22MnB5/H340LA异种汽车用钢激光拼焊接头组织性能研究

对1.5 mm厚的热成形钢(22MnB5)和低合金高强钢(H340LA)进行了激光拼焊。测试了接头的杯突性能、拉伸性能和硬度。采用光学显微镜观察拼焊板接头各区域的微观组织。结果表明,采用设定的拼焊工艺获得的焊接接头杯突值(IE)较22MnB5母材下降率小于30%,破裂方向垂直于焊缝;拉伸试样断裂在H340LA母材上。22MnB5侧热影响区硬度最高,焊缝区次之。22MnB5侧的热影响区宽约0.35 mm,H340LA侧的热影响区宽约0.27 mm,焊缝宽度为1.02 mm。22MnB5侧热影响区完全淬火区由马氏体组成,不完全淬火区由马氏体+铁素体组成,焊缝组织主要为马氏体,H340LA侧的热影响区主要为铁素体和贝氏体。     

35CrMnSiA超高强钢的焊接性试验研究

采用MIG焊焊接超高强钢35Cr Mn Si A,对热处理前后焊接接头组织进行分析,并对热处理后焊接接头进行了硬度测试、拉伸试验、冲击试验及断口分析,从而研究分析了35Cr Mn Si A的焊接性。结果表明:焊态下,焊缝区组织为针状马氏体和少量残余奥氏体,热影响区组织为板条状马氏体、贝氏体和残余奥氏体;热处理后,焊缝组织为回火马氏体和残余奥氏体,热影响区组织为回火马氏体、少量贝氏体和残余奥氏体;焊接接头焊缝区的硬度高于热影响区和母材;焊接接头抗拉强度为1640.8 MPa,伸长率为9.2%,焊缝区冲击功为37.6 J,焊缝区的冲击断口为混合断口。     

回火对Fe-Cr-Ni-Mo高强钢电子束焊接接头组织和力学性能的影响

对Fe-Cr-Ni-Mo高强钢进行电子束焊接,并对焊接接头进行不同温度回火处理,利用OM、SEM和TEM等研究了回火对焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明,焊态下焊缝金属组织为较粗大的板条马氏体,而热影响区则由较细的马氏体和少量的碳化物组成。高温回火后,在焊缝和热影响区均析出了大量的碳化物。硬度测试结果表明,焊态下焊缝金属和热影响区的硬度相当(分别为560 HV0.5和530 HV0.5),回火处理后硬度显著下降,但仍高于母材(415 HV0.5)。力学性能测试结果表明,焊接接头拉伸试样断裂位置均在母材,焊态下的焊缝冲击吸收能较差,为48 J;回火处理后焊缝金属的冲击吸收能显著提高,如600℃处理后焊缝金属的冲击吸收能为94 J。     

22MnB5超高强钢焊接组织与性能

采用钨极氩弧焊方法,实现了22MnB5超高强钢淬火前后同种材料之间的连接,进行了焊接接头拉伸试验和热影响区内显微组织及硬度分布试验,并对焊接前后材料的抗腐蚀性能进行了试验分析.结果表明,淬火处理后22MnB5组织结构从铁素体+珠光体组织转变为马氏体组织,显微硬度与抗拉强度大幅度提高,原始及淬火后材料的焊接接头具有良好的力学性能和组织形貌,焊后焊接接头抗拉强度和硬度略低于原始母材,经淬火处理后的材料焊后抗拉强度达到1179.59 MPa,略低于淬火材料但比原始母材高很多,淬火热处理材料的腐蚀速率略有上升,而焊接后将大幅度增加腐蚀速率,通过比较淬火焊缝钢腐蚀速率最大.     

焊接方法对C24S铝锂合金组织和性能的影响

对2 mm C24S铝锂合金薄板进行TIG焊和FSW焊接试验,焊后利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察分析两种焊接方法所得接头的显微组织,并测试其室温拉伸性能和显微硬度。结果表明:TIG焊所得接头组织粗大,焊缝气孔缺陷严重,焊缝区强化相大量溶解,接头抗拉强度仅为母材的47.9%,焊缝显微硬度为92 HV,且拉伸接头塑性较差;FSW焊焊缝成形良好,接头组织细小,且焊缝强化相并未溶解,接头拉伸强度达到母材的82.6%,焊缝显微硬度高达115 HV,接头塑性良好。     

20g与P91异种金属焊接接头组织及其性能分析

通过对20g和P91异种金属进行埋弧自动焊试验,研究了焊接接头各区域包括母材、热影响区和焊缝的显微组织,并对焊接接头进行了硬度测试、拉伸试验和冲击试验等力学性能测试。结果表明,20g侧焊缝组织为珠光体和针状铁素体,P91侧焊缝组织是块状铁素体、珠光体以及马氏体;焊缝区的显微硬度值要明显高于两侧母材以及热影响区的显微硬度值;焊缝金属的抗拉强度要明显高于两侧母材的抗拉强度,断裂位置发生在母材20g侧;接头20g侧母材、焊缝区和P91侧母材的冲击功分别185.2、239.6和13.0 J,表明焊缝的冲击韧性明显高于两侧母材的冲击韧性,但是和焊前相比较,20g侧母材焊后冲击韧性得到大幅提高,而P91侧母材焊后冲击韧性显著降低。     

6005铝合金CMT焊接接头微观组织与力学性能研究

对6005铝合金采用CMT (cold metal transfer)技术进行机器人焊接,采用SEM观察焊接接头组织,采用维氏硬度计和Zwick拉伸试验机分析焊接接头的硬度和拉伸性能。结果表明:母材显微组织为α(Al)固溶体和Al FeSi相。熔合区组织为平面晶,焊缝区存在偏析现象和α(Al)-Mg2Si共晶体,并且Al FeSi相在焊缝区发生回溶。焊接接头硬度比母材低,焊缝区最大硬度为83 HV。热影响区存在长度约为3.5 mm的软化区,软化区最低硬度为63.6 HV,主要是因为该区域的组织发生了过时效。去除余高试样的抗拉强度为206 MPa,伸长率为7.4%,未去除余高试样的抗拉强度为210 MPa,伸长率为6.6%。拉伸断口韧窝底部脱溶析出Mg2Si相,断口为明显的塑性断裂特征,并且拉伸断裂发生在软化区。     

1561铝合金TIG焊接头组织与力学性能分析

1561铝合金具有较高的强度,是制造大型水面舰船的优质材料。本文针对5 mm厚1561铝合金实施了双面单弧TIG立焊试验,通过金相、扫描电镜、显微硬度和拉伸试验研究了焊接接头的显微组织与力学性能。结果表明:母材基体中主要含有α(Al)、弥散的β(Mg2Al3)相与片状(Fe Mn)Al6相,在焊接热循环的作用下,弥散相逐渐消失,而(Fe Mn)Al6相的尺寸、形态和分布也发生了变化;接头各区域硬度差别不大,其中熔合线处数值最高,约为HV90,热影响区硬度值最低,约为HV75;焊接接头拉伸性能良好,其中抗拉强度和屈服强度达到了母材的90%以上,且多数试样在热影响区位置发生断裂。     

TA15钛合金脉冲TIG焊接头微观组织和力学性能分析

研究了TA15钛合金脉冲TIG焊焊接接头的微观组织和力学性能。试验结果表明,该合金脉冲TIG焊焊缝为细小均匀的、长条块状α相和细针状β转变组织,热影响区为等轴状的β晶粒,母材为细小层片状魏氏组织。焊接接头抗拉强度平均值约为900 MPa,数值略低于母材的;二次电子断口观察结果表明,焊接接头具备一定的韧性特征;焊缝区的平均硬度为HV226,熔合区的硬度数值具有很大的梯度,热影响区平均硬度值为HV392,在母材硬度值趋于稳定,硬度平均值约为HV403。     

铝硅镀层钢激光填丝焊接接头组织和性能

对铝硅镀层热成形钢进行激光填丝焊接试验,研究填充焊丝对焊接接头显微组织、力学性能及拉伸失效机制的影响. 结果表明,在激光自熔焊条件下,焊缝中平均Al元素含量为1.90%(质量分数),显微组织为马氏体和粗大的δ铁素体,焊接接头抗拉强度和断后伸长率分别为1 340 MPa和1.80%,因δ铁素体与马氏体之间存在显著的硬度差(142 HV),拉伸时裂纹源于δ铁素体和马氏体之间的相界面. 在激光填丝焊条件下,焊缝平均Al元素含量降低至0.96%,由于填充焊丝对铝的稀释作用使得焊缝为全马氏体组织,焊接接头抗拉强度和断后伸长率分别提升至1 510 MPa和4.4%. 因填充焊丝同时对焊缝中的碳也有稀释作用,焊缝中马氏体硬度(491 HV)低于母材中马氏体(523 HV),拉伸时裂纹于马氏体内部萌生并扩展,最终断裂于焊缝.     

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-T6高强铝合金CMT焊接头微观组织和力学性能研究

使用ER5356焊丝,对2.7 mm厚的7075-T6高强铝合金进行了CMT焊接试验,通过光学显微镜、扫描电镜和能谱仪对接头的显微组织及断口形貌进行了分析。结果表明,焊缝成型美观,明显焊透,无气孔等缺陷。焊缝区组织主要是α固溶体和T相(Al Zn Mg Cu)组成,热影响区存在GP区。焊缝区的硬度最低,约为70~80 HV0.1,从焊缝边缘到母材,显微硬度逐渐增加,距离焊缝边缘5 mm处存在软化区。焊接接头拉伸断裂于熔合区,为韧性断裂,接头的抗拉强度为354 MPa,约为母材的61%。     

厚板铜镍合金电子束焊的接头组织与力学性能

采用真空电子束焊接实现了船用厚板铜镍合金的优质可靠连接,焊后对接头组织、显微硬度、拉伸性能和冲击性能进行了测试研究。研究结果表明,焊缝为粗大的枝晶组织,热影响区为晶粒大小不等的孪晶组织,靠近焊缝处晶粒有异常长大;接头显微硬度最高值为HV0.2122,出现在热影响区;焊接接头最大抗拉强度达到342 MPa,与母材等强,拉伸试样均在母材断裂,拉伸断口分布大小不一的韧窝,呈明显的韧性断裂特性;焊缝最高冲击吸收功达到160 J,高于母材的,热影响区最低冲击吸收功121 J,略低于母材的。     

Ni_3Al基高温合金JG4356焊接性能和工艺研究

采用真空电子束焊焊接金属间化合物Ni_3Al基高温合金JG4356,利用OM和SEM观察焊接接头的微观组织,利用EDS分析相成分,使用万能力学试验机和显微硬度仪测试焊接接头的力学性能,并观察拉伸断口的形貌。JG4356合金电子束自熔焊中,焊缝熔深和熔宽与电流成正比关系,增大加速电压和降低焊接速率有利于增大焊缝深宽,但过小的焊接速率或低电压小电流焊接会造成焊缝熔宽大于熔深。采用焊接电流10.8 m A、加速电压50 kV、焊接速度760 mm/min的工艺条件对2 mm板材进行无坡口对接焊,可以获得表面形貌良好,室温抗拉强度高于母材的焊接接头。焊接接头平均抗拉强度高达761 MPa、伸长率3.9%,断裂模式为准解理断裂;焊缝和热影响区硬度较高,平均值分别为395.8 HV和342.3 HV;母材为333.6 HV。     

铝锂合金FSW焊接接头的组织与性能

对2 mm的Al-Li-S-4铝锂合金薄板进行了FSW焊焊接试验,利用光学显微镜和扫描电镜观分析了焊接接头的显微组织和断口形貌特征,并对其室温拉伸性能和显微硬度进行了测试。结果表明:Al-Li-S-4铝锂合金FSW焊焊缝成形良好,接头组织细小,且焊缝强化相并未溶解,接头拉伸强度达到母材的82.6%,焊缝显微硬度高达115 HV,接头表现出良好的塑性。     

一种Fe-Cr-Ni-Mo高强高韧合金钢焊接接头的组织和力学性能

采用熔化极活性气体保护焊(MAG焊)对一种Fe-Cr-Ni-Mo高强高韧合金钢板进行多道次焊接,利用SEM、EPMA、TEM以及拉伸、冲击等实验研究了焊接接头的组织和力学性能。结果表明,焊缝金属由柱状晶和等轴晶组成,其中上部焊缝以柱状晶为主,而下部焊缝的等轴晶含量增加。焊缝上部因冷速较快形成回火马氏体组织;下部因合金元素含量较高,淬硬倾向较强,形成了粒状贝氏体组织。靠近焊缝的热影响区为较粗大的马氏体组织,其硬度最大(621 HV),明显高于母材(410 HV)。上部焊缝金属的硬度为365 HV,低于母材,而下部焊缝的硬度高于焊缝上部和母材,为450 HV。因此,焊接接头上部拉伸试样在焊缝处发生断裂,断裂强度为1109 MPa,而焊缝的下部拉伸试样在母材处发生断裂,断裂强度为1183 MPa。本实验用Fe-Cr-Ni-Mo合金钢的焊接接头强度较高,焊接强度系数不小于0.93,焊缝金属的冲击功为53 J。     

水下井口头系统用8630钢焊接接头性能研究

采用药芯焊丝气体保护焊对厚32 mm的8630钢进行焊接试验。通过测试和分析焊接接头的金相组织、拉伸性能、冲击性能、导向弯曲性能、硬度等性能,结果表明,采用E100T5-D2焊材在焊前200℃预热、焊后640℃×2 h回火的工艺条件下,合理控制焊接热输入,可以获得性能和组织优良的焊接接头。焊缝区和热影响区硬度均低于22 HRC,焊接接头导向弯曲性能合格,抗拉强度和冲击功均高于母材最低要求。焊接接头性能符合API 6A井口头产品规范。     

转向架用P355NL1钢焊接接头组织及力学性能的研究

采用MAG焊接工艺对转向架用P355NL1钢板进行焊接,研究了P355NL1钢焊接接头的微观组织形貌、硬度分布及室温力学性能。试验结果表明:焊缝组织主要是粗大板条状和块状的先共析铁素体、针状铁素体以及少量珠光体;热影响区的晶粒是大小不均匀的块状铁素体、针状铁素体。焊缝区硬度值分布在192~201 HV,热影响区的硬度最高可达220HV。拉伸试样均断裂于母材处,其抗拉强度在518 MPa左右,断后伸长率平均为23.8%,P355NL1钢MAG焊接接头具有良好的强度和塑性。     

热输入对LNG运输车储罐用9Ni钢埋弧焊接头组织和性能的影响

通过埋弧焊的方法,采用三种线能量对22mm厚的9Ni钢板进行对接焊,对焊接接头金相组织进行观察,并对接头进行拉伸、弯曲、冲击、硬度等试验检验。结果表明,采用三种线能量的埋弧焊接头粗晶区组织均为马氏体,不完全正火区组织为回火马氏体和少量奥氏体,随着热输入的增加马氏体板条粗化;三种线能量的埋弧焊接头拉伸、弯曲性能均合格,随着线能量的增加,接头抗拉强度基本没有影响,而焊缝和热影响区-192℃冲击功均降低,且焊接热输入对HAZ冲击韧性影响比焊缝大;硬度测试结果表明,焊缝和热影响区硬度值均明显高于母材,临近母材的热影响区边界处均出现一个软化区,随热输入的增加,焊缝及热影响区最高硬度均提高,而软化区硬度几乎不变。     

激光焊接热输入对Ti2AlNb合金组织性能的影响

研究激光焊接热输入对Ti-22Al-27Nb(at%)合金焊缝成形和力学性能的影响,利用OM、SEM、XRD和TEM等手段对焊接接头的显微组织特征进行了分析,并探讨了焊后热处理对焊接接头组织性能的影响。结果表明,连续激光焊接可以获得无缺陷、成形良好的焊接接头。焊缝区域组织主要为柱状的B2相,柱状晶的生长方向垂直于熔合线。焊缝和热影响区的显微硬度要高于母材,焊缝的平均显微硬度最高。随着热输入的增加,焊接接头的室温抗拉强度增加,但是焊接接头的延伸率较低。焊接接头650℃高温强度为母材的71%~75%,塑性则仅为母材塑性的40%左右。经过焊后热处理,焊缝由B2+O相组成。O相增多使得焊缝的室温强度略有提高,且提高了650℃高温拉伸性能,高温抗拉强度最高可达母材的87.5%。