钢结构复合板焊接接头的组织与性能研究

采用手工电弧焊+埋弧焊多层多道次复合焊对304不锈钢/Q235钢结构复合板进行焊接,研究了焊接接头中母材、焊缝和复层的显微组织、元素分布、硬度分布和断口形貌。结果表明,复合板焊接接头组织中未见气孔、夹杂等缺陷,复层焊缝中的铁素体在细小奥氏体晶粒间呈网状分布;复层中从焊缝至母材的Cr元素和Ni元素含量逐渐降低,焊缝区域中的Cr和Ni的含量都高于母材;经过多道次复合焊接后的焊接接头的强度满足不锈钢复合板抗拉强度大于或者等于396 MPa的要求,拉伸断口呈现出韧性断裂特征。     

Q345/IN825复合板焊接接头组织与性能

对Q345/IN825复合板复层与基层分别采用钨极氩弧焊(GTAW)和埋弧焊(SAW)进行焊接试验。采用光学显微镜、扫描电镜对焊缝显微组织及主要合金元素分布进行了分析,利用拉伸、冲击和硬度试验测定了接头的力学性能。结果表明,基层焊缝组织为珠光体和针状铁素体,复层焊缝组织为树枝晶奥氏体,复层母材侧热影响区的奥氏体组织有明显粗化现象,复层焊缝中发现有Nb元素富集产生的析出物。接头的抗拉强度介于Q345和IN825母材强度之间,拉伸断裂发生在母材部位;焊缝金属冲击韧性低于母材;焊缝硬度高于母材硬度。焊缝金属与母材之间没有发生明显的元素迁移,确保了复层焊缝的耐蚀性。     

建筑用405/Q345复合钢板的焊接工艺与性能研究

采用焊条电弧焊(SMAW)和钨极氩弧焊(GTAW)方法对405/Q345复合板进行了焊接处理,研究了两种焊接工艺下焊接接头的显微形貌、力学性能、硬度和耐腐蚀性能。结果表明,两种焊接工艺下的焊接接头的抗拉强度都高于Q345钢板母材,且断裂位置都位于母材处。两种焊接工艺下复合板焊接接头过渡层焊缝均由α+γ组成。复合板焊接接头与405母材的耐腐蚀性能从高至低依次为:焊接接头B>焊接接头A>405母材。     

304L/SA516Gr70不锈钢复合板焊接接头的组织与性能分析

针对304L/SA516Gr70不锈钢复合板,采用钨极氩弧焊方法并选用ER309L焊丝焊接覆层和过渡层,选用E5015焊条电弧焊焊接基层.对焊接接头进行拉伸强度等力学性能测试,结果表明,拉伸试样断裂于母材,焊接接头的抗拉强度达573.4 MPa,断口呈明显的韧性断裂;观察接头金相组织表明,过渡层焊缝组织为黑色的蠕虫状和...     

2205双相不锈钢与Q235A异种金属焊接接头的组织与性能

采用钨极氩弧焊(GTAW)打底,焊条电弧焊(SMAW)填充和盖面的焊接方法,分别以ER2209焊丝和E2209焊条作为填充材料对2205双相不锈钢和Q235A异种金属的焊接进行了研究。对获得接头进行拉伸强度和显微硬度测试,发现拉伸试样断裂位于强度相对较低的Q235A母材一侧,在接头区域Q235A母材与焊缝金属交界面处的硬度值较高;金相组织观察显示,在接头的Q235A与焊缝金属侧分别存在脱碳层与增碳层,这是由于焊接过程中碳元素发生迁移的结果;利用扫描电镜观察接头断口形貌,接头呈明显的韧性断裂;对接头焊缝金属区进行X射线衍射相结构组成测定,未发现焊缝金属区中存在有害相析出,表明获得接头的质量良好,完全能够满足实际工程结构的使用要求。     

焊接速度对铝铜复合板搅拌摩擦焊接接头的影响

采用搅拌摩擦焊接(friction stir welded,FSW)对铝铜层状复合板进行了焊接,研究了焊接速度对焊接接头组织与性能的影响。结果表明,铝铜复合板搅拌摩擦焊接接头在焊缝区域内铝铜金属呈层状分布,随焊接速度增大,焊核区铝与铜晶粒尺寸逐渐减小。在焊接速度为95 mm/min时,铜层接头平均显微硬度达到88 HV0.2,为铜母材的71.96%。在焊接速度为47.5 mm/min时,铝层接头平均硬度可达到35 HV0.2,高于铝母材显微硬度,并且焊接接头的抗拉强度为115.22 MPa。随着焊接速度的增大,抗拉强度和伸长率降低,拉伸试样断口微观形貌以解理断裂为主。     

焊速对铝铜复合板搅拌摩擦焊接接头的影响

采用搅拌摩擦焊接（friction stir welded, FSW）对铝铜层状复合板进行了焊接,研究了焊接速度对焊接接头组织与性能的影响。结果表明,铝铜复合板搅拌摩擦焊接接头在焊缝区域内铝铜金属呈层状分布,随焊接速度增大,焊核区铝与铜晶粒尺寸逐渐减小。在焊接速度为95 mm/min时,铜层接头平均显微硬度达到88 HV0.2,为铜母材的71.96%。在焊接速度为47.5 mm/min时,铝层接头平均硬度可达到35 HV0.2,高于铝母材显微硬度,并且焊接接头的抗拉强度为115.22 MPa。随着焊接速度的增大,抗拉强度和伸长率降低,拉伸试样断口微观形貌以解理断裂为主。     

Q235低碳钢板冷金属过渡焊工艺研究

为了提高低碳钢冷金属过渡焊的焊缝质量,对6 mm厚的Q235钢板进行了I型坡口冷金属过渡焊试验,研究了不同工艺参数下的焊缝成形与接头力学性能。结果表明:Q235钢冷金属过渡焊的最佳工艺参数为焊接电流255A,焊接电压25.5 V,送丝速度7.5 m/s,焊接速度0.80 m/min。此工艺下的焊缝成形良好,接头拉伸试样断裂于母材位置,焊缝力学性能高于母材,焊缝硬度值达到274 HV。     

热轧不锈钢复合板储罐焊接技术研究

针对304L/Q235B不锈钢复合板的母材成分及其焊接特点,对其焊接工艺和焊接性进行研究,选用E309L-16焊接复层和过渡层,E4315作为基层的填充金属。采用V型坡口,通过一定的焊接工艺和参数进行焊接。焊后对焊接接头进行力学性能测试,微观组织分析和耐腐蚀测试。结果表明,该工艺可以获得高质量的焊接接头,可用于不锈钢复合板建造储罐的实际应用。     

TC4厚壁管全位置PAW工艺及接头性能分析

介绍了一种适合TC4钛合金厚壁管的等离子弧焊接新工艺,通过对工艺参数分区控制和优化匹配,实现了钛合金管道全位置优质焊接.采用光学显微镜、扫描电镜以及显微维氏硬度仪分别对特征位置焊接接头的显微组织、断口形貌以及显微硬度进行表征.结果表明,特征位置接头焊缝区及热影响区显微组织均主要由网篮状α'相、针状α相以及粗大β相组成;接头拉伸性能良好,拉伸试样均断裂于母材处;冲击试样的断裂形式为韧性断裂;焊缝区及热影响区硬化区的硬度值高于母材.     

NS700耐酸钢闪光对焊接头组织及力学性能研究

对NS700耐酸钢进行一系列的闪光对焊试验,采用金相显微镜和扫描电镜分别观察了焊接接头的显微组织和拉伸断口形貌,采用显微硬度计和万能拉伸试验机分别检测了接头的显微硬度和抗拉强度。结果证明,焊缝区组织细密,晶粒均匀,无夹渣、未熔合、冷裂纹等焊接缺陷;焊接接头的硬度较母材要高,硬度从焊缝到热影响区呈减小趋势,焊缝区硬度最大;焊缝的抗拉强度达到800 MPa以上,接近母材的抗拉强度。拉伸断口形貌存在大量的韧窝,表现为典型的韧性断裂。闪光电流为40°,顶锻电流为25°时,焊接接头具有良好的综合力学性能。     

Q235B+304薄内衬复合管对接焊缝组织与性能

针对复层无法单独施焊的0.6 mm+4.0 mm的Q235B+304薄内衬复合管，采用过渡层+两层盖面层的3道次焊接方法及钨极氩弧焊（TIG），分别采用常用的ER309L焊丝、ERNiCrMo-3镍基合金焊丝及带药皮的TGF309L焊丝进行过渡层的焊接，采用ER70S-6焊丝进行盖面层焊接，设计了3种焊接方案，对焊接接头进行了显微组织分析、拉伸、硬度测试，重点分析过渡层焊缝性能，验证采用过渡层+两层盖面层的3道次焊接方法对薄内衬复合管进行焊接的可行性，并对3种过渡层焊材的焊接接头性能进行比较。结果表明，3种焊接方案的焊缝成形良好，3种过渡层焊材与复合管之间均具有良好的焊接性；采用ER309L和TGF309L焊丝的过渡层焊缝为奥氏体加少量蠕虫状铁素体组织；采用ERNiCrMo-3焊丝的过渡层焊缝由细小的富镍奥氏体等轴晶及晶间组织构成；采用ER70S-6焊丝的盖面层焊缝为板条状马氏体组织。3组焊接接头抗拉强度均达到复合管基层母材基本要求，基层母材-过渡层焊缝的熔合线附近均会由于发生碳迁移导致局部硬度增大，这是接头的薄弱环节。     

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。     

304/Q235复合板多主元高熵化焊缝的组织与性能

对304/Q235复合板进行激光填粉焊接试验,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、材料万能试验机及电化学工作站等,对比分析了多主元高熵化CrNi₂MnTi_0.5Al_0.5焊料及Fe基焊料所得焊接接头的微观组织、物相结构、力学性能与电化学腐蚀性能,探索了焊缝填充材料对不锈钢复合板焊缝微观组织、接头性能的影响规律。结果表明,CrNi₂MnTi_0.5Al_0.5焊料焊缝区形成了FCC及Ti₃Al颗粒的双相结构,焊缝显微硬度仅为Fe基焊料焊缝区硬度的69%~75%。两种焊接接头都有较好的抗拉强度,拉伸试样都在母材区断裂。CrNi₂MnTi_0.5Al_0.5焊料焊缝区具有最佳的耐蚀性能,其腐蚀速率约为304不锈钢的41%。     

热轧不锈钢复合板组织与性能分析

采用真空电子束焊接技术对304不锈钢和Q235B碳钢进行焊接组坯,以对称轧制方式进行热轧得到了1/6 mm规格的不锈钢复合板。通过拉伸试验机、金相显微镜和扫描电镜等设备对复合板板形、结合面组织和力学性能进行了检测分析。其结果显示:采用真空电子束焊接组坯和热轧工艺得到的304/Q235B复合板板形平整,板厚控制均匀,结合面无间隙,各项方学性能良好,其中剪切强度为450 MPa,远高于不锈钢复合板国家标准要求的210 MPa,达到了R1级标准。剪切接头断口存在大量韧窝,为韧性断裂且断裂位置为Q235B基层侧。     

Q345R/316L复合板单面焊接工艺及其接头性能

对首钢公司生产的13+3 mm厚Q345R/316L复合板进行单面焊接工艺研究。采用先焊不锈钢,然后过渡层,最后填充焊接碳钢的工艺,通过拉伸、冲击和硬度等试验方法评价该复合板焊接接头的性能。结果表明,该焊接工艺获得的焊接接头力学性能满足标准要求,且复层焊缝具有良好的耐晶间腐蚀性能。分析单面焊焊接接头焊缝区的化学成分变化,发现采用该焊接工艺,接头碳钢第一层焊缝受不锈钢焊缝熔入影响,硬度急剧升高,碳钢焊缝的硬度及成分焊接到第四层才能避免不锈钢焊缝的熔入影响。     

轧制复合板及焊接接头组织与力学性能

为了能够更好的指导复合材料焊接工艺的制定，采用自熔等离子弧焊、埋弧焊和钨极气体保护焊3种焊接方法进行组合焊接。焊后通过金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线能谱仪等分析方法，分析了轧制复合板及其接头的微观组织、界面元素分布、显微硬度及拉伸性能。结果表明，基材和覆材（复合材料的耐腐蚀层）界面元素扩散层厚度约10μm，由于增碳层和脱碳层的存在，显微硬度值随之升高和降低，抗拉强度达665 MPa，断口形貌呈韧脆混合断裂特征。焊接后，基材与过渡层焊缝界面扩散层厚度约5μm，基材与覆层焊缝界面扩散层厚度约3μm；第一道覆层焊缝由于受到多道焊缝焊接热的作用，铁素体体积分数含量达65%，平均显微硬度约380 HV0.2；接头抗拉强度与复合板相比降低约11%，断口韧窝大小、深度明显减小，断裂在焊缝处。     

钛钢复合板搅拌摩擦焊接接头组织与力学性能

采用搅拌摩擦焊对接工艺焊接厚度为2 mm的TA2-Q235B钛钢复合板。采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察焊接接头显微组织及断口形貌,并采用拉伸试验机和显微硬度计测试焊接接头力学性能及不同区域的显微硬度。结果表明,钛钢复合板焊接接头从上到下分为上部钢焊接区,中部钛钢混合区及下部钛焊接区3个区域,其中钛钢混合区呈交替层叠状结构。当轴肩旋转速度为300 r/min,焊接速度为40 mm/min时,焊接接头的抗拉强度为386 MPa,达到母材强度的80%以上,焊接区域的硬度平均值为243.5 HV,焊接接头断裂源于结合较弱的前进侧热机影响区域。     

不锈钢复合钢板焊接接头性能分析

采用多层多道焊焊接Q235+TP304不锈钢复合钢,在基层焊接中采用埋孤焊,在复层焊接采用焊条电弧焊,并对焊接接头进行了拉伸试验、弯曲试验、硬度测试和显微组织观察.结果表明:宜采用多层多道焊焊接不锈钢复合中厚板,后一层对前一层具有热处理作用,降低了产生焊缝裂纹的倾向;基层焊接时,在热影响区易出现过热区,须控制焊接热输入,减少过热区宽度.而且在复层焊接时,若焊接参数选择不合适,会出现热影响区组织恶化,影响焊接接头的塑性、韧性、耐腐蚀性,应尽量采用小电流、窄道快速焊,减少热输入,缩短接头在450℃～850 ℃敏化温度区间停留的时间,以避免因贫铬而产生晶间腐蚀现象;另外过渡层焊接时采用小电流,稍微大点的焊接速度,尽量减小熔合比,保证焊缝的奥氏体组织.     

AZ71镁合金TIG焊焊接接头微观组织与力学性能

采用钨极氩弧焊接方法对2.2mm厚镁合金AZ71薄板进行焊接加工。焊后对接头进行拉伸试验和硬度测试,结果表明:采用90A的电流焊接时,接头抗拉性能最好(281.23MPa),达到母材的89.58%。断裂发生在焊缝区,焊接接头断口呈准解理断口,接近解理断口;母材断裂为延性断裂,断口呈韧窝断口;焊缝区显微硬度最高,其次是母材,热影响区硬度最低。