速度增快,燃烧剧烈;在低温环境中,燃烧型焊条仍能够维持燃烧反应,但燃烧速度和焊接热量降低,熔池能达到的最高温度明显降低,且冷却速率增快;低温环境焊接,易出现未焊透、未熔合、焊缝短、焊道成形差等现象,焊缝中出现气孔、夹杂和裂纹等缺陷的倾向明显增大。微观组织分析发现,不同环境温度下铜基焊缝的微观结构未发生变化,均为α-Cu固溶体基体上析出网状分布的富铁第二相。力学性能分析表明,低温环境中的焊接试件综合力学性能较差,平均抗拉强度158 MPa,高温环境焊接可达350 MPa以上。     

脉冲燃烧型焊条立焊焊缝组织

用脉冲燃烧型焊条对Q235钢进行手工自蔓延立焊焊接,研究焊接时温度场的形成与对熔池的影响以及获得的焊缝合金组织。研究结果表明:脉冲燃烧型焊条中3个高热焊药段形成了3个有效熔池,2个低热造渣段只维持焊条燃烧和造渣而不形成熔池,在二者共同作用下每个熔池的温度场都不相同,造成熔池间形态和受力存在差异,最终导致焊缝合金相组成基本相同,但在各熔池对应区域相分布不同。第1熔池焊缝合金主要为富铁相,熔敷金属下部富铁相与富铜相占比基本相当,上部主要为富铜相,在第2和第3熔池焊缝合金和熔敷金属相分布逐渐达到均匀。     

高热剂对低碳钢手工自蔓延焊接的影响

介绍了一种用于战场及野外应急抢修的新型焊接方法-手工自蔓延焊接,以低碳钢为焊接母材,对燃烧型焊条焊药中的高热剂组成、对燃烧速度及焊接质量的影响进行了探讨.结果表明,由Fe2O3 Al系铝热剂和CuO Al系铝热剂组成的高热剂,当CuO Al系含量不低于50%时,焊条燃烧产生足够的热量,实现试板的牢固连接,并达到单面焊双面成形的效果;随CuO Al系含量增加,焊条燃烧速度加快,焊缝抗拉强度降低,CuO Al系含量为50%和60%的焊条,焊条燃烧速度适中,焊接可控性好,且焊缝抗拉强度达420 MPa以上.金相分析表明,富铁第二相的析出对焊缝金属起到强化作用.     

高强度奥氏体焊条仰焊气孔成因分析

针对A507焊条,采用不同药皮含水量焊条、不同氮含量焊芯、有无气体保护及不同焊接操作方法进行仰焊试板焊接,并对焊缝进行解剖,对仰焊焊缝气孔产生的原因进行了分析.试验结果表明,焊条烘焙制度及焊芯中的氮不是产生气孔的直接因素,焊接过程中熔池保护不良是产生气孔的主要原因,可通过调整药皮配方及恰当的焊接操作方法避免空气中的氮气进入焊接熔池,减少焊缝中的气孔.     

脉冲燃烧型焊条立焊纵向焊缝的组织

用脉冲燃烧型焊条对Q235钢进行了手工自蔓延立焊焊接,研究了立焊所形成的温度场与获得的焊缝合金组织.结果表明:脉冲燃烧型焊条中三段长度不同的高热焊药形成了三个有效熔池,两个低热造渣段只维持焊条燃烧和造渣而不形成熔池,在二者共同作用下每个熔池的温度场都不相同;焊缝合金相组成基本相同,但由于熔池温度场变化,造成从第一熔池到第三熔池晶粒逐渐减小,形成焊缝组织梯度变化,且第三熔池晶粒取向比第一和第二熔池明显;凝固后各熔池间存在明显的界面,在近母材端为冶金结合,而在近熔敷金属表面端结合较差,有轻微夹渣.     

脉冲燃烧型焊条立焊接头中的夹渣及控制方法

用脉冲燃烧型焊条对Q235钢进行了手工自蔓延立焊焊接,脉冲燃烧型焊条中三段长度不同的高热焊药形成了三个有效熔池。通过观察接头焊缝合金金相,并结合SEM分析焊缝合金组织和断口组织研究了立焊接头夹渣,提出立焊接头中夹渣的四个来源途径及其相应的控制措施。     

高强铝合金脉冲变极性等离子弧焊接头组织与性能

采用脉冲变极性等离子弧焊对厚度10 mm的7075铝合金进行焊接,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸试验机和显微硬度仪对焊缝的显微组织和焊接接头的力学性能进行了分析和测试,研究植入脉冲对焊接接头组织及力学性能的影响.结果表明,植入脉冲后焊接接头成形良好,由于高低频脉冲的周期性变化引起熔池液体强烈的搅拌作用,细化了焊缝的显微组织,强化相T相得到细化,提高了焊缝的抗拉强度和显微硬度,焊缝处的抗拉强度为397.9 MPa,约为母材强度的67.5%,比未植入脉冲时提高了5.13%,焊缝质量有所提高.     

Ti对SiCp/6092铝基复合材料激光焊焊缝组织和性能的影响

采用不同厚度的Ti箔作为填充材料对SiC_p/6092铝基复合材料进行激光焊接,分析不同含量Ti元素对焊缝组织和焊接接头力学性能的影响. 结果表明,Ti箔的加入可以有效改善熔池流动性,从而减少焊缝区的工艺型气孔. 同时,填加Ti箔可以避免激光直接照射在母材上引起的低熔点元素烧损. 在激光的照射下,Ti箔完全熔化并与在热传导作用下部分熔化的母材金属发生冶金反应,Ti元素含量过少时,界面反应得不到有效抑制,焊缝中仍分布有大量的脆性相,Ti元素对焊接接头的力学性能改善不明显;Ti元素含量过多时,Ti元素在熔池中未能扩散开,富余的Ti元素与Al元素反应生成Al₃Ti. 过分长大的Al₃Ti呈片状,将对接头的力学性能不利. 因此,向熔池中加入适量Ti元素有利于改善熔池冶金反应,从而提升接头力学性能,焊接接头的最大抗拉强度可达206 MPa.     

抗氢不锈钢的激光焊接性及气孔成因初探

研究了激光焊接抗氢不锈钢的接头力学性能，焊缝及热影响区的金相组织，探讨了激光深熔焊接氢不锈钢焊缝内部气孔的成因，并提出了防止焊缝内部气孔的具体措施，结果表明，采用有效的工艺对抗氢不锈钢进行激光焊接，焊缝内部质量优良，焊接接头抗拉强度升高5％，断面收缩率降低19％，工艺措施采用不当，焊缝内部易形成气孔，主要原因是从熔池上方和熔池底部卷入空气所致，采用惰性气体对焊缝正面形成良好保护，保证一次焊透，或采用带背后止口的接头形式，可防止气孔产生。     

高强铝合金PVPPAW焊接参数优化与性能分析

对10 mm厚7075铝合金板材进行脉冲变极性等离子弧焊,研究了焊接电流和离子气流量的变化对焊缝成形系数的影响规律,确定了较优的焊接参数并获得了成形良好的焊缝,对该焊接接头力学性能进行分析. 结果表明,焊缝成形系数随着焊接电流的增大先减小后增大,随着离子气流量增大逐渐减小,较佳的焊缝成形系数区间为1.1 ~ 1.3,焊接电流比离子气流量对焊缝成形的影响更大. 当脉冲焊接电流为250 A/290 A,离子气流量为2.0 L/min时焊缝形貌较佳,接头焊缝区为树枝状晶,焊缝处的抗拉强度为397.9 MPa,约为母材的67.5%,焊缝的性能较好.     

手工自蔓延焊接Al2O3-SiO2-CaO渣系研究

以SiO2、CaO作为造渣剂,研究其对焊渣、焊条燃烧及焊接质量的影响。结果表明,造渣剂的添加明显改善了渣液分离和焊接效果,随添加量增多,燃烧型焊条燃烧速度降低,焊渣密度发生改变但无明显变化规律,综合考虑焊接质量及操作性,SiO2和CaO的添加量分别以0.6~0.9g和0.3~0.6g为宜。手工自蔓延焊接熔渣为玻璃态和晶体共存的多元渣系,焊渣具有Al2O3、2CaO·3SiO2、CaO·Al2O3、FeO·Al2O3和金属Cu。接头断口中仍存在少量未分离的焊渣,抗拉强度达350MPa以上,满足应急抢修的力学性能需求。     

高频脉冲变极性焊接工艺性能研究

分析了高频脉冲电流对变极性焊接电弧特性、焊接工艺及焊缝性能的影响,试验结果表明,高频电流脉冲能够较大程度地压缩电弧等离子体、提高电弧轴向压力及电弧挺度,在相同焊接电流有效值的情况下,频率在5kHz以上的电流脉冲能将电弧力提高到普通变极性焊接的260%左右.同时高频脉冲电流能够提高变极性焊接的焊缝熔深,减小焊缝正面余高以及改善焊接效率.对于2219-T6时效强化铝合金而言,采用叠加10 kHz高频脉冲变极性焊接工艺,焊缝抗拉强度在未经任何焊后热处理的情况下能够达到300 MPa左右,相当于母材强度的67%.     

高强铝合金双脉冲VPPA焊缝成形机理

建立双脉冲VPPA(variable polarity plasma arc)焊接系统,进行7A52高强铝合金双脉冲VPPA焊接工艺试验,研究低频脉冲调制叠加高频脉冲对VPPA焊接过程中焊缝成形和焊缝力学性能的影响. 结果表明,低频脉冲周期性振荡液态熔池,可获得表面饱满的鱼鳞纹焊缝;高频脉冲使电弧更为集中,有效地提高了电弧能量密度,穿透力加强;双脉冲耦合振荡加强了对熔池的搅动作用细化了铝合金焊缝晶粒. 焊接接头抗拉强度达到384.13 MPa,相比VPPA焊接接头强度提高了10.21%左右;焊接接头断面收缩率和断后伸长率均有一定程度的提高. 铝合金双脉冲VPPA焊接工艺提高了焊接接头力学性能.     

焊药混合时间对铜及铜合金手工自蔓延焊接的影响

铜及铜合金手工自蔓延焊接是一种融合自蔓延焊接和手工弧焊等技术的新型应急焊接技术.手工自蔓延焊接的质量控制和焊接接头性能会受到燃烧型焊条成形工艺参数的影响,而焊药混合时间又是焊条成形工艺参数中重要的因素.通过试验研究了颗粒团聚与混料时间的关系,不同混料时间下粉末颗粒分布情况,焊条燃烧速度与混料时间的关系曲线,并且通过金相...     

铝/镀锌钢异种金属旁路分流MIG电弧熔钎焊界面区组织与接头性能

以2 mm厚6061铝合金与镀锌钢板为试验材料,进行旁路分流MIG电弧熔钎焊工艺试验.采用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机对接头组织及力学性能进行研究,分析了不同焊接速度时界面层组织和接头性能的变化规律.结果表明,随焊接速度增加焊接热输入减少,界面温度下降,元素扩散速度降低,导致接头界面结合层变薄.另外接头强度随焊接速度与界面层厚度增加呈现先增加后减小的趋势,最高强度达135.32 MPa.当焊接速度较低时,界面温度高,易形成脆性金属间化合物,导致其接头性能下降;高速焊接时,铝/钢界面反应不充分,甚至存在未钎合和气孔等缺陷,影响了接头性能.     

贝氏体钢辙叉与U71Mn钢轨的焊接

采用 Gleeble 热模拟试验技术,确定贝氏体辙叉钢与 U71Mn 钢轨钢电阻对焊时热影响区的温度场分布及顶锻压力工艺参数;利用该参数在小型闪光焊机上进行小试件焊接试验,确定闪光焊接试验参数;利用 Gaas-100 次级直流闪光焊机对贝氏体钢辙叉与 U71Mn 钢轨进行整轨实际焊接,分析焊接接头拉伸、冲击、硬度分布等力学性能以及其组织结构.结果表明,贝氏体辙叉与钢轨闪光焊接的最佳顶锻压力为 30 MPa 左右,其焊接热影响区很小,焊接接头各项力学性能均达到了铁道部有关标准要求,贝氏体钢辙叉与 U71Mn 钢轨采用闪光对焊直接焊接是可行的.

Abstract：

The temperature field distribution of heat-affected zone (HAZ) in weld joints of bainite steel and U71Mn steel and the technical parameters of upset pressure of flash butt welding were determined by using the Gleeble thermal simulation test technology.After some small specimens of bainitic crossing steel and U71Mn rail steel were welded with a miniature flash butt welder by using the results of the parameters to determine the technical parameters of flash butt welding experiment, bainitic steel crossing and U71Mn steel rail were practically welded with Gaas-100 direct current flash butt welder. The mechanical properties, including tensile toughness, impact test and hardness,and the microstructure of welded joints were analyzed. The results show that the best upset pressure of flash butt welding is about 30 MPa, which the HAZ is very small, and the mechanical properties of the welded joint comes up to the standard of the Ministry of Railway. The welding bainitic crossing steel and U71Mn rail steel by flash butt welding is completely feasible.     

Effect of the conditions of the welding thermal cycle on the structure and properties of weld metal in titanium alloys

The results of investigations of the effect of the welding thermal cycle on the structure and properties of welded joints VT20 titanium alloy are presented. It is shown that the removal of capillary-condensed moisture from the surface of the welded components and degassing of the weld pool prevent the formation of pores and result in a large reduction of the mechanical properties of welded joints.     

YAG脉冲激光焊接AZ61镁合金薄板对接接头的组织与性能

采用YAG脉冲激光焊方法对AZ61镁合金薄板进行焊接．利用光学显微镜、x射线能谱分析仪等手段分析焊接接头的宏观形貌、显微组织和化学成分,并对焊接接头的显微硬度和拉伸强度进行了测试．结果表明,焊缝正面有轻微塌陷,反面成形良好．焊缝表面圆滑、连续、鱼鳞纹细密均匀,接头成形良好．母材为粗大的等轴晶,焊缝区的晶粒比母材细小．焊缝区的显微硬度比母材区域明显提高,焊接接头的抗拉强度与母材相当,约为250MPa,焊接接头具有良好的力学性能;焊缝表面由于Mg元素的大量蒸发使铝的含量升高,而焊缝表面zn元素含量很低．     

The eta phases and mechanical properties of TIG welded joints of WC-Co cemented carbide and steel

The tungsten-inert-gas (TIG) arc welding experiments of cemented carbide YG30 and steel 45 were carried out using the Ni-Fe-C filling alloys. The eta phases and mechanical properties of welded joints were analyzed by means of scanning electronic microscope (SEM) , transmission electronic microscope (TEM) coupled with selected diffraction, electronic probe microanalysis and bending strength method. The experimental results show that the chemical composition of the filling alloys affects eta phase formation. When the carbon and nickel contents in filling alloys are O. 61 wt% and 55. 29 wt% ,respectively, no eta phases form. And the joint bending strength is the highest to 1. 352 GPa. But if they are O. 01wt% and 55.38wt%, the eta phases are formed at the boundaries of the cemented carbide and the weld, and the thickness of eta phase layer is about 110 micrometers. And the joint bending strength is low. Usually, these eta phases are anomalously granular,and easy to accumulate at the boundaries between cemented carbides and the weld. They are multiple M6C rich in tungsten and iron.