船用耐蚀钢DH36光纤激光-MIG复合焊接头组织和性能

为探索12 mm厚DH36船用耐蚀钢对接用光纤激光-MIG复合焊接工艺,分析了四种不同送丝速度对接头成形、微观组织、拉伸性能及腐蚀性能的影响. 结果表明,在送丝速度为8.5 m/min时可获得成形优良的接头,随着送丝速度的增加,电弧区和激光区焊缝的熔宽均增加.焊缝区主要由针状铁素体、先共析铁素体和一定量的贝氏体组成,送丝速度对针状铁素体的形态和数量有显著的影响.增加送丝速度对接头抗拉强度的影响不大,但减小了断后伸长率,接头断后伸长率最高达16.5%.接头极化曲线测试表明,当送丝速度为7.5 m/min时,自腐蚀电流密度最小,腐蚀倾向最低.     

中厚度高氮钢激光-MIG复合焊接头组织与性能研究

采用激光-MIG复合焊接方法,对20 mm厚的高氮奥氏体不锈钢板进行对接焊,分析了焊接接头的组织、硬度、力学性能及断口形貌。结果表明,复合焊接热影响区和焊缝组织均为奥氏体和少量δ-铁素体,热影响区较窄,软化区较小,硬度较为均匀;焊接接头抗拉强度达到母材的93.8%,断裂于焊缝区,拉伸断口形貌为明显的韧窝状。     

E36钢与304钢光纤激光焊接接头的组织和性能

采用光纤激光对E36船体用钢与304不锈钢进行焊接,分析了焊缝和热影响区的宏观形貌及微观组织,并测试了显微硬度和拉伸性能及Cr、Ni和C元素的分布情况。结果表明:光纤激光对异种钢焊接的焊缝成形良好。焊缝边界区域为细晶区,近中心区为树枝晶和胞状晶。最高硬度值出现在焊缝区。拉伸试样均断在E36基体上。C分布较均衡,Ni和Cr分布差异较大。     

铜对钢/铝激光-MIG复合焊接头组织及性能的影响

采用激光-MIG复合焊方法研究了铜对SYG960E超高强度度钢/6061铝合金焊接接头微观组织及力学性能的影响.结果表明,与MIG焊相比,激光-MIG复合焊有利于改善焊缝成形及焊接质量.钢/铝界面层具有双层结构,靠近铝焊缝侧为针状的FeAl₃金属间化合物,而靠近钢母材侧为条状的Fe₂Al₅金属间化合物.铜对钢/铝界面层及接头的力学性能具有显著的影响.添加铜后可以有效地减小界面层厚度和裂纹敏感性,降低钢/铝接头的最高硬度,明显提高接头的抗拉强度,接头强度可以提高110%,这主要与铜抑制界面层生长和改善界面层中Fe-Al金属化合物的脆硬性有关.     

光纤激光-MIG复合焊接中厚板铝合金组织特征

研究了光纤激光-MIG复合焊接中厚板铝合金的焊缝组织。结果表明,光纤激光-MIG复合焊接可一次焊透8 mm厚铸造铝合金ZL114,焊缝中没有大的工艺气孔,也无热裂纹,但出现较多的冶金气孔。焊缝主要由α(Al)和Al-Si共晶组成,焊缝上部、中部和下部组织变化不明显,焊缝没有分层现象。焊缝较热影响区和母材组织细密,焊缝和热影响区的共晶组织类似,但焊缝和母材共晶组织明显不同,体现在共晶形态和Si含量的不同,但母材的共晶组织在一定的热循环条件下,可以转变为与焊缝类似的共晶组织,伴随的是枝晶数量的减少,枝晶在母材和焊缝中都占绝大部分。     

16Mn钢激光-电弧复合焊横焊接头组织与性能分析

采用激光-电弧复合焊技术焊接16Mn钢,研究了横焊工艺对接头组织及性能的影响。结果表明,热影响区主要组织为马氏体和少量残余奥氏体,具有较高的强度;焊缝区组织主要为针状铁素体、粒状贝氏体以及少量的低碳马氏体;接头抗拉强度可达510 MPa,弯曲强度可达1 800 MPa,冲击吸收功可达60.5 J,但随着钢板的增厚,接头的韧性有所降低。     

镁/钢激光-MIG熔钎焊接头微观组织分析及性能研究

在钢表面电镀20μm的纯铜,以AZ31B镁合金焊丝作为填充材料,采用激光-MIG熔钎焊连接AZ31B镁合金和Q235钢,研究不同参数下熔钎焊接头宏观形貌、微观组织及力学性能。结果表明:在合适的焊接参数下,激光-MIG熔钎焊能得到较好的焊缝表面成型。焊接速度为6 mm/s时,钢侧界面区有3～5μm的界面反应层,且为双层结构。通过EDS和XRD分析,钢侧反应层主要是Al Fe3、Al2Cu3化合物,靠反应层的焊缝区是α-Mg固溶体和Mg2Cu、Al CuMg化合物,焊缝中部为是α-Mg固溶体和Al12Mg17化合物。在最优焊接工艺下,抗拉强度最高,达到188.97 MPa。     

6061-T6铝合金激光-MIG复合焊接头的组织与性能

本文利用万能材料试验机、金相显微镜、扫描电镜及显微硬度计等分析6061-T6铝合金激光-MIG复合焊接头的组织与性能。研究结果表明,复合焊接头的抗拉强度为165MPa,是母材强度的57％;焊缝区的显微硬度是母材的65％,存在明显的接头软化现象。焊接气孔、接头软化等缺陷严重影响焊接结构的力学性能;焊缝组织主要是等轴晶和柱状晶;接头拉伸断口上分布着许多尺寸较小、形貌相近的等轴韧窝。     

7A05铝合金激光-MIG复合焊接头组织分析

采用SEM和TEM对激光-MIG复合工艺焊接的7A05铝合金接头拉伸断口及组织进行了分析.SEM结果表明,室温拉伸断口热影响区为2～5 μm的小韧窝,焊核区域为30～50 μm的大韧窝,断裂方式为沿晶断裂和少量的解理断裂.TEM分析结果表明,HAZ区域不再存在η’相,仅仅只有Al3 Zr,说明在激光-MIG焊接的温度场作用下,焊接接头处热影响区出现了明显的η’相的回溶,丧失了η’相的弥散强化作用.     

薄板铝合金光纤激光-MIG复合焊工艺与性能研究

为了解决传统焊接方法焊接铝合金的生产效率低,并产生夹钨、裂纹、气孔等缺陷,文中采用了光纤激光-MIG复合焊的方式对2 mm厚的A6082铝合金进行了焊接,通过控制变量法确定了不同焊接工艺参数的影响规律。经反复试验,确定了最佳焊接工艺参数后,获得了优质的焊接接头,并对此复合焊接头的力学性能及内部显微组织进行了研究。由试验结果得出,A6082铝合金材料的焊缝组织主要由α-Al固溶体和少量β(Al8Mg₅)这2种组织组成,且组织形貌为柱状晶形态;焊缝金属的硬度低于母材的硬度,焊接HAZ的硬度低于焊缝金属的硬度;焊接接头拉伸试验断裂位置在热影响区,其最高抗拉强度约是母材的78%,拉伸断口形貌为塑性断口。     

S355钢激光-MIG复合焊接头显微组织和残余应力

采用激光-MIG(metal inert gas welding, MIG)复合焊接方法对12 mm厚S355钢板进行焊接,分析了9 kW激光功率下复合焊接头显微组织和硬度分布规律. 建立了适合低合金高强钢激光-MIG复合焊接的双椭球 + 三维锥体复合热源模型来描述复合热源的能量分布,采用SYSWELD软件计算了1.0,1.5,2.0 m/min三种焊接速度下激光-MIG复合焊的温度场和接头的残余应力,分析了焊接速度对焊接过程的温度场和残余应力分布的影响. 结果表明,三种焊接速度下粗晶热影响区(coarse grained heat affected zone, CGHAZ)的组织为马氏体,接头的硬度水平较高,最高硬度均在350 HV以上. 焊接速度增加,熔池最高温度下降,焊后冷却速度增加. 等效残余应力水平较高,HAZ位置出现了应力集中;随着焊接速度增加,等效残余应力、纵向残余应力、横向残余应力和厚度方向的残余应力峰值均上升;但焊接速度从1.5 m/min增加到2.0 m/min时,各应力分量的拉应力峰值上升较少,而压应力峰值显著上升.     

工业纯钛光纤激光-MIG复合焊接工艺及性能

采用光纤激光与熔化极惰性气体保护电弧焊(MIG焊)复合焊接工业纯钛,分别对激光焊、MIG焊和复合焊接头的焊缝表面成形、横断面进行了观察,并进行了激光焊和复合焊接头的拉伸试验及杯突试验.结果表明,复合焊的电弧稳定性比MIG焊显著提高,焊接速度可提高7倍;复合焊与激光焊接头的抗拉强度高于母材;复合焊接头的杯突值优于激光焊接头的杯突值,这是因为复合焊焊缝的微观组织有利于接头的塑性.因此,采用光纤激光-MIG电弧复合焊接方法很好地实现了工业纯钛的高速焊接,焊缝成形良好,接头的塑性优于单一激光焊的塑性.

Abstract：

Fiber laser-metal inert gas (MIG) arc hybrid welding was used to weld the commercial pure titanium (CP-Ti). The weld appearance, cross section, tensile strength, Erichsen value and microstructure of the CP-Ti welded joints were studied. The results show that the arc stability is substantially improved and the welding speed can be increased to 7 times by fiber laser-MIG hybrid welding. The welded joints by laser welding and the hybrid welding exhibit the higher ultimate tensile strength than those of the base metal. In addition, the welded joint by the fiber laser-MIG hybrid welding has higher Erichsen values than that by laser joints. The difference in plasticity is attributed to the microstructure changes in the welded joint of hybrid welding. Thus, the fiber laser-MIG hybrid welding of CP-Ti can be carried out suecessfully at higher welding speed with a good combination of weld bead appearance and plasticity.     

X80/X100异种钢激光-MIG复合焊接头显微组织和性能

采用激光-MIG复合焊对X80管线钢和X100管线钢进行焊接,研究了激光功率对复合焊接头的焊缝形貌、显微组织、硬度、强度和韧性的影响规律.结果表明,激光功率从2.0 k W增大至3.5 k W时,盖面焊缝熔宽和熔深增加,激光区熔深明显增加;激光区焊缝中AF含量增加、LB含量减少,X100侧粗晶热影响区和细晶热影响区中条状贝氏体含量减少,X80侧粗晶热影响区和细晶热影响区中准多边形铁素体含量增加.复合焊接头硬度分布并不对称,最高硬度出现在X100侧熔合区部位.复合焊接头的抗拉强度基本不随激光功率变化,拉伸试样断裂位置均为X80侧母材.随着激光功率增大,焊接接头最高硬度和韧性均下降.     

2205双相不锈钢的激光-MIG复合焊接头性能

常规的高能束焊接方法因焊后冷速较快易导致双相不锈钢焊缝及热影响区两相比例失衡,接头性能恶化.采用激光-MIG复合焊接方法对2205双相不锈钢进行焊接,焊后对接头微观组织、力学性能和腐蚀性能分析发现,焊缝及热影响区铁素体相比例控制在40%～70%合理范围内,接头硬度和抗拉强度高于母材,焊缝、熔合线、热影响区的～40℃冲击...     

921A钢激光-MAG复合焊接头组织及性能

针对6 mm厚的921A钢板,采用激光-MAG复合焊接工艺进行对接焊试验,并对焊接接头的显微组织、硬度、拉伸性能、耐腐蚀性能等进行了分析。结果表明,采用激光-MAG复合焊工艺可获得成形连续美观的焊接接头,无未熔合、裂纹、气孔等缺陷;焊缝组织为针状铁素体、少量沿晶界析出的先共析铁素体及长条状贝氏体,热影响区组织为马氏体;焊接接头的拉伸性能和冲击性能均符合国家标准要求,焊缝强度高于母材,但塑韧性低于母材。峰值硬度在热影响区,为315 HV,焊缝硬度约为280 HV,符合最高硬度不得超过410 HV的规定。焊缝耐电化学腐蚀性能最强,母材次之,热影响区最低;激光和MAG电弧2种热源共同作用区域的组织分布更加均匀,硬度及耐腐蚀性能较激光单独作用区域有了明显改善。创新点： 采用激光-MAG复合焊实现了6 mm厚度921A钢板无缺陷对接焊的一次焊接成形。焊缝晶粒更加细化,分布更加均匀;焊缝抗拉强度、硬度、电化学腐蚀性能均高于母材,冲击吸收能量满足船级社要求。     

7075铝合金激光-MIG复合焊接接头组织及性能的分析

对激光-MIG复合焊7075铝合金焊接接头的显微组织和显微硬度进行了研究。结果表明,焊缝为树枝晶组织,熔合区为柱状组织,热影响区及母材仍保持了轧制组织形态,并且发现焊缝内存在枝晶偏析,在熔合区和热影响区出现过烧现象,存在大量白色析出相。焊缝区内主要强化元素Zn的含量低于母材。透射电镜进一步观察发现,焊接接头各部分均有大量的沉淀强化相,焊缝和热影响区中的位错密度低于母材。显微硬度测试结果显示,焊缝区和热影响区的硬度低于母材。硬度降低的原因同显微组织、第二相颗粒、合金元素含量、位错密度及晶粒粗化有直接的关系。     

球铁光纤激光-MIG复合焊接头的裂纹倾向与力学性能

以308L不锈钢焊丝作为填充材料,采用光纤激光-MIG电弧复合焊在5mm厚的球墨铸铁上进行焊接,重点关注了工艺参数对裂纹倾向的影响,获得了成形良好且无裂纹的焊接接头．结果表明,随着激光功率的减小和电弧电流的增加,接头熔合比减小,裂纹倾向降低．接头显微硬度和组织的分析结果表明,由熔合比带来的碳含量变化是影响裂纹倾向的直接原因．在厚度10mm的球墨铸铁试件上开X形坡口进行多层多道焊,所得焊接接头的强度和断后伸长率分别为母材的73％和20％,接头断裂机制为脆性断裂,半熔化区的莱氏体是造成断裂的原因．     

钢/铝异种金属激光-MIG复合焊接接头组织与性能研究

采用激光-MIG复合焊接的方法对Q960钢/6061铝异种金属进行了焊接,对比分析了添加Cu前后复合焊接接头的显微组织、物相组成和力学性能的变化,并对其断口形貌进行了观察。结果表明,添加Cu后焊接接头仍然保持着典型熔-钎焊特征,但是IZ(界面区)区域的界面层形态发生了明显改变,界面层厚度从加Cu前的16μm降低至加Cu后的6μm,界面层中的针状Fe_4Al_(13)相和舌状Fe_2Al_5相转变为细小絮状Al_(13)(Fe,Cu)4和舌状Al_5(Fe,Cu)2相,界面层中的显微裂纹消失;加Cu后钢/铝复合焊接接头的最高硬度仍然出现在界面层,但是最高硬度相对加Cu前有明显降低,这主要与界面层中形成了Al_(13)(Fe,Cu)4和Al_5(Fe,Cu)2金属间化合物有关;加Cu后焊接接头的抗拉强度和伸长率相较于加Cu前分别提高了110.5%和183.3%,而断裂位置都处于钢/铝界面区。     

304不锈钢激光-MIG复合焊焊接电流对接头组织性能的影响

采用激光-MIG复合焊对厚度6 mm的SUS304不锈钢进行拼接焊,比较不同焊接电流对接头显微组织及其性能的影响。EBSD分析显示焊缝择优取向为001方向,焊接电流为220 A的接头织构取向强度大于焊接电流为180 A的。力学性能检测表明接头硬度变化范围为170～195 HV。焊接电流为180 A时接头的强度和塑性大于焊接电流为220 A时的接头且低于母材。     

Q345E钢激光-MIG复合高速焊工艺及接头力学性能研究

对6 mmQ345E钢开展激光-MIG复合高速焊焊接工艺试验,研究了不同焊接热输入对焊缝成形及接头力学性能的影响规律.研究结果表明:在保证焊接接头质量的前提下,最大焊接速度可达4.2 m/min;焊接热输入在4.4?2.1 kJ·cm-1范围逐渐减小时,焊接接头角变形减小,当焊接速度4.2 m/min时,焊接角变形仅0...