激光焊接三明治板T形接头弯曲变形及失效研究

针对低合金钢CCS－B为母材的I型三明治板T形接头,通过一种侧向弯曲加载试验装置进行了加载试验。采用微距摄像技术对T形接头的变形及失效过程进行跟踪拍摄,利用材料试验机记录整个加载动力学响应过程,并对T形接头弯曲过程进行模拟分析。卸载后,对接头断口进行SEM观察。结果表明,T形接头屈服强度及极限强度分别为337MPa,501MPa;接头裂纹起裂位置是位于芯板中性轴上端焊缝连接处间隙的外侧,并且随着加载进行,向焊缝中心扩展;当连接处屈服区域宽度超过连接处芯板宽度的1／3时,接头达到屈服强度;当其超过1／2时,接头达到承载极限并快速失效。     

铝合金T型接头激光焊接实验研究

针对激光焊接铝合金T型接头,系统研究了激光入射角度、激光功率、焊接速度对T型接头焊接形貌的影响。研究结果表明:激光入射角度处于30°~45°时较合理,入射角小于30°时,底板熔深太小,影响接头强度;入射角大于45°时,焊缝熔深太大,使底板焊透,同时造成接头不完全包覆。随着激光功率的增加,焊接熔深逐步增大,当激光功率达到2200 W时,T型接头实现双侧焊缝包覆,焊接性能较好。当焊接速度为0.8 m/min时,出现咬边缺陷;当焊接速度达到1.2 m/min时,无法实现焊接接头两侧的完好包覆。     

不锈钢激光焊接接头的力学性能

采用额定功率为５ＫＷ连续可调的ＣＯ２横流激光器,研究了激光的输出功率和焊接地２ｍｍ厚１ｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ奥氏体不锈钢的力学性能指标（抗拉经度σｂ,屈服强度σ０．６５）的影响规律;并且通过分析得到了激光焊接１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ薄板的最佳工艺参数。     

计算机仿真的T形焊接接头的力学性能分析

提出了一种双剪切的方法来分析三明治板受到弯曲载荷时焊缝结合处的受力状态,结合T形焊接接头弯矩试验,测评三明治板结构中焊接接头的力学性能,并借助于有限元模拟进行了变形及应力状态分析。研究结果表明,建立的模型准确,模拟结果与试验结果吻合较好。加载路径的初始阶段的剪切状态是较理想的,而三轴应力度的值会随着加载位移的增大而逐渐的增大,这是因为焊缝金属在这一加载位移增长过程中,不再保持剪切状态,而渐渐脱离,形成更加复杂的应力状态,通过模拟应力状态分布以及失效形式观察表明焊缝起裂首先在焊根处出现,并进而损伤,沿着平面板纵深扩展,直至贯穿断裂。     

Q960高强钢焊接接头组织及力学性能

使用电弧焊和激光-电弧复合焊2种焊接工艺对高强钢Q960钢板进行对接焊试验,焊接材料选用遵循等强匹配原则,对焊接接头金相组织、拉伸性能、冲击韧性以及耐蚀性进行了试验评价和分析,结果表明：焊接接头抗拉强度和冲击吸收功均满足Q960板材标准要求;电弧焊焊缝中心为铁素体和粒状贝氏体组织,断裂发生于焊缝,选用激光-电弧复合焊工艺后,焊缝中心主要为板条贝氏体组织,强度提高,拉伸试样断裂于母材。周期浸润腐蚀试验结果表明：Q960钢焊接接头耐腐蚀性与耐候型S355钢焊接接头耐腐蚀性相当。     

激光焊焊接速度对1Cr17Ni7钢焊接接头组织和性能的影响

SUS301L-DLT常用于轨道客车不锈钢车体的侧墙外墙板。本文主要对301L-DLT 1Cr17Ni7厚2 mm的不锈钢轨道客车横梁与托梁激光焊接,研究分析了激光焊接速度对不锈钢焊接接头组织和性能的影响。     

异种热强钢摩擦焊焊接接头的脆性

通过对４Ｃｒ１０Ｓｉ２Ｍｏ钢与４Ｃｒ１４Ｎｉ１４Ｗ２Ｍｏ钢摩擦焊焊接接头的力性能试验分析，认为接头脆性是一个突出问题，而焊后采取合理的热处理规范参数及工艺措施。是改善和提高摩擦焊接头力学性能的有效途径。     

DP500高强钢脉冲激光焊接接头的组织和性能

利用小功率Nd∶YAG固体脉冲激光器,对厚度为0.65 mm的DP500高强度双相钢进行激光焊接性试验,重点分析研究在其他脉冲激光工艺参数一定,只改变脉冲频率的不同脉冲激光功率条件下的焊接接头显微组织,并对其显微硬度分布、拉伸性能和杯突成型性能进行测定比较。试验结果表明,在较低的脉冲激光功率条件下形成的焊接接头热影响区较窄,焊缝区组织主要为板条马氏体和少量上贝氏体组织;而在较高脉冲激光功率条件下形成的焊接接头,热影响区较宽并且焊缝中出现较多的上贝氏体和少量侧板条铁素体组织。其次,随着脉冲激光功率的提高,在焊接接头的热影响区出现软化区,而且其拉伸性能和杯突成型性能相比母材有所下降。当脉冲激光功率为160 W时,焊接接头纵向拉伸的抗拉强度有所下降,经杯突试验后裂纹在焊接接头平行于焊缝的中心处产生,杯突值大大降低。     

激光焊接T型接头残余应力测试

采用YAG激光对2 mm厚SUS304不锈钢薄板T型接头进行焊接,用小孔释放法对其残余应力进行测试,并分析了线能量对残余应力分布规律的影响.研究结果表明:不锈钢激光焊接T型接头纵向残余拉伸应力约为120～140 MPa,而横向残余拉伸应力只有50～60 MPa.激光焊接线能量增加时,纵向残余拉应力峰值降低,而横向残余应力峰值随着焊接线能量的增加而变大.T型接头残余应力总体分布趋势与对接接头残余应力分布规律类似.     

拘束条件对薄板T形接头双光束激光焊接变形的影响

采用单元温度对单元进行生死控制的有限元计算方法研究了拘束条件对2.5 mm厚铝锂合金5A90薄壁T形接头双光束激光焊接变形的影响,拘束条件包括对筋板施加和对底板施加两类,约束在焊接过程中施加,焊后冷却到室温去除.筋板拘束条件施加在筋板顶部和侧面,对比了施加与不施加约束两种情况,该两种情况连续焊接之前都采用点固焊对筋板进行固定.底板拘束条件通过在T形接头两侧设置压块对底板施压来实现,研究了压块与焊缝不同距离对焊接变形的影响.最后进行了试验验证.焊接过程中对筋板施加约束有利于减小焊接过程中及焊后筋板变形.底板纵向约束影响T形接头焊件挠曲变形的大小和方向,对角变形影响不大.焊接过程中对底板施加y向约束,有利于减小角变形.对底板加纵向约束与不加纵向约束两种情况进行了试验验证,变形方向及变形量最大值的计算结果与试验结果符合.     

DP600高强钢GMAW焊接接头组织及性能研究

对汽车中常用的DP600双相钢采用MIG焊、MAG焊和CO2气体保护焊工艺进行了研究。为了获得较好的强韧性和优良的焊接接头组织,选择低匹配的焊接接头形式,采用H08Mn2A焊丝,在获得完整焊接接头的前提下分析不同焊接工艺下的焊接接头的机械性能和微观组织。结果表明,DP600双相钢在三种焊接工艺下均能获得合格的焊接接头,拉伸实验均断于母材,表明焊接接头质量良好,且在焊接热影响区没有出现软化现象。     

低合金钢激光焊焊接接头金相组织

低合金钢激光焊焊接接头金相组织$哈尔滨焊接研究所!(150080)@郭力力 $哈尔滨焊接研究所!(150080)@于捷 $哈尔滨焊接研究所!(150080)@孙秀芳     

低碳钢激光焊焊接接头金相组织

焊接方法激光焊母材材质Ｑ2 35钢低碳钢激光焊焊接接头金相组织$哈尔滨焊接研究所金相室@孙秀芳 $哈尔滨焊接研究所金相室@郭力力 $哈尔滨焊接研究所金相室@于捷     

高强钢激光复合焊接T型接头组织分析

采用15kW高功率激光复合焊接船用低合金高强钢T型接头构件.测定了接头截面的显微硬度,通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了焊缝微观组织.结果表明:焊接接头没有气孔、裂纹等缺陷;焊缝和热影响区显微 硬度均高于母材,焊缝显微硬度最高为290HV;焊缝组织主要为细条状的粒状贝氏体和少量的M-A组元.贝氏体铁素体为细条状的铁索体,晶粒细小,晶界密度高.Cu、Ti等微合金元素形成的碳化物沉淀强化相分布于贝氏体铁素体内.细条状的粒状贝氏体组织的晶粒细化及其微合金碳化物(Cu,Ti)xCy的沉淀强化使得焊缝强度高于母材.     

异种镁合金激光焊接接头分析

采用CO2激光对三种镁合金AZ31、NZ30K、ZK60进行焊接,并通过光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及拉伸试验机对其焊接接头的微观组织和力学性能进行了分析和测试。结果表明,异种镁合金采用激光焊接均能得到良好的焊缝,其焊接接头的抗拉强度均小于母材的抗拉强度。元素分析表明,接头熔合区均存在明显的元素浓度梯度分布。     

激光焊典型对接接头焊接性能研究

通过研究奥氏体不锈钢材料2-SUS301L-ST对接接头的外观形貌、力学性能、显微硬度、金相组织等,考察激光焊接典型对接接头焊接性能。试验研究表明:激光焊接间隙小于等于0.2 mm时,激光焊接过程稳定,焊缝成形均匀美观,未发现外观缺陷和内部缺欠;激光焊接接头具有较好的塑韧性,其平均拉伸强度为786 MPa,激光焊对接接头显微硬度约250 HV;激光焊缝的微观组织均为柱状晶奥氏体组织,热影响区显微组织致密、晶粒细小。     

不锈钢薄板T形接头激光穿透焊工艺

采用YLS-6000型激光焊接系统对304不锈钢进行穿透焊,研究激光功率和离焦量对T形接头焊缝成形、显微组织和显微硬度的影响。结果表明,随着激光功率的增加,焊缝的熔深、熔宽和搭接处焊缝宽度都增大;焊缝搭接处焊缝宽度在离焦量为-2 mm时达到最大,同时考虑深宽比,离焦量为0 mm时焊缝成形较好;焊缝区组织为以奥氏体柱状晶为基体,间隙中分布着网状δ铁素体;焊缝区硬度略低于母材,且随着激光功率的增加,焊缝区组织粗化,硬度降低。创新点：对不锈钢T形接头进行了激光穿透焊接,较为系统的分析了激光功率、离焦量等对焊缝成形的影响。综合考虑搭接处焊缝宽度和熔深,离焦量为0 mm时,焊缝成形最好。     

T型激光焊接接头近表面微小缺陷的自动超声波检测

给出了超声波自动检测过程中影响C扫描图像成像质量的各种参数,如探头的种类、水程、扫查灵敏度和闸门,并对设计和加工的模拟试件进行了超声水浸检测,获得焊缝中的模拟缺陷图像。与X射线照相图片对比结果表明,应用此方案检测T型钛合金激光焊缝时,可以发现在焊缝表面粗糙度较小的试件表面以下1.0~2.5 mm深处、直径>0.3 mm的缺陷。     

激光焊接SiCP/LD2复合材料的接头性能

采用CO2激光器焊接SiCP/LD2复合材料,分析激光焊条件下接头的性能损失影响因素。研究结果表明,对于该种复合材料,在激光焊条件下,引起焊接接头性能损失的因素是多方面的。比如,脆性的反应物Al4C3相的生成,焊缝中由于较高的粘度而产生的孔洞与未熔合,以及蜂窝状气孔、氧化膜的存在等。其中对接头的性能损失影响最大的同时也是最难以消除的是铝碳界面相的生成。并提出了避免缺陷产生和改善接头性能的措施。     

铝合金2A16的激光焊接工艺研究

以1.2mm厚2A16铝合金薄板为对象,研究了工作电流、焊接速度、离焦量、保护气体流量对焊缝成形的影响.焊后进行金相观察、显微硬度测定以及对焊缝组织中出现的弯曲状形貌进行研究和分析.结果表明:离焦量是影响是否焊透的主要参数.焊缝组织的弯曲状形貌是由于受到焊接热循环影响所得到的等温面与晶粒成长方向正交形成.焊缝为细晶组织,焊缝窄,热影响区小.