Q345/316L异种钢焊接接头显微组织结构与力学性能北大核心CSCD

利用气体保护钨极氩弧焊(GTAW),采用ER309L和ER308两种焊丝对Q345/316L异种钢进行焊接试验,并利用光学显微镜、扫描电镜、万能试验机、冲击试验机、显微硬度仪等对焊接接头的显微组织结构及力学性能进行研究。结果表明:焊缝金属为奥氏体和铁素体组织,在Q345侧热影响区(HAZ)发现有明显的碳元素迁移现象,焊缝中Cr、Ni等合金元素成分迁移很小,稀释不明显;焊缝-316L交界处形成了宽约50μm的熔合区。ER309L焊接接头在强度、塑性、冲击韧性和显微硬度方面优于ER308焊接接头;同时,两者拉伸断裂均发生在Q345侧HAZ部位,接头焊缝冲击韧性良好,显微硬度高于两侧母材。     

Q345/316L异种钢焊接接头显微组织结构与力学性能

利用气体保护钨极氩弧焊(GTAW),采用ER309L和ER308两种焊丝对Q345/316L异种钢进行焊接试验,并利用光学显微镜、扫描电镜、万能试验机、冲击试验机、显微硬度仪等对焊接接头的显微组织结构及力学性能进行研究。结果表明:焊缝金属为奥氏体和铁素体组织,在Q345侧热影响区(HAZ)发现有明显的碳元素迁移现象,焊缝中Cr、Ni等合金元素成分迁移很小,稀释不明显;焊缝-316L交界处形成了宽约50μm的熔合区。ER309L焊接接头在强度、塑性、冲击韧性和显微硬度方面优于ER308焊接接头;同时,两者拉伸断裂均发生在Q345侧HAZ部位,接头焊缝冲击韧性良好,显微硬度高于两侧母材。     

Q235B+304薄内衬复合管对接焊缝组织与性能

针对复层无法单独施焊的0.6 mm+4.0 mm的Q235B+304薄内衬复合管，采用过渡层+两层盖面层的3道次焊接方法及钨极氩弧焊（TIG），分别采用常用的ER309L焊丝、ERNiCrMo-3镍基合金焊丝及带药皮的TGF309L焊丝进行过渡层的焊接，采用ER70S-6焊丝进行盖面层焊接，设计了3种焊接方案，对焊接接头进行了显微组织分析、拉伸、硬度测试，重点分析过渡层焊缝性能，验证采用过渡层+两层盖面层的3道次焊接方法对薄内衬复合管进行焊接的可行性，并对3种过渡层焊材的焊接接头性能进行比较。结果表明，3种焊接方案的焊缝成形良好，3种过渡层焊材与复合管之间均具有良好的焊接性；采用ER309L和TGF309L焊丝的过渡层焊缝为奥氏体加少量蠕虫状铁素体组织；采用ERNiCrMo-3焊丝的过渡层焊缝由细小的富镍奥氏体等轴晶及晶间组织构成；采用ER70S-6焊丝的盖面层焊缝为板条状马氏体组织。3组焊接接头抗拉强度均达到复合管基层母材基本要求，基层母材-过渡层焊缝的熔合线附近均会由于发生碳迁移导致局部硬度增大，这是接头的薄弱环节。     

填充金属对08Cr19MnNi3Cu2N低镍含氮奥氏体不锈钢MAG焊接头组织性能的影响

采用熔化极活性气体保护焊(MAG焊)工艺,对2. 8 mm厚08Cr19MnNi3Cu2N低镍含氮奥氏体不锈钢试板进行焊接。选取ER308L和ER307Si两种焊丝,借助光学显微镜、力学性能测试及晶间腐蚀等分析方法,对焊接接头组织和性能进行系统评价和分析。结果表明:两种焊丝获得焊缝组织均为奥氏体+δ-铁素体,且奥氏体含量均在91%以上;ER307Si焊丝的焊接接头γ-固溶体含量较高,但是焊缝区域硬度略低;Ni元素含量的降低使得两种接头的抗点蚀能力下降,但抗晶间腐蚀性能表现优异。     

不同焊丝对35CrMoA+S275NL异种钢焊接接头显微组织和硬度的影响

分别选用TGS-2CM焊丝和ER309L焊丝,采用自动TIG焊对35CrMoA+S275NL异种钢进行焊接,分析了焊缝和热影响区金属的显微组织,并测试了焊接接头的显微硬度。结果表明,两种焊丝对异种金属35CrMoA+S275NL焊接均能获得良好的焊接接头,但用ER309L焊丝焊接所得焊缝金属的组织与性能更适合在低温条件下且存在交变载荷作用的焊接零部件。     

填丝对马氏体不锈钢接头组织与性能的影响

试验采用ER308焊丝填充材料,调整AISI420马氏体不锈钢TIG焊缝微观组织,改善其接头力学性能。结果表明,随着ER308焊丝填充量的增加,420马氏体不锈钢TIG焊缝金相组织由典型的板条状组织转变为板条与枝晶混合组织,最终转变为全枝晶组织。通过直读光谱法测量焊缝位置元素含量变化,发现填充ER308焊丝后,焊缝中C含量减少,Cr,Ni含量增加。这一变化使得焊缝金属马氏体转变起始温度降低,导致室温焊缝中马氏体相比例减小。维氏硬度测试与拉伸试验表明,ER308焊丝填充材料可显著提升AISI420马氏体不锈钢TIG焊接头的塑韧性。     

过渡层焊材选型对薄内衬304/Q235B复合管焊后耐蚀性影响

薄内衬双金属复合管受管壁厚度影响，无法对内衬层进行单道次焊接。文中对内衬层304厚度0.6 mm，基层Q235B厚度4.0 mm的双金属复合管，采用钨极氩弧焊及过渡层+基层2层3道次的焊接方法，选用ER309L焊丝、 TGF309L焊丝及ERNiCrMo-3焊丝进行过渡层的焊接，选用ER70S-6焊丝进行基层焊接，设计了3种焊接方案，对焊接接头进行了显微组织和耐蚀性能分析，重点分析不同过渡层焊材的选取对焊接接头耐蚀性能的影响。结果表明，3种焊接方案的焊缝成形良好，选用ER309L和TGF309L焊丝焊接的过渡层焊缝显微组织致密，为奥氏体+少量蠕虫状铁素体，焊缝-母材合金元素过渡均匀，焊后接头自腐蚀电流较小；选用ERNiCrMo-3焊丝焊接其过渡层显微组织特点为镍元素不能充分扩散，在奥氏体中出现聚集现象，并伴有晶间组织，焊后接头钝化区间长度及击破电位较高，3组方案耐腐蚀性能均强于复合管母材。     

0Cr18Ni9奥氏体不锈钢与Q235碳钢异种金属焊接接头的组织与性能

采用非熔化极惰性气体保护焊(Tungsten Inert Gas,TIG)工艺,在焊接电流为90～120 A条件下,分别选用直径为Φ2. 0 mm的ER309焊丝和Ni317焊丝对0Cr18Ni9奥氏体不锈钢和Q235碳钢进行双面焊。对各个参数条件下焊后的接头分别进行金相组织观察、拉伸性能测试及断口形貌分析,分析焊丝和焊接电流对焊接接头的组织与性能的影响。实验表明,采用高镍焊丝Ni317时,焊缝组织中奥氏体成分大大增加;采用同种焊丝,当焊接电流在90～120 A区间变化时,随着电流增加,接头的抗拉强度增大,拉伸断口均出现韧窝,且ER309焊丝得到的韧窝尺寸大而深;采用同种电流时,采用ER309焊丝的接头的抗拉强度要高于采用Ni317焊丝接头。     

Fe-Cr-2Al-Si阻尼合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的钨极氩弧焊接

采用钨极氩弧焊（GTAW）和奥氏体不锈钢焊丝LNT309LSi作为填充金属,研究了Fe-Cr-2Al-Si阻尼合金和1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接工艺和焊接质量。借助金相显微镜分析了焊缝组织特征,采用电子探析分析了焊缝成分。按照国家标准研究了焊接接头的硬度、拉伸性能和弯曲性能。结果表明,用奥低不锈钢焊丝焊接Fe-Cr-2Al-Si阻尼合金和1Cr18Ni9Ti不锈钢,可获得理想的奥氏体＋少量的铁素体＋马氏体的焊缝组织,焊缝的抗拉强度和抗弯性能均高于阻尼合金。所采用的焊接方法、焊接工艺和焊丝能满足这两种钢的焊接要求,焊接质量可靠。     

采用镍基和奥氏体焊材焊接Cr13钢焊接接头性能

采用ER309L氩弧焊丝的奥氏体焊材和ERNiCrFe-3镍基焊丝的镍基焊材对Cr13钢母材进行TIG焊接,通过无损检测、显微组织、力学性能和耐腐蚀性能试验,对两种焊材的焊接接头性能进行研究.结果表明,两种焊接接头均未发现焊接缺陷,焊接接头属于高强匹配,弯曲性能合格.与奥氏体焊材焊缝相比,镍基焊材的焊缝冲击韧性低,硬度高,耐电化学腐蚀性能高.     

填充金属对2205双相不锈钢TIG焊接头组织与性能的影响

采用TIG工艺,选取焊接电流为100 A,分别选用直径为2. 0 mm的ER308,Ni317焊丝对2205双相不锈钢进行双面焊,研究了焊接接头的金相组织、拉伸性能、显微硬度和腐蚀性能。结果表明,在焊接电流为100A时,在选取的两种焊丝条件下,焊缝组织均为枝晶状,填中金属中Ni元素有促进奥氏体形成作用,采用ER308焊丝得到的接头具有更好的塑性及抗拉强度,采用Ni317焊丝得到的接头比采用ER308焊丝得到的接头更耐腐蚀。     

不同焊丝对7075铝合金双脉冲MIG焊缝组织与性能的影响

用ER5556和ER5356焊丝对AA7075-T651铝合金板材双脉冲MIG焊缝组织与性能进行研究。结果表明:两种焊丝接头焊缝区均为铸态枝晶组织,与ER5556相比ER5356焊丝焊接接头热影响区的晶界有更多第二相析出;ER5556焊丝焊接接头最低硬度为90.6 HV,接头抗拉强度为342.5 MPa,伸长率为8.5%;ER5356焊丝焊接接头最低硬度为80.8 HV,接头抗拉强度为292.5 MPa,伸长率为3.5%;ER5556焊丝接头拉伸断口上有明显的撕裂棱。     

不同焊丝对喷射成形7055铝合金焊缝组织与力学性能的影响

对用喷射成形工艺制备的7055铝合金采用不同焊丝进行MIG焊焊接试验,对焊接接头组织和力学性能进行了研究。试验结果表明:ER4043焊丝焊接接头硬度为200 HV,接头抗拉强度为145 MPa,伸长率为2.23%;焊接接头主要以等轴晶为主,焊缝区为等轴晶和树枝状晶,熔合区和热影响区主要为等轴晶组织,断口为解理断裂。ER5356焊丝焊接接头硬度为90 HV,接头抗拉强度为190 MPa,伸长率为2.92%;焊接接头主要以柱状晶为主,焊缝区、熔合区主要为柱状晶组织,热影响区为粗大的等轴晶,断口为疲劳断裂形式。     

Q245R/0Cr18Ni9不锈钢复合板焊接工艺及接头力学性能

采用等离子弧焊(PAW)、不添加焊丝的方法对基层碳钢进行打底焊接,再采用埋弧焊(SAW)、选用焊丝H08Mn A、焊剂SJ101对碳钢基层进行盖面焊接;其次采用非熔化极电弧焊(TIG)、选用焊丝ER309L和ER308L分别焊接Q245R/0Cr18Ni9不锈钢板的过渡层和复合层。对复合板接头进行力学性能测试,结果表明接头的抗拉强度、屈服强度以及延伸率均在母材力学性能要求的范围内,且拉伸试件的断裂部位均在母材部位,对不锈钢复层进行晶间腐蚀试验,腐蚀之后焊缝表面并没有发生腐蚀开裂;进一步说明焊接工艺的可行性,能够满足实际生产需要。     

填充材料对10%SiC_p/6061Al复合材料MIG焊接头组织与性能的影响

采用ER4043和ER5356两种焊丝为填充材料,以MIG焊的方式对4 mm厚的10%Si C_p/6061Al复合材料进行焊接,获得两种成型良好的接头,然后分别利用拉伸试验、硬度试验、金相微观组织观察、XRD物相分析、接头断口形貌扫描电镜观察等方法分析填充材料对焊接接头组织与性能的影响。试验表明:ER4043接头的抗拉强度高于ER5356接头,平均值为136.23 MPa,是母材强度的37.84%;ER4043和ER5356两种接头在焊缝中心两侧的硬度呈对称分布,最低值都在焊缝处,分别为33.4 HV和71.6 HV;两种接头的焊缝中有脆性相Al_4C_3生成,ER5356接头焊缝中较多,呈细针状,ER4043接头焊缝中较少,呈短棒状。ER4043焊丝中一定量的Si含量对焊缝的成型有一定的促进作用,可以抑制Al_4C_3的生成。两种接头都为韧性断裂。     

高频脉冲电流耦合交流CMT焊对2060铝合金接头组织与力学性能的影响

采用不同频率的高频脉冲电流耦合交流CMT(cold metal transfer)焊,分别以ER4043及ER5356焊丝为填充材料,对2060铝锂合金进行焊接。结果表明,不同频率的高频脉冲电流对焊接接头的气孔数量及大小影响显著。耦合高频电流焊接后,焊缝中心的气孔数量减少,气孔大都集中在熔合线及焊缝边缘;与填充ER4043焊丝相比,填充ER5356焊丝的气孔数量少,尺寸也较小。不同的脉冲频率均能不同程度地细化显微组织,填充焊丝为ER4043,脉冲频率为40 k Hz时,组织细化现象显著,接头各区的硬度较高;填充焊丝为ER5356,脉冲频率为60、70 k Hz时,组织细化现象显著,接头各区的硬度较高。     

汽车用铝合金TIG焊接工艺

针对厚度为3mm的6061和6101铝合金板材进行TIG焊接试验研究,分别采用四种不同的填充材料进行焊接,并分析焊接接头力学性能和显微组织。研究结果表明:所有接试验力学性能均低于母材,采用ER5356焊丝的焊接接头抗拉强度达到母材的63.2%,断后延伸率为母材的62.5%。测试焊接试样各区域的显微硬度,显示焊缝区域硬度高于其他部位。采用ER5356焊丝和ER4043焊丝的焊接接头,在焊缝区域可见晶界清晰的等轴晶粒,其热影响区的晶粒较粗大。通过对比分析显微组织和力学性能,四种填充材料中,ER5356适合作为汽车用6101和6061铝合金板材的焊接填充材料。     

填充金属对Q235/2205异种金属TIG焊接接头的组织及性能的影响

分别选用直径为2 mm的ER309、Ni317焊丝对Q235/2205异种金属进行TIG双面焊,在焊接电流为105 A时,接头焊缝组织均为枝晶状,ER309焊丝得到的接头具有更好的塑性及抗拉强度,Ni317焊丝得到的接头具有更好的硬度值。     

06Cr25Ni20奥氏体不锈钢钢管焊接接头的组织和性能

通过拉伸和维氏硬度测试以及金相分析,对8 mm厚的06Cr25Ni20奥氏体不锈钢钢管焊接接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明:采用?2.5 mm H0Cr26Ni21焊丝进行TIG打底焊、?4 mm A402焊条进行SWAW填充焊和盖面焊的焊接接头性能良好,焊缝区和热影响区硬度都略高于母材;焊缝组织为奥氏体+少量铁素体组织,热影响区为粗大奥氏体组织;拉伸断裂于母材区域,为韧性断裂;并且焊接接头的抗拉强度高于母材抗拉强度,能达到560MPa。     

Stellite 6及ER308L焊丝对Stellite 6B合金TIG焊工艺性能研究

分别采用司太立6焊丝、 ER308L不锈钢焊丝对司太立6B钴基合金进行钨极氩弧焊焊接试验,并对2组焊接接头进行力学性能试验以及磨粒磨损试验。结果表明,2种焊接接头的力学性能均能达到AMS-5894司太立合金标准要求,ER308L不锈钢焊丝焊接接头耐磨性较司太立6焊丝焊接接头的差,因此,可根据设计选用2种焊接接头以满足焊接要求。