工艺参数对热浸镀锌抑制层的影响

从锌液中Al含量、带钢入锅温度、锌液流动性和浸镀时间四个方面阐述了热浸镀锌过程中工艺参数对抑制层的影响,为在热浸镀过程中得到较好的抑制层,进而得到优质的镀层产品提供了理论依据。     

热浸镀锌技术的研究进展

介绍了连续热浸镀锌和批量热浸镀锌工艺及其适用范围,论述了热浸镀锌层的组织和性能,分析了合金元素、钢基体化学成分、热浸镀温度和热浸镀时间等因素对热浸镀锌层组织和性能的影响,介绍了热浸镀锌技术的应用领域和研究现状,对该技术的研究方向进行了展望。     

球磨钢件表面残留锈蚀度及其对热浸镀锌漏镀的影响

目的 探究球磨前处理对钢件表面残留锈蚀度及其对热浸镀锌漏镀的影响,以期开发一种环境友好型的热浸镀锌工艺。方法 采用自主设计的高温双筒球磨机,对热浸镀锌钢件进行前处理。采用光学与电子显微镜分析球磨参数对钢件表面残留锈蚀度的影响。对球磨后的钢件进行热浸镀锌,采用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)以及高温悬滴式接触角测定仪研究钢件表面残留锈蚀产物及其对热浸镀锌漏镀的影响。结果 随着磨球粒径的增大,钢件表面残留锈蚀度a先减小后增加,磨球粒径为5 mm时达到最小值;随着滚筒转速和球磨时间的增加,钢件表面残留锈蚀度不断减少;当磨球粒径为5 mm、滚筒转速为140 r/min和球磨时间为40 min时,钢件表面残留锈蚀度a可减少到0。随着钢件表面残留锈蚀度的减小,锌液滴与基体间的接触角减小。当残留锈蚀度达到0时,接触角q =84°,锌液在基体表面均匀铺展,可避免漏镀的发生。结论 球磨除锈可以代替酸洗除锈,以减少热浸镀锌工艺对环境的污染。     

热浸镀法Cu/Al液固复合的研究

采用热浸镀方法研究了助镀剂KF在热浸镀中促进Cu/Al液固复合方面的作用,并且分析了热浸镀中Al液温度、浸镀时间对冶金反应层成分和厚度的影响.结果表明,试样经过表面处理,在助镀剂中浸泡4 min,浸镀温度为720 ℃,浸镀时间为25 s时得到的复合效果最好.     

工艺变化对热浸镀铝影响的研究

通过改变热浸镀工艺,分析了工艺变化对镀件质量和镀铝液所产生的影响。结果表明,镀件形貌、厚度、合金层重熔和裂纹的产生与热浸镀温度有密切关系;适量微量元素的加入可以改善镀铝液表面氧化膜结构、降低膜的吸气和氧化速度、减小铝液中铁对热浸镀的影响,明显延长镀液的使用寿命,提高热浸镀件的质量。     

新型钢管热浸镀锌生产线的应用

为了改善钢管热浸镀锌生产环境,提高镀锌钢管质量,河北省衡水钢管厂新上了 1条钢管热浸镀锌生产线。该生产线采用新颖的液压机械手浸镀,以取代传统的结构庞大的转耙式与螺旋式镀锌机构,不仅简化了热镀锌管生产机构,改进了镀锌工艺,而且提高了镀锌管质量,降低了生产成本。     

全线地面自动的新型钢管热浸镀锌生产线

依据现行转耙式和螺旋式钢管热浸镀锌线在设备和浸镀方面存在的问题,综合采用现行热浸镀锌先进技术,研制开发出全线地面自动的新型钢管热浸镀锌生产线。介绍了该镀锌线的工艺流程、设备布置和结构特点。     

不锈钢表面热浸镀铝工艺及表面形貌

通过控制浸镀液成分、热浸镀温度、热浸镀时间以及助镀剂等工艺因素,对304不锈钢进行热浸镀铝处理。采用金相显微镜观察热浸镀处理后试样表面质量,选出较优的热浸镀工艺参数。结果表明:采用不同的铝合金镀液,需要不同的助镀剂、浸镀温度及浸镀时间与之匹配。在纯铝液中,采用助镀剂NH4Cl+Zn Cl2,在750℃热浸镀10 min,试样表面组织较致密均匀,质量较好。采用Al-2%Si合金液作为镀液时,镀层表面粗糙度普遍较小。其中采用助镀剂NH4Cl+Zn Cl2时,在700℃下热浸镀15 min,试样表面粗糙度最小,表面较平坦。在Al-1.5%RE合金液中,采用助镀剂Cr2O3时,在750℃下热浸镀15 min,试样表面质量较好。不锈钢表面热浸镀铝层表面质量与其分形维数有密切关系,分形维数越大,表面微细结构越复杂,表面微观质量就越好。     

Zn-Al-Mg合金镀层钢丝热浸镀工艺研究

锌铝镁镀层耐蚀性远强于传统纯锌镀层,介绍了一种适用于钢丝类基材的热浸镀锌铝镁镀层工艺:采用Zn-6%Al-3%Mg热浸镀镀液所制备镀层具有较高耐蚀性及力学性能;采用新型助镀剂的溶剂法(干法)所制备钢丝镀层质量高、污染小;镀层厚度随浸镀温度及浸镀时间的增加以不同速率增长;在浸镀温度470～500℃、浸镀时间60～120s、镀后冷却速率30℃/s条件下所制备钢丝镀层质量稳定、力学性能较好、与基体结合力强、具有更高的耐蚀性能。     

钢板连续热浸镀铝硅镀层的微观结构和冷成形性能

采用连续热浸镀工艺和成分为Al-10％Si(质量分数)的镀液在0.8 mm厚的冷轧低碳钢板上制备铝-硅涂层.检测了连续热浸镀铝硅镀层的形貌、元素分布、微观结构和相成分.研究了钢板浸入渡槽的温度(640～710℃)对镀层组织和冷成形时开裂倾向的影响,并分析了涂层开裂的原因.结果表明:钢板浸入渡槽的温度对热浸镀铝硅镀层的组...     

旋转速度对高强铝厚板搅拌摩擦焊温度场的影响

基于ANSYS，通过对高强铝厚板搅拌摩擦焊的三维温度场有限元数值模拟，定量分析了厚板搅拌摩擦焊中最重要的工艺参数——旋转速度对搅拌区焊接温度场的影响。结果表明，在厚板焊接时，随着旋转速度增加，搅拌区温度总体升高，且高温区的贯穿深度增加。分析表明焊缝金属流变区最低温度在靠焊件底面搅棒表面处，该温度是限制厚板搅拌摩擦焊接性和焊接速度的主要因素。     

2219-T87厚板搅拌摩擦焊沿厚度方向的性能差异

采用搅拌摩擦焊方法对35 mm厚的2219-T87高强铝合金进行了单道对接焊.结果表明,焊缝的抗拉强度可达274 MPa,且断裂于焊核区.用螺旋形搅棒焊接厚板时,焊接速度较慢,焊核区上部组织因温度较高,同时在螺旋产生的向下泵吸作用下,会产生比较粗大的疏松组织;而焊核区中下部组织则因温度较低,并在螺旋推力作用下形成比较细小的致密组织.焊核区上部的显微硬度存在一个下陷区,而中下部的显微硬度变化较为平缓.焊接厚度过大时,螺旋搅棒的泵吸作用引起焊核区上部组织疏松,并使其显微硬度下陷,是造成厚板搅拌摩擦焊缝强度不高且断裂于焊核区的原因.     

强制冷却搅拌摩擦焊接工艺

搅拌摩擦焊接在工业生产中应用的主要问题之一,是焊接硬化状态材料时接头强度系数较低.简要分析了焊接热对接头强度的影响,提出了在搅拌摩擦焊接过程中进行强制冷却的工艺方法.对比了强制冷却对紫铜搅拌摩擦焊接头表面状况、硬度分布和接头性能的影响,建立了强制冷却搅拌摩擦焊接过程中焊接区温度的近似表达式.结果表明,在紫铜搅拌焊接过程中进行强制冷却,可以降低焊接过程中焊缝及热力影响区变形金属的温度,减小接头软化的程度和范围,提高搅拌摩擦焊接接头的性能.采用转速1 500 r/min、移动速度0.3 mm/s的强制冷却的工艺方法,得到的紫铜搅拌摩擦焊接头抗拉强度达269 MPa.     

加氢换热器角焊缝密封接头焊接工艺参数优化

利用有限元软件ABAQUS,开发了一个顺次耦合的角焊缝焊接热应力计算程序,研究了加氢高压换热器板式焊接密封接头应力场的分布;以此数值模拟结果为基础,结合正交试验设计方法,分析了焊接电流、电弧电压、焊接速度及预热温度4个工艺参数对焊接残余应力场的影响,找到一组使焊接残余应力最小的最优焊接工艺参数.结果表明,焊接速度对焊接残余应力的影响最大,该角焊缝焊接残余应力的最高值集中在焊缝和热影响区附近.研究结果为优化加氢高压换热器板式焊接密封的焊接工艺,预防焊接密封接头的开裂失效提供了理论基础.

Abstract：

Using the finite element analysis software ABAQUS, a sequentially coupled fillet welding thermal-stress program was developed to calculate the stress distribution of plate sealing joint in the high pressure hydrogenation heat exchange. Based on the numerical solutions and the orthogonal method, the influence of four welding parameters including welding current, welding voltage, welding speed and preheating temperature on residual stress distribution was analyzed and a group of optimal welding parameters were obtained, which provided a reference for preventing the failure of fillet weld sealing joint in the high pressure hydrogenation heat exchange.     

5A06铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊T形接头组织与性能

采用静止轴肩搅拌摩擦焊方法实现了10 mm厚5A06铝合金T形接头的焊接. 通过低主轴转速匹配高焊接速度与高主轴转速匹配低焊接速度两组不同的焊接参数,结合拉伸试验、宏观与微观金相分析、电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,EBSD)分析与扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)断口分析,研究了热输入对焊接接头力学性能与组织的影响. 结果表明,在两组焊接参数下均可获得无孔洞缺陷的全焊透T形接头,焊缝表面光滑平整,几乎无减薄发生;热输入不同会改变搅拌针与周围材料的摩擦形式,引起焊缝出现弱结合缺陷,并影响接头抗拉强度; 在高主轴转速匹配低焊接速度时,焊缝中心重叠区顶部易产生弱结合缺陷,导致接头抗拉强度较低,为198 MPa,拉伸试样断裂在筋板. 在低主轴转速匹配高焊接速度时,焊缝无缺陷存在,接头抗拉强度为287 MPa, 拉伸试样断裂在底板.     

钛铝复合板横向共挤压翘曲变形分析

针对双金属横向共挤压成形过程中钛铝复合板的翘曲变形问题,采用Deform-3D数值分析,进行塑性变形分析和成形工艺参数优化,提出了主变形的铝材挤出翘曲角和界面压力焊合的压应力标准差作为翘曲变形的评价策略.数值模拟结果表明:翘曲角与挤压速度、温度分别呈正相关和负相关的演变规律,即"高温低速"的共挤压制备工艺有助于减小钛铝...     

Semisolid joining of aluminum A356 alloy by partial remelting and mechanical stirring

A method to reach the globular weld structure of A356 aluminum alloy using stirring the localized semisolid zone during butt-joining is developed. Since the heat conductivity of this alloy is very high, the accurate controlling of temperature during joining must be considered. A gas heating system was used to heat up the nitrogen gas up to the required temperature. A dried and free oxygen gas was prepared when a stream of nitrogen gas could pass closely around a hot element. Hot and pure nitrogen gas flow through a precise ceramic nozzle was used to create a localized semisolid pool. At this stage a fine stirrer was introduced into the weld seam in order to mix the two sides into a single uniform joint. Substrates were moved in direction of joint line by a small trolley to avoid the deviation of nozzle from the joint line and its distance and angle from the substrate. A fixture system was used to hold two substrates together on the trolley. A narrow hot plate was located on the trolley to heat up the joint line due to high heat conductivity of aluminum. Effect of gas temperature was investigated on the microstructure and mechanical properties of weld seam. Results showed that increase in temperature promoted the final welding properties, and also at liquid fractions less than 50% joining was not fully practical. The best mechanical properties were achieved with liquid fraction of about 70%.     

搅拌针转速对厚板镁合金SSFSW焊缝组织及性能的影响

对9 mm厚板AZ31B镁合金进行静止轴肩搅拌摩擦焊(stationary shoulder friction stir welding,SSFSW)工艺试验,探讨搅拌针转速(500～1 000 r/min)对焊缝组织及力学性能的影响规律.结果表明,在给定焊接速度80 mm/min下,搅拌针转速在600～800 r/min范围可获得表面光滑、无内部缺陷的对接焊缝,当转速为1 000 r/min时焊缝表面出现不连续凹坑但内部仍无缺陷.随着转速增加,晶粒尺寸由(11.11±1.68)μm增加到(18.95±1.83)μm;在700 r/min时焊核区晶粒尺寸沿板厚差异最小.焊缝中间硬度分布具有不均匀性且随转速增加而减小,最大差异为10.97 HV,最低硬度47 HV位于前进侧的热力影响区与焊核区界面处.在700 r/min下接头力学性能最佳,强度系数为90.2%、对应断后伸长率为母材69.3%.随着转速增加,断裂模式由韧-脆混合断裂转变为剪切-韧性混合断裂.     

TA19钛合金惯性摩擦焊接工艺

采用惯性摩擦焊接工艺对TA19钛合金进行了焊接试验研究,针对不同工艺参数下的焊接接头力学性能进行了室温拉伸、高温拉伸及显微硬度等测试,并对优选工艺后焊接接头显微组织进行了分析. 结果表明,TA19钛合金具有良好的惯性摩擦焊接性,在合理焊接工艺条件下能得到高强度焊接接头;焊接接头各区域中焊缝区显微硬度最高,随着向母材区过渡,显微硬度逐渐降低;焊缝区为典型的动态再结晶组织,主要由少量沿β相晶界分布的沿晶α相+α′马氏体组成,热力影响区由变形初生α相+α′马氏体组成,热影响区微观组织与母材相近,仅有部分板条状β相及板条状次生α相发生交叉分布.     

2219铝合金厚板搅拌摩擦焊接温度场数值模拟

通过已建立的数学模型利用ANSYS软件,对14mm厚2219铝合金搅拌摩擦焊接过程(搅拌头插入阶段和焊接稳定阶段)中的温度场进行数值模拟,并与在焊缝相应位置埋入热电偶检测结果进行对比分析.试验发现,搅拌头插入阶段焊缝的温度变化与焊接速度无关,开始阶段升温速率最大;焊接稳定阶段,沿板厚度方向呈现上宽下窄、上高下低的温度梯度分布趋势.两个阶段都是旋转频率越高,焊缝的峰值温度越高.结果表明,温度场模拟与试验检测结果基本吻合,数学模型正确.