装甲钢焊接技术研究进展

装甲钢是一种用于作战装备的保护性合金材料,装甲钢的焊接是装甲钢结构的主要连接方式。从装甲钢的裂纹类别、特点以及其形成原因出发,介绍了装甲钢焊接材料、焊接工艺和提高焊接接头性能的措施。主要包括奥氏体焊条、铁素体焊条及奥氏体/铁素体双向焊条;电弧焊、CO2气体保护焊、熔化极气体保护焊、修复装甲钢裂纹的铝热焊、机器人焊,激光焊等焊接工艺;焊后热处理、超声波冲击法、焊趾砂轮打磨法与钨极电弧焊法。并在装甲钢焊接技术研究现状分析的基础上,提出装甲钢焊接技术今后的改进措施与发展方向。     

大厚度H型牛腿在圆管柱上的CO_2焊

针对某大厚度H型牛腿在圆管柱上焊后出现的层状撕裂现象,从改善焊接应力分布入手,采用低氢型CO2焊,使用Z向钢制作牛腿,运用低组配的焊接材料,选择小规范、多层多道焊,实施交叉对称焊法,能减小焊接应力,改善接头拘束应力,取得圆满焊接效果。     

马氏体不锈钢焊接接头动态断裂韧性的研究

进行了G242焊条的修复焊接接头与母材动态断裂韧性及疲劳寿命的试验,通过分析无任何附加工艺条件的焊缝状态（简称焊态）;焊后对焊缝表面锤击;焊接时对每道焊缝进行锤击;焊后氩弧重熔焊趾;焊接时对每道焊缝进行锤击,且焊后分别进行600℃、650℃、700℃的热处理等工艺条件下焊接接头的性能变化规律,通过扫描电镜、光学金相探明不同工艺条件下焊接接头微观断裂机制及组织性能变化,通过接头硬度测试,测定不同工艺条件下接头硬度分布,以间接反映其组织及强度变化趋势。最终确定了采用马氏体不锈钢焊条施焊时合理的焊接工艺措施及焊后热处理制度。     

9Ni钢焊接接头低温性能研究

针对国产9Ni钢,对其进行焊接及热处理工艺制定。采用多层多道手工电弧焊,焊条为ENiCrMo-3,焊前不预热且严格控制层间温度;选择双相区处理工艺。通过高低温拉伸试验、低温冲击试验、硬度测试及金相组织观察检测焊接接头性能。结果表明,9Ni钢接头低温冲击韧性和抗拉强度均满足要求,对其制定的焊接和热处理工艺切实可行。     

9Ni钢焊接接头低温性能研究

针对国产9Ni钢,对其进行焊接及热处理工艺制定。采用多层多道手工电弧焊,焊条为ENiCrMo-3,焊前不预热且严格控制层间温度;选择双相区处理工艺。通过高低温拉伸试验、低温冲击试验、硬度测试及金相组织观察检测焊接接头性能。结果表明,9Ni钢接头低温冲击韧性和抗拉强度均满足要求,对其制定的焊接和热处理工艺切实可行。     

减压蒸发月桂酸制备焊条抗吸潮保护膜研究

为减少手工电弧焊焊条在舰船焊接及野外施工时,因吸潮而引起的焊缝扩散氢的增加,对减压蒸发月桂酸制备焊条抗吸潮膜的方法进行研究。将烘干的焊条放入溶有一定量月桂酸的石油醚溶液中,用减压蒸发法进行处理,使焊条表面形成具有抗吸潮性能的薄膜。对焊条进行熔敷金属扩散氢测试,并对其保护膜表面形貌进行分析。结果表明,从溶液中直接取出的焊条表面容易形成"蘑菇"结构,用减压蒸发法所得薄膜"蘑菇"状结构明显减少。将焊条烘干后迅速取出放入石油醚中进行反应,然后进行减压蒸发可使"蘑菇"状结构几乎消失。抗吸潮焊条扩散氢含量与原焊条含量相同,且在8 h内几乎保持不变。     

焊缝金属中可扩散氢含量的试验研究

焊缝金属中可扩散氢含量是影响焊接金属冷脆的主要原因之一 ,低氢焊条在干燥和非干燥的条件下采用手弧焊和半自动二氧化碳气体保护焊的焊接方法 ,经对焊缝金属中的氢含量进行试验研究 ,确定了低氢焊条、干燥条件、焊接方法对扩散氢的影响     

焊缝质量监视器

现场焊接常采用的顺序是:焊接→检验→识别出不良的焊缝→打磨→重焊有缺陷的焊件。后两道工序可能占用焊接费用的20～40％。修理一条不良焊缝的费用通常为原焊缝的5倍,因此事后控制质量的方法有三大缺点:1)检验技术(射线照相、超声)过份依赖人的主观性,时常导致武断的解释;2)对焊缝质量参数(电压、电流和输入热量)不是实时监视,因而在发现和纠正异常状况之前往往已焊出几英尺长的有缺陷焊缝。达在厚板多道焊的中间焊道出现问题时,更是一个严重的问题;3)有些要求高的合金或焊件几何形状不允许     

1460合金的搅拌摩擦焊及焊后热处理工艺研究

采用搅拌摩擦焊对1460铝锂合金进行焊接,研究合金的焊接性能和焊后热处理工艺。运用显微硬度测试和拉伸力学性能测试表征焊缝力学性能;用扫描电镜、透射电镜对焊缝组织进行观察。结果表明:焊前对合金进行固溶和时效处理导致焊缝的抗拉强度降低;焊前未进行热处理的焊缝样品抗拉强度为320 MPa,与母材相当;焊后的固溶+160℃/40h时效处理使焊核区重新析出θ′(Al2Cu)和T1(Al2CuLi)相,焊缝的抗拉强度提高了75 MPa;焊缝拉伸断裂发生在热机械影响区,断裂方式由韧性断裂转变为解理断裂。     

自然时效对AZ31B电场扩散焊接头组织与性能的影响

采用中间添加铝粉的电场辅助扩散技术成功连接AZ31B镁合金。通过OM、SEM、XRD以及剪切实验等方法对比分析焊态和焊后自然时效处理状态下接头焊缝区的显微组织、元素分布、相组成和力学性能,探讨自然时效对镁合金电场辅助扩散焊接头组织和性能的影响规律。结果表明:在焊缝区形成一层与母材基体呈波浪状结合界面的镁-铝共晶反应层,反应产物主要由α-Mg、Al12Mg17和Al3Mg2金属间化合物组成;焊缝区显微硬度明显高于母材;经自然时效处理后接头的抗剪强度最大达60.3 MPa,比焊态下接头的最大抗剪强度(35 MPa)提高约72.3%。     

轮式装甲车体非均匀焊接裂纹修复方法

为增强轮式装甲车体强度,用ER100焊丝焊接母材AZF3465修复非均匀焊接裂纹.焊后进行2.5 h×250℃消氢处理.结果表明:焊接热输入、焊接电流对修复裂纹接头的熔深与熔宽影响显著;修复后焊缝区硬度较修复前下降,不同区域硬度均低于规定值250HV,且焊后钢材应力符合材料强度要求,说明接头组织未产生淬硬,应用性能较好.     

新型耐磨抗裂堆焊焊条的优化设计

采用WMCAD法研制出一种综合性能优良的堆焊焊条。该焊条耐磨性能好,焊前不预热,可用于轧辊的堆焊。     

电子束焊焊缝超声C扫描检测技术研究

采用超声C扫描技术检测结构件的电子束焊焊缝。设计制作电子束焊焊缝模拟对比试样,利用模拟对比试样研究超声C扫描检测工艺。结果表明,超声C扫描技术可实现对结构件的电子束焊焊缝缺陷的定性、定位、定量检测。     

提高装甲车辆T型焊接接头疲劳寿命的措施研究

本文对转炉616装甲钢T型焊接接头四点弯曲低周疲劳试验结果进行了分析、研究，阐述了提高T型焊接接头低周疲劳寿命的有效措施。研究表明：焊趾砂轮打磨能够改善焊缝与热影响区(HAZ)过渡部位形状，增大过渡圆弧半径，并且能去除焊趾处咬边、夹渣等焊接缺陷，降低了应力集中，从而提高疲劳寿命；钨极氩弧焊(TIG)修整虽能改善焊缝形状，但弧坑处易于产生裂纹，疲劳寿命降低；自制钛酸型TWE312不锈钢焊条的抗裂性和工艺性能较A147碱性焊条好，其焊接接头的疲劳寿命有一定的提高。疲劳裂纹起裂位于热影响区半熔化区和焊缝不完全混合区，并向基体扩展，与实际装甲车辆裂纹的萌生部位及扩展途径相一致。     

中碳调质钢组合焊缝底层焊道中铁素体相的研究

本文研究了焊缝金属的合金系统、接头的拘束条件以及焊接热循环等工艺因素对中碳调质钢组合焊缝底层焊道中铁素体相的影响。试验结果表明:对铁素体的形态及数量,焊条的合金系统有明显的影响,接头的拘束度也有较大影响,多层热循环影响不大,散热条件影响比较复杂。 Cr29-Ni9合金系统底层焊道中有30％左右的δ铁素体,焊缝的抗裂性良好,δ铁素体σ化倾向很小。     

Cr12MoV钢挤压辊补焊修复

叙述了高频焊管机组挤压辊堆焊修复的全过程,应用了整体低温预热和局部高温预热的分级预热法,并采用了新研制的高韧性、高硬度耐磨堆焊焊条。金相分析表明,在堆焊金属的热影响区,形成一层含有隐晶马氏体的残余奥氏体带,这是堆焊修复成功的关键。     

7A52铝合金双丝MIG焊接温度场数值模拟

采用ANSYS的"生死"单元技术,对7A52铝合金双丝MIG焊接的热过程进行数值模拟。实现多层焊中焊缝填充的动态过程,与真实试验过程完全吻合。结果表明,7A52铝合金双丝MIG焊接过程中,焊点处的峰值温度可达到837℃。     

间隙填充电弧增材制造对表面质量的影响

针对单层多道增材制造,提出一种新的搭接模型——间隙填充模型。研究间隙填充模型对多道焊缝表面质量的影响,发现基体中心间距和接触角对成形件表面质量有重大影响。通过计算平均高度、总熔宽、方差和极差定量比较间隙填充模型和传统搭接模型的表面质量。结果表明:间隙填充模型沉积的多道焊缝表面质量明显优于传统搭接模型,提升了表面质量,节约了材料和时间成本。     

纳米CeO_2粉体对铁粉焊条焊缝组织和性能影响的研究

通过在碱性铁粉焊条药皮中添加不同含量的纳米CeO2粉体,对焊缝进行显微组织及力学性能的分析测试,探讨纳米CeO2粉体对铁粉焊条焊缝组织和性能的影响。结果表明,在铁粉焊条药皮中加入适量的纳米CeO2粉体,可使焊缝金属显微组织得到细化,针状铁素体数量增多,焊接接头的力学性能得到提高。     

2219-T87铝合金焊接厚板在室温和低温下裂纹生长的研究

为了确定机械性能和裂纹生长情况,对用于厚铝板三种类型焊接接头的平滑抗拉试样和表面裂纹疲劳与断裂试样进行了试验。试验是在焊接状态和焊后时效状态下进行的。对所有三种类型的焊缝来说,焊后时效使拉仲屈服强度提高,但降低了断裂韧性。在焊接状态下,电子束焊和脉冲电流气保护钨弧焊试样的韧性值大于气保护熔化极电弧焊试样的韧性值。时效后,脉冲电流气保护钨弧焊试样的韧性值最大。焊接试样的疲劳裂纹生长速率一般高于原先试验的基体金属试样的疲劳裂纹生长速率,而且生长速率试验数据可与分析结果相比较。