Q960E调质钢厚板的MAG焊接性及接头力学性能研究

通过焊接热影响区最高硬度试验和斜Y型坡口焊接裂纹试验,分析了30 mm厚Q960E调质高强钢板的焊接性,在此基础上优化了焊接工艺,采用熔化极混合气体保护焊进行钢板对接多道次焊接。研究表明,预热120℃时,钢板的淬硬倾向较小,表面和断面裂纹率均为零。焊缝区显微组织为细小的马氏体和针状铁素体,粗晶区组织为粗大板条马氏体,细晶区组织为细小的马氏体和贝氏体。焊缝的硬度高于母材,粗晶区的硬度最高;焊缝的冲击吸收功与母材相当,热影响区的冲击吸收功低于母材;焊接接头的抗拉强度与母材相当。     

20CrMnSi低合金钢激光焊接头的组织与力学性能

在一定焊接参数下,利用氩气做保护气对20CrMnSi钢进行激光焊接,用光学显微镜观察了焊接接头的微观组织,用维氏硬度计测量了焊接接头的显微硬度。结果表明,焊接接头成形良好;焊缝组织为板条状马氏体,中心为细小的等轴晶,边缘为细小的柱状晶;过热区为马氏体和少量的珠光体,不完全正火区为马氏体与铁素体的混合组织;焊接接头的硬度分布不均匀,焊缝的硬度较母材的硬度高,焊缝边缘的硬度比焊缝中心的硬度高。     

汽车用超高强热成形钢电阻点焊性能研究

采用中频点焊机对1.6 mm厚BR1500HS热成形钢点焊性能进行研究,对焊接工艺参数对点焊接头力学性能和组织的影响进行了分析。结果表明,点焊熔核尺寸随焊接电流和焊接时间增加而增大,熔核区组织为板条马氏体,粗晶区为粗大马氏体+少量M-A岛元,细晶区为细小的马氏体。随着焊接时间的延长,点焊接头承受拉剪载荷的能力增加,承受正拉载荷能力降低,接头疲劳寿命明显降低;热成形钢点焊接头热影响区有明显的软化,随着焊接时间延长,热影响区软化程度有所增加。     

TC4钛合金激光-MIG复合焊接头组织性能

采用激光-MIG复合焊接方法实现了3 mm厚TC4钛合金的焊接,并研究了焊接接头的组织特征、硬度分布、拉伸性能和耐蚀性能。研究结果表明：激光-MIG复合焊接可以实现TC4钛合金的高质量焊接,焊缝成形良好,无明显缺陷;焊缝中心为粗大的β相柱状晶,晶内为细小的针状α′马氏体;热影响区主要为等轴状的α相+β相+α′马氏体,随着远离熔合线,晶粒越来越细且α′马氏体含量越少;焊缝区硬度最高、热影响区硬度次之,母材区硬度最低,且热影响区粗晶区硬度高于细晶区硬度;焊接接头平均抗拉强度为1 069 MPa,平均断后伸长率为5.3%,试样均断裂在靠近热影响区的母材区域,断口呈现塑性断裂特征,同时焊接接头的耐蚀性能略高于母材。     

65Mn弹簧钢的激光焊接组织及性能

采用5kWCO2激光器对65Mn弹簧钢进行焊接处理.利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRI))、扫描电镜(SEM)、显微硬度仪、电子万能试验机及残余应力测定仪对激光焊接接头的显微组织、硬度、抗拉强度、拉伸断口和残余应力进行了研究.结果表明,65Mn弹簧钢经激光焊接后,焊缝中心区组织为等轴晶,近中心区为枝状晶和胞状晶的混合组织,边缘区为少量的胞状晶;在热影响区(HAZ)中,过热区主要是由粗大的针状马氏体组成,相变重合区主要是由较细小的针状马氏体组成,在部分相变区主要由铁索体+珠光体组成.焊接接头主要由α-Fe,Fe3C和FeSi等相组成.焊缝区和HAZ的硬度最高值分别为720HV和770 HV,从HAZ到基材硬度明显下降;焊接接头的抗拉强度平均值为475MPa,焊缝中心区的残余应力平均值为105MPa,热影响区的应力平均值为-60 MPa.     

焊接热输入对TC4钛合金TIG焊接头组织和性能的影响

观察不同焊接热输入条件下TC4钛合金TIG焊接头的微观组织特征,分析接头力学性能、显微硬度及断口形貌。结果表明,焊缝主要为针状α'马氏体组成的网篮组织,未发现其他生成相。热影响区主要为α+β+α',且越靠近焊缝的热影响区晶粒越粗大,晶内马氏体越多、越密集。针状α'相尺寸随焊接热输入的增大而增大,马氏体取向亦更加混乱。接头抗拉强度随焊接热输入的增大而增大,在1 144 J/mm时达到912 MPa。不同焊接热输入下的接头硬度值随距焊缝中心距离的增大先降低后升高,并在距焊缝中心3~5 mm的粗晶区存在一软化区。随着焊接热输入的增大,接头平均硬度值增大,且软化区向母材方向偏移。TC4钛合金TIG焊接头的断裂方式属于脆性断裂。     

兴澄1100 MPa级超高强钢Q1100E焊接性试验研究

通过斜Y坡口焊接冷裂纹试验、金相分析和力学性能测试等方法,对兴澄Q1100E超高强钢板焊接接头裂纹敏感性和组织性能进行了研究。结果表明,Q1100E钢焊接接头焊缝组织以贝氏体和针状铁素体为主;粗晶区为粗大马氏体组织,硬度最高;细晶区为细小贝氏体组织;不完全相变区为贝氏体和铁素体两相组织,硬度最低;预热温度高于75℃可避免焊接冷裂纹的产生。随着热输入的提高,焊接接头强度下降明显,低温冲击韧性变化不大。     

激光焊接热轧态1000MPa级高强钢焊接接头组织及性能

采用CO2激光焊接抗拉强度为1 000 MPa,厚度6 mm的热轧高强钢板,对焊接接头的显微组织、硬度、抗拉强度、抗冲击性能及断口形貌进行了研究。结果表明,焊缝组织以粗大的板条马氏体为主,有少量的下贝氏体组织;热影响区组织以细小的板条马氏体、粒状贝氏体及少量的残余奥氏体为主,其中回火区和不完全正火区,组织分布极不均匀,呈与母材相一致的细长带状分布,晶界处以细小的马氏体和贝氏体为主,割裂了组织的连续性;焊接接头的显微硬度值为母材焊缝热影响区,异于一般钢材的焊接,这与母材热轧态的组织特征密切相关,其中回火区和不完全正火区是焊接接头的软化区,由于组织粗大且生成了大量贝氏体的缘故;接头的拉伸和冲击性能与显微硬度的分布吻合较好,接头强度虽与母材等强,而塑性只有母材的一半,断裂部位位于热影响区回火区和不完全正火区,需通过改变焊接工艺或焊后回火处理来改善焊接接头的力学性能。     

激光速率对B52L高强度钢焊接接头综合力学性能的影响

利用光学电子显微镜、扫描电镜和透射电镜,以及硬度测试、拉伸试验等手段,对不同焊接参数下微合金高强钢的组织形貌和力学性能进行了研究。结果表明,在低焊速下,微合金钢的焊接接头出现缺陷,随着焊接速度的增加,焊接接头的宽度减小。焊缝区的组织在低焊速下会出现少量的贝氏体和铁素体,但主要组成为板条马氏体。热影响区的组织呈现不均匀状态,其细晶区组织细小,粗晶区组织晶粒尺寸粗大。微合金高强钢的焊接接头硬度峰值位于粗晶区,接头的拉伸断裂位置出现在母材区。     

C24S新型铝锂合金焊接工艺研究

对2 mm C24S铝锂合金薄板进行了GTAW和LBW机器人焊接工艺试验,采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析了两种方法下接头显微组织,并测试了接头的力学性能。结果表明:GTAW所得接头出现气孔缺陷,焊缝和热影响区组织粗大。焊缝由粗大的胞状晶组成,析出物呈条带状沿晶界分布,抗拉强度仅为母材的60.3%。LBW焊接头成形良好,焊缝由尺寸一致的细小等轴晶组成,且焊缝中弥散分布着大量细小的颗粒状析出物。LBW焊焊缝在各区域沿熔深方向组织分布存在差异,靠近热影响区形成了细晶区,细晶区的宽度以及焊缝中心的显微组织与焊接时熔池金属流动行为密切相关。LBW焊接头呈现出高强度、高伸长率和高硬度的综合力学性能,抗拉强度达到347.8 MPa,为母材的79.1%,焊缝硬度高达105.4 HV,且拉伸断口中分布着细小、尺寸均匀的韧窝。     

5052铝合金激光焊接接头组织和性能研究

采用扫描电镜、显微硬度和抗拉强度等测试方法,研究了5052铝合金激光焊接接头组织和性能。研究结果表明,铝合金激光焊接接头热影响区主要为树枝晶,晶粒较为粗大;焊缝区主要为等轴晶,晶粒较母材和热影响区细小。铝合金激光焊接接头显微硬度焊缝区最高,热影响区最低。随着激光功率的增加,铝合金激光焊接接头抗拉强度先增加后降低,激光功率3.0 k W时达到最大值204.5 MPa,拉伸断口为典型的韧窝断口形貌。     

低活化铁素体/马氏体钢厚板光纤激光焊接接头组织及力学性能分析

针对核聚变反应堆试验包层模块(TBM)中使用的CLF-1低活化铁素体/马氏体钢进行焊接试验,采用15 kW光纤激光,实现了17.5 mm厚CLF-1钢的穿透焊接,得到了正反表面成形良好、无明显缺陷的焊接接头,并对接头显微组织及力学性能进行了分析研究. 结果表明,焊缝区主要为粗大的板条马氏体;熔合线附近热影响区为细小的板条马氏体和少量贝氏体;不完全淬火区为经焊接热循环作用下二次回火的回火索氏体及马氏体双相组织;接头室温及550 ℃高温抗拉强度较高,均断裂于母材;焊缝显微硬度高于母材,且热影响区无明显软化;接头冲击韧性良好. 接头综合力学性能良好.     

TC4钛合金电子束焊与TIG焊焊接接头的组织性能对比研究

针对TC4钛合金电子束焊及TIG焊焊接接头的凝固组织、微观相结构及接头静载室温拉伸性能进行了对比研究。结果发现,TIG焊接头热影响区内为较粗大的等轴晶,焊缝区内凝固组织为粗大柱状晶,柱状晶粒生长方向由最初的垂直于焊缝-热影响区界面逐渐转为垂直向上生长。电子束焊接头组织形态同样是热影响区为等轴晶粒形态,而焊缝区内为柱状晶粒,等轴晶和柱状晶粒的尺寸较TIG焊均明显减小,且柱状晶生长方向始终垂直于焊缝-热影响区界面。TIG焊焊缝区原始β晶内的微观组织由魏氏α板条、针状马氏体α’以及β基体组成,而电子束焊焊缝原始β晶内的微观组织由大量细长针状马氏体α’+β基体组成。力学性能测试结果表明,电子束焊焊接接头的强度略高于TIG焊,塑性显著优于TIG焊。     

焊接速度对45钢/N80钢异种材料螺旋角焊缝组织与硬度影响研究

采用CO_2气体保护焊对45钢叶片和N80钢杆体进行螺旋角焊接,研究了焊接速度对焊接接头微观组织和硬度的影响。结果表明,随着焊接速度的增大,焊缝熔深、熔宽和余高都减小。焊缝区微观组织主要由珠光体和贝氏体组成,焊接速度较大时,组织中还形成马氏体组织。N80侧粗晶区组织主要为板条马氏体,45钢侧粗晶区组织主要由马氏体和贝氏体组成。随着焊接速度的增大,粗晶区组织变得细小,焊缝和粗晶区的硬度值均有所提高。     

船用E级钢厚板CO_2激光多层焊接工艺与组织

根据激光焊接的特点,设计了适用于激光焊接厚船用板的坡口,分别采用纯激光焊和激光-MIG复合焊,用5道焊接实现了24mm船用厚板的激光焊接。对焊缝的宏观截面检测,发现存在少量的分散气孔,没有裂纹。对焊后的组织和硬度趋势进行了分析,结果表明:焊缝组织主要为板条马氏体和上贝氏体;热影响区的粗晶区以粗大的板条马氏体为主,细晶区以细小的粒状贝氏体和板条马氏体为主;焊缝重叠区域的主要组织为粒状贝氏体和板条马氏体;沿焊缝中心线从上到下硬度的总体趋势是逐渐降低;硬度值在热影响区细晶区达到最大,小于380HV,满足船用技术要求。     

喷射成形7055铝合金MIG焊接头组织与力学性能

对喷射成形和热挤压工艺制备的7055铝合金进行MIG焊焊接试验。对焊接接头组织及其力学性能进行了研究,试验结果表明:焊缝组织主要为树枝状晶,熔合区靠近焊缝一侧为柱状晶,靠近热影响区一侧为等轴晶,热影响区为粗大的等轴晶组织;接头的抗拉强度为112.5 MPa,焊接系数约为0.68;拉伸断口扫描观察显示,接头的断裂特征呈现为韧性断裂和脆性断裂。     

AZ61镁合金薄板TIG焊接头的组织和性能

对3mm厚的AZ61镁合金薄板采用AZ31、AZ61两种焊丝进行TIG焊,探讨焊丝成分对焊接接头组织和性能的影响。通过光镜、扫描电镜、X-ray和力学性能测试等手段,分析了两种焊丝所焊接头的外观形貌、显微组织、焊缝析出相和力学性能等的差异。结果表明:采用这两种焊丝都能获得无明显缺陷的焊接接头,AZ61焊丝的焊缝宏观形貌优于AZ31。焊缝区组织为细小等轴晶,主要存在α-Mg和β-Mg17Al12两种相,热影响区组织较粗大。采用AZ31焊丝接头的焊缝区和热影响区硬度均低于母材;采用AZ61焊丝的接头与母材相比焊缝区硬度值较高而热影响区硬度较低。拉伸断裂位置均为热影响区粗晶区。     

焊接参数对超高强度马氏体时效不锈钢焊接接头组织性能的影响

选用不同的焊接参数对某新型无钴马氏体时效不锈钢进行直流TIG焊,对焊接接头宏观和微观组织进行了观察对比分析,并从焊缝中心到热影响区边缘进行了显微硬度测试.结果表明,该型马氏体时效钢焊接接头主要为连续板条马氏体组织,材料焊接性能良好.焊缝中心有大量的8铁素体产生.随着焊接速度的增加,线能量的降低,铁素体减少,板条马氏体组织有减小的趋势;接头的显微硬度随距离焊缝中心距离的增加而增大,到达峰值后下降到一稳定值区域.焊缝中心处显微硬度随线能量增加而降低.     

不同焊接工艺下304不锈钢焊接接头组织及力学性能的研究

分别采用手工电弧焊(SMAW)和钨极氩弧焊(GTAW)对304不锈钢进行焊接,采用光学显微镜、显微硬度计、万能试验机对焊接接头的组织及力学性能进行了观察分析及测试。结果表明:两种焊接工艺焊接接头的组织均为奥氏体,SMAW焊缝区为粗大树枝晶,而GTAW的焊缝区为细小的树枝晶,焊缝与母材熔合良好;GTAW接头的显微硬度均高于SMAW,接头从焊缝区到热影响区到母材硬度均呈先上升后下降的趋势,SMAW和GTAW焊缝区的硬度分别为175 HV和205 HV;SMAW和GTAW接头的抗拉强度分别为623.6 MPa和690.7 MPa,断裂位置均为母材,弯曲试验合格,接头塑性良好;GTAW接头组织和性能优于SMAW。     

镁合金 TIG 焊接接头组织和力学性能分析

应用交流TIG焊对镁合金板材进行焊接,对焊接接头进行组织观察和力学性能测试.结果表明,焊缝区为细小的等轴晶粒,热影响区晶粒粗大,拉伸断裂多发生在晶粒粗大的热影响区.