Q1400超高强钢激光-MAG复合焊与MAG组织及性能对比

针对一种屈服强度1 400 MPa新型超高强钢,对比分析了在使用低强匹配焊材的条件下MAG和激光-MAG复合焊的组织及性能差异。2种焊接工艺的成形及截面形貌均连续均匀,无气孔、裂纹、夹渣等微观缺陷。MAG采用2 mm钝边的60°坡口,热输入大、冷却速度较慢,焊缝组织主要为马氏体+贝氏体组织,焊缝-40℃冲击吸收能量为45 J,为母材的150%;热影响区冲击吸收能量为30 J,与母材水平相当;接头抗拉强度为1 166 MPa,相当于母材的69%。激光-MAG复合焊采用6 mm钝边的40°坡口,打底焊焊缝为马氏体组织;填充焊焊缝为马氏体+贝氏体组织;焊缝-40℃冲击吸收能量与MAG相当,但热影响区的冲击吸收能量达到42 J,优于MAG和母材;接头抗拉强度接近1 300 MPa,高于MAG 125 MPa,相当于母材的76%。激光-MAG复合焊焊接效率优于MAG,达到MAG的3倍以上。     

Incoloy 825镍基高温合金电子束焊工艺及接头组织与力学性能分析

采用电子束焊,对空冷器管箱Incoloy 825镍基高温合金进行对接焊试验. 通过对焊接接头的组织观察,并结合拉伸力学性能以及接头的冲击韧性等试验,分析镍基高温合金电子束焊接头的组织和力学性能. 结果表明, 采用电子束焊焊接镍基高温合金可以得到良好的焊接接头,焊缝区组织由大片等轴晶和少量柱状晶组成;焊缝区没有出现明显的元素烧损现象;焊缝、热影响区硬度达到母材硬度值;焊缝接头抗拉强度达到600 MPa,接近母材抗拉强度,接头断裂形式为韧性断裂;焊缝和热影响区的冲击吸收能量高于母材区,其中焊缝区的冲击吸收能量达到了262 J,冲击断口形貌为韧窝状.     

激光-电弧复合焊接头根部特性分析

对厚板HQ785T1低合金高强钢填充HS-70焊丝激光—电弧复合焊接头根部化学成分分析及元素线扫描分析，结果表明，焊缝部位主要元素的含量介于母材和焊丝之间，焊缝从上部到根部，随着深度的增加，焊缝元素组成越接近母材，根部焊缝组成以母材成分为主，焊丝成分所占比例较小；焊缝根部冲击韧性低于焊缝上部, 增大坡口钝边，焊缝根部的冲击韧性降低；金相显示根部焊缝中心组织为粒状贝氏体组织，随着钝边尺寸的增加，碳化物析出量减少，组织略显粗大，组织脆性增加.     

转向架耐候钢角接接头激光/激光-MAG复合焊工艺

为解决高速列车转向架耐候钢焊接构架中存在的焊缝根部未焊透问题,针对转向架焊接构架中典型的角接接头,采用激光/激光-MAG复合焊接技术进行系统的工艺试验,通过分析焊缝熔透及成形情况,确定适合激光/激光-MAG复合焊角接接头的坡口角度为35°、钝边尺寸为4 mm,以及相应焊接工艺参数。焊接接头无明显的淬硬组织,硬度测试结果满足相关标准规定。     

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。     

坡口形状对GH536焊接接头组织及力学性能的影响

为探讨不同坡口角度对GH536镍基高温合金焊接接头组织及性能的影响,研究了其焊缝中心及热影响区组织、硬度及疲劳裂纹扩展速率。结果表明：随着坡口角度的减小,焊缝尺寸变大,热影响区范围扩大,焊缝中心的组织发生改变,硬度逐渐提高;相同应力强度因子幅条件下,GH536高温合金大角度坡口焊接接头具有较高的疲劳裂纹扩展速率,但小角度坡口的焊接接头疲劳裂纹扩展速率增加相对较快;在设计GH536镍基高温合金焊接坡口时,要综合考虑焊缝开裂的难易程度及疲劳裂纹扩展速率。     

大间隙FAB埋弧焊焊接试验及接头性能

对两种相同成分、不同厚度的DH36船用钢板进行大间隙不同填充材料的FAB埋弧焊接试验,分析焊接接头力学性能和微观组织特点。结果表明:采用FAB埋弧焊打底及埋弧焊填充盖面的工艺焊接后的接头抗拉强度、弯曲性能、硬度值、冲击韧性等性能指标都能满足规范要求;焊缝中心是整个接头冲击韧性最薄弱位置,表面焊缝中心采用多层多道焊接,其冲击值高于根部;填充材料碎焊丝和铁粉成分不同,但对于根部焊缝中心冲击值的影响不大;母材采用TMCP工艺制造及低碳成分设计,热影响区组织粗化不明显,冲击韧性良好。     

7 mm厚TC4钛合金电子束焊接头组织和性能

采用真空电子束焊对7 mm厚TC4钛合金板进行焊接,利用光学显微镜对焊接接头显微组织进行表征,分析不同区域显微组织,通过显微硬度、拉伸试验、冲击试验、弯曲试验对力学性能进行测试,借助扫描电镜对拉伸、冲击断口形貌进行观察,对焊接接头显微组织演变规律和性能进行研究。结果表明,真空电子束焊焊接接头成形良好,TC4钛合金母材组织由α相和β相组成,焊缝区组织由原始的β相转变而成α′相（针状马氏体）,为粗大的柱状晶组织,热影响区组织由均匀且细小的针状马氏体α′相及原始的α相和β相组成;焊缝区显微硬度高于热影响区和母材区,从焊缝顶部到根部显微硬度逐渐下降;焊接接头抗拉强度高于母材抗拉强度;V形缺口在焊缝区的冲击试样具有较好的韧性。     

高氮奥氏体焊丝焊接超高强钢接头组织和性能

为解决超高强钢焊接冷裂纹问题,采用强度低于母材的高氮奥氏体丝材进行GMAW工艺试验,研究在不同坡口角度下超高强钢焊接接头组织性能. 结果表明,采用该焊丝获得的接头焊缝成形良好,焊缝截面未见裂纹缺陷. 熔合线附近组织主要为针状和板条状马氏体,焊缝组织主要为奥氏体及被奥氏体基体所包围的铁素体树枝晶. 熔合线附近马氏体区硬度平均值为530 HV;焊缝区硬度平均值为275 HV. 相对于60°坡口接头,90°坡口接头熔合线附近马氏体组织硬度更高. 90°坡口接头的抗拉强度平均达到850 MPa,最高达887 MPa,而60°坡口接头抗拉强度平均仅为690 MPa.     

2205双相不锈钢焊接接头显微组织与力学性能研究

使用手工焊条电弧焊对2205双相不锈钢板进行了对接平焊和立焊试验,测试了焊接接头的显微组织及力学性能。结果表明,接头焊缝区含有大量奥氏体,且随着焊接热输入的增加,奥氏体含量明显增加,接头的抗拉强度及伸长率增大;不同焊接热输入得到的接头都表现为热影响区硬度值最高,焊缝区最低;焊缝冲击断口的断裂机制为韧窝和准解理混合断裂,韧窝中心分布着大小不均的第二相颗粒。     

超高强度钢35CrMnSi惯性摩擦焊接头组织与性能

对35CrMnSi超高强度钢进行了惯性摩擦焊试验研究,对热处理前后焊接接头组织、显微硬度进行分析测试,并对热处理后焊接接头进行了拉伸性能、冲击性能及拉伸断口分析。结果表明:焊后接头焊缝组织为板条马氏体与残余奥氏体,热力影响区组织为细小的马氏体、索氏体、珠光体和铁素体混合组织;热处理后焊缝组织为回火马氏体与少量铁素体;摩擦焊接头焊缝区的硬度高于热力影响区和母材,热处理后焊接接头硬度趋于一致,焊接接头抗拉强度大于1 890 MPa,断后伸长率大于7. 5%,焊缝区拉伸断口为混合断口;焊接接头冲击吸收能量大于18. 5J。     

Wel-Ten780A高强钢焊接接头组织和性能研究

通过对Wel-Ten 780A高强钢焊接接头进行了拉伸、冲击、硬度及金相组织分析研究,结果表明,采用YM-80A(ER110S -G)焊丝焊接Wel-Ten 780A高强钢时,焊接接头的抗拉强度、屈服强度较母材实测值有所降低;焊接接头具有良好的冲击性能,焊缝、热影响区的室温冲击吸收能量均高于母材;焊接接头的硬度在350...     

焊接热输入对纯铜焊缝组织及其力学性能的影响

在纯铜(T2)钨极氩弧自动焊(TIG)条件下,研究了不同焊接热输入对焊缝成形、焊缝显微组织及力学性能的影响。结果表明:焊接热输入过大,焊缝正面出现咬边,焊缝反面过宽、余高过高,而焊接热输入过小焊缝未焊透,轧制时易出现根部裂纹;随着焊接热输入的增大,焊缝区以及热影响区晶粒尺寸都增大,接头塑性降低;焊后未轧制时,焊接热输入越大,接头强度越低,而轧制后,焊缝的抗拉强度没有明显的变化,焊接热输入小时的屈服强度明显高于焊接热输入大时的屈服强度,并且接头断裂均发生在焊缝熔合线区,说明熔合线区是整个焊接接头最为薄弱的环节。     

HR3C钢焊接接头高温时效后的显微组织和力学性能

通过光学金相显微镜、透射电子显微镜观察和力学性能试验,研究了HR3C钢焊接接头高温时效后的显微组织和力学性能。结果表明,经650℃时效,HR3C钢焊接接头的强度和硬度升高,焊缝硬度上升幅度大于母材;焊缝的时效脆化倾向明显,时效7000 h后缺口冲击吸收能量都保持在15 J以下。焊缝区晶界处M23C6相的连续网状分布及σ相、G相的存在导致了其较低的缺口冲击吸收能量和时效脆性,而晶内均匀细小Z相的沉淀强化作用则提高了接头的强度和硬度。     

热输入对7A52铝合金光纤激光焊接头组织及性能的影响

采用IPG公司生产的YLS-6000光纤激光器,对6 mm厚热轧态7A52铝合金进行焊接,研究不同焊接参数对接头组织及性能的影响。结果表明,焊缝中心为均匀分布的“雪花”状等轴晶,组织为α-Al+T(Mg3Zn3Al2),与母材相同,晶粒大小随热输入的增加而长大;随热输入增加,Mg,Zn元素的烧损逐渐加重;相同热输入下,高功率、高焊速能够降低Mg,Zn元素的烧损;母材硬度最高约为110 HV左右,焊缝中心硬度最低,硬度从焊缝中心向两侧母材呈“U”型分布;适当增大焊接热输入,接头的冲击吸收能量和抗拉强度均有所提高;在相同热输入情况下,高功率、高焊速的接头冲击性能降低,抗拉强度有所提高,最大抗拉强度为341 MPa,约为母材的69.8%,7A52铝合金光纤激光焊接头拉伸断口形貌呈韧-脆混合断裂。     

高钢级管道环焊缝焊接质量问题及裂纹形成原因分析

对12道存在裂纹缺陷的高钢级管道环焊缝进行了理化检测和缺陷分析,研究了环焊缝存在的焊接质量问题及其主导的裂纹形成机理。结果表明,环焊缝仰焊区域是裂纹萌生的高发区域,文中其占比高达83.33%;环焊缝的抗拉强度、维氏硬度均符合标准要求,但部分环焊缝的焊缝金属夏比冲击吸收能量低于标准要求,不合格试样数占比约19.44%,焊接道层数较少是造成其冲击吸收能量不合格的重要原因;主导环焊缝开裂的焊接质量问题主要包括根焊内表面缺陷、坡口及根部未熔合、根焊硫元素偏析、填充焊坡口铜污染等4类,焊接道层数不足、焊缝错边量超标与上述缺陷叠加促进了裂纹形成。     

Ni_3Al基高温合金JG4356焊接性能和工艺研究

采用真空电子束焊焊接金属间化合物Ni_3Al基高温合金JG4356,利用OM和SEM观察焊接接头的微观组织,利用EDS分析相成分,使用万能力学试验机和显微硬度仪测试焊接接头的力学性能,并观察拉伸断口的形貌。JG4356合金电子束自熔焊中,焊缝熔深和熔宽与电流成正比关系,增大加速电压和降低焊接速率有利于增大焊缝深宽,但过小的焊接速率或低电压小电流焊接会造成焊缝熔宽大于熔深。采用焊接电流10.8 m A、加速电压50 kV、焊接速度760 mm/min的工艺条件对2 mm板材进行无坡口对接焊,可以获得表面形貌良好,室温抗拉强度高于母材的焊接接头。焊接接头平均抗拉强度高达761 MPa、伸长率3.9%,断裂模式为准解理断裂;焊缝和热影响区硬度较高,平均值分别为395.8 HV和342.3 HV;母材为333.6 HV。     

Ti-6Al-4V钛合金板材焊接工艺优化

采用电子自动化激光焊接的方法,研究了不同焊接功率和焊接速度对Ti-6Al-4V钛合金板材的焊接成形性、显微组织和力学性能的影响。结果表明,当激光功率或焊接速度相同时,焊缝熔宽、焊缝背面宽度及焊缝横截面积都会随着激光功率与焊接速度的增大而增大;焊接接头抗拉强度受焊缝成形的影响大于焊缝显微组织的影响,接头的抗拉强度与咬边锐度呈反比。     

DH36高强钢K-TIG焊工艺及接头组织与性能

对高强度船体结构钢DH36钢板进行了K-TIG焊工艺试验研究,对接头微观组织、显微硬度、抗拉强度及焊缝中心冲击吸收功进行了观察与测试,对冲击断口进行了扫描电镜观察。结果表明：采用优化K-TIG焊工艺可不开坡口单道次实现10 mm厚DH36高强钢的单面焊双面成形。焊缝区有明显硬化,最大硬度HV₁₀197,位于焊缝中心,接头抗拉强度高于母材的。大焊接电流导致焊缝中下部原奥氏体晶粒粗化严重,焊缝中心冲击韧性与母材的相比显著降低。     

送丝速度对X90管线钢激光-MAG复合焊焊接接头组织性能的影响

采用不同的送丝速度对X90管线钢进行激光/MAG复合对接焊试验,利用扫描电镜对焊接接头进行组织及冲击断口观察,对接头进行拉伸、冲击及硬度试验,并通过电化学试验评价其耐蚀性。结果表明,随着送丝速度的增加,焊缝区及粗晶区晶粒有长大趋势;随送丝速度的增大,接头抗拉强度呈现先降低后升高趋势,而冲击韧性降低;送丝速度为8.5 mm/s时,接头的抗拉强度及冲击吸收功最高,分别为816 MPa、239.10 J;接头硬度分布呈现自焊缝中心至母材先降低后升高的趋势,硬度值最低区域出现在热影响区;接头焊缝区及母材均未出现明显的钝化行为,随送丝速度的增加,焊接接头耐蚀性逐渐降低,母材的自腐蚀电位明显高于3组接头焊缝区的自腐蚀电位。