铁粉焊条熔化过程中基本参数研究

通过试验研究了焊条直径和铁粉加入量对焊条熔化参数的影响．试验结果表明，焊条直径增加，焊条药皮重量系数、熔敷效率增加，熔化速度和熔敷速度降低；熔敷金属中合金元素Mn、Si含量增加，但Mn、Si的过渡系数减小．当增加药皮中铁粉加入量，药皮重量系数、熔敷效率和熔敷速度增加。熔化速度降低，由于铁粉的稀释作用使熔敷金属中合金元素Mn、Si含量及过渡系数降低。     

焊后热处理对奥氏体／珠光体钢接头熔合区断裂形态的影响

利用扫描电镜对比观察了不同碳含量母材的奥氏体（Ａ）／珠光体（Ｐ）异种钢焊接接头熔使区在焊态和焊后热处理后的断口形态与对应的金相组织。发现焊态接头熔合区的断裂形态由滑移变形、浅纫窝和准解理小面组成，崦焊后的热处理接头熔合区的断裂形态为碳化物带＋放射状解理混合花样。在溶合区两侧可看到明显的边界线和脆－韧转变特征，初步讨论了熔合区粘口的形成机理和焊后热处理对它的影响。     

激光-电弧复合焊热源相对位置对焊接接头组织与性能影响规律研究

采用20 mm厚EH36钢板堆焊试验研究了激光-电弧复合焊热源相对位置对焊缝宏观形貌、组织、元素烧损和性能的影响规律。结果表明,与电弧引导激光焊接相比,激光引导电弧焊接的焊缝熔深小、熔宽大、熔合比小、焊道对称性差、合金元素烧损率小、显微硬度相对较低;激光引导电弧焊接时,焊缝区晶粒向熔池表面中心生长、晶粒相对粗大,电弧引导激光焊接时,晶粒向着焊缝中心生长、晶粒相对细小,这主要是由于两种热源相对位置不同使得进入焊缝的总能量和熔池流动方向不同造成的。     

二氧化碳气体保护焊的焊接工艺探讨

CO2气体保护焊具有焊接效率高、抗锈能力强、焊接变形小、冷裂倾向小、熔池可见性好、以及适用于全位置焊接等优点。究其不足主要是：很难使用交流电源，焊接飞溅多。特别是采用短路过渡形式时，在焊接过程会产生大量的金属飞溅。造成大量金属的损失，使熔敷率降低，焊后清理工作量增加。同时，飞溅的产生降低了电弧的稳定性，严重影响焊接质量。现主要介绍了CO2气保焊焊接操作技术及需注意的一些问题，对CO2气保焊焊接工艺设计及其应用具有一定的指导作用。     

核电站安全端焊后熔合线开裂原因

某核电站安全端在异种钢焊接后,其18MnD5低合金母材和E309L不锈钢堆焊层沿熔合线发生开裂。通过宏观分析、化学成分分析、力学性能试验、金相检验及微观分析等方法对该安全端焊后熔合线的开裂原因进行了分析。结果表明:由于焊接热输入过小,熔池温度不够,冷却速度过快,从而产生了马氏体淬硬组织,使得熔合线处产生应力集中,造成安全端18MnD5低合金母材和E309L不锈钢堆焊层之间发生开裂。同时主裂纹引起了不锈钢焊缝沿晶二次开裂,冷却速度过快加快了二次裂纹的萌生和扩展,从而加速了安全端熔合线的开裂。     

低碳贝氏体钢双面埋弧焊接头的组织和低温韧性

对低碳贝氏体钢进行双面埋弧焊焊接,并用光学显微镜和PSW750型示波冲击试验机对焊接接头进行表征,研究了钢的显微组织和低温韧性。结果表明:低碳贝氏体钢双面埋弧焊后,焊缝区的组织为针状铁素体和粒状贝氏体;HAZ的组织为贝氏体铁素体和粒状贝氏体;HAZ熔合线附近的硬度最高,远离熔合线硬度降低并逐渐接近母材金属的硬度;随着温度的降低焊接过程中的凝固偏析、高度集中的位错源来不及松弛应力集中以及分布在晶界上的Ti、Mo等微合金元素形成的碳氮化物,导致焊接接头焊缝区和HAZ韧性降低并在-20℃和-60℃发生韧脆转变。     

不锈钢堆焊过渡区显微组织对氢致剥离的影响

通过一系列电解充氢试验比较了不同焊后热处理条件对不锈钢堆焊层氢致剥离的影响。结果显示,提高焊后热处理参数,熔合线堆焊层侧增碳层宽度增加,氢致剥离的倾向也增大。利用金相显微镜和微区分析的手段,研究了不锈钢堆焊层过渡区显微组织及其对堆焊层氢致剥离的影响。研究表明,经过焊后热处理,堆焊过渡区中碳、铬元素均有迁移。在氯致剥离裂纹产生的区域,碳和合金元素分布发生突变。     

钨粉还原炉Cr30Ni20合金高温炉管焊缝失效研究

对钨粉还原炉Cr30Ni20合金高温炉管焊缝的失效行为进行了分析,发现焊缝外表面母材咬边严重,焊缝内表面焊根未打磨,存在未焊透、未熔合缺陷。通过渗透探伤(Penetrant testing, PT)检查,发现焊缝存在渣孔和裂纹等缺陷;通过X射线检查,发现焊缝内部存在多处夹渣等缺陷。同时,通过PT检测也发现高温炉管本身存在较多的夹杂和微裂纹。微观组织分析表明,母材及焊缝熔合区中夹杂物含量较高,导致焊缝的力学性能下降。焊缝母材与熔合区的微观组织差异较大,焊缝的抗拉强度和塑性明显低于母材。通过提高高温炉管的冶金质量,采用合适的焊接方法和焊接工艺才能使得高温炉管母材和焊缝质量都得到保证,满足使用性能的需求。     

FV520B钢激光焊接工艺参数优化及组织性能

借助正交试验方法优化FV520B钢板激光自熔焊焊接参数,以便为后续开槽焊叶轮的激光打底焊提供参数选择依据.利用极差分析法进行焊接参数初选,以熔深为响应量,在较大的参数范围内选出符合熔深条件的较小参数范围.经参数复选,确定的优化焊接参数为:激光功率4.2 kW,焊接速度35 mm/s,光斑直径1.2 mm.选用优化参数进行对接自熔焊,观察发现焊缝熔化区(FZ)组织主要为白色的马氏体和黑色的δ铁素体,并含有少量的碳化物,其中δ铁素体呈现出蠕虫状和板条状两种形态.激光线密度对焊缝熔深的影响较大,熔深随线密度的增大而增加,呈幂函数关系;焊缝的维氏硬度随线密度的增大而略有降低.优化参数后经对接焊得到的焊缝熔化区的硬度略低于母材(BM),热影响区(HAZ)软化比较明显.拉伸实验结果表明,由于缺陷的存在,焊缝的屈服强度、抗拉强度低于母材;而无缺陷或者极少缺陷的情况下,焊缝的强度优于母材.     

搅拌摩擦焊对Mg-Gd-Y-Zr合金组织与性能的影响

对一种Mg-Gd-Y-Zr合金cast-T6状态板片试样搅拌摩擦焊接后的组织与性能进行了研究。结果表明:Mg-Gd-Y-Zr合金的搅拌摩擦焊的焊核区发生动态再结晶,为等轴细晶,硬度值最高;热机影响区基体组织具有热变形特征,第二相会粗化、溶解,硬度值稍低;热影响区晶粒尺寸与母材相当,第二相粗化,硬度值低于母材。在本工作实验条件下,cast-T6铸件试样的焊接系数达0.91,且伸长率相对于母材有大幅度提高。断口形貌SEM分析显示,接头断裂模式为韧性断裂。     

储能缝焊工艺对304不锈钢接头性能的影响

为研究电容储能缝焊工艺对304不锈钢接头性能的影响规律,对0.5 mm厚304不锈钢板进行了缝焊工艺实验,通过接头拉剪力检测和金相显微组织观察,对比了不同焊接速度、充电电容和放电频率下的缝焊接头组织特点,并分析了各工艺参数对接头拉剪力、熔核宽度、焊缝重叠量和焊透率的影响.结果表明:储能焊焊缝中心晶粒细小,熔合区为柱状晶,重叠部位晶粒粗大,接头组织呈现不均匀性,随着充电电容的增大晶粒变得更细密,组织不均匀程度显著降低,焊接速度和放电频率增大导致晶粒组织粗化并出现缩孔缺陷,提高电极压力可克服缩孔并使组织趋向均匀;充电电容对接头拉剪力的影响较小,焊接速度、充电电压、放电频率和电极压力调到一个合适值后,继续增大参数值对接头拉剪力影响很小;焊接速度的增大引起焊缝熔核宽度和重叠量急剧下降,充电电压增大引起焊缝焊透率下降过多,导致飞溅、过烧、毛刺等焊接缺陷的产生.因此,304不锈钢储能缝焊应采用低的焊接速度、较小的充电电压和较高的电极压力。     

大厚度无元素稀释表面保护层的摩擦焊敷工艺

采用20钢，1Cr18Ni9Ti不锈钢在低碳钢线材表面上进行了大厚度无元素稀释表面保护层的耗材摩擦焊敷工艺试验研究。探讨了摩擦界面的摩擦行为，述了耗材金属过渡的机理，分析了焊敷层的形貌，微观组织，显微硬度和组分的分布。研究表明，应用耗材摩擦焊敷工艺可以获得大厚度，无元素稀释，显微硬度分布均匀，固相连接的表面保护层；摩擦系统的热物理不对称性是耗材金属过渡的驱动力；耗材金属通过真实接触面向母材表面过渡，其行为遵循金属摩擦的焊合－剪切－犁削理论；耗材磨擦焊敷工艺具有细化焊敷层和热影响区组织的工艺特性。     

C46400-SA266MGr.2铜-钢复合板复层局部耐蚀堆焊试验研究

采用爆炸焊接方法制备复杂黄铜C46400-SA266MGr.2复合板,并对起爆点等未复合区进行耐蚀堆焊,焊后对焊接试板解剖进行了组织观察和性能检测。结果表明,C46400-SA266MGr.2铜-钢复合板耐蚀堆焊层焊缝及其热影响区的各项性能均满足铜-钢复合板标准的指标要求;测试结果显示,焊缝区的电阻率优于复层母材的;焊接热影响区晶粒度无粗大现象,堆焊区铜-钢界面无脆性相产生,组织均匀无异常。     

Ti-23Al-14Nb-3V合金氩弧焊接头的显微组织及其力学性能

研究了预热对Ｔｉ－２３Ａｌ－１４Ｎｂ－３Ｖ合金焊接性，特别是对消除氩弧焊冷裂纹的作用以及对接头显微组织和力学性能的影响。结果表明，焊前预热可有效降低该合金的冷裂倾向。经预热处理后，焊缝区的结晶层状线消失，热影响区的硬度峰得到缓和，整个焊缝的显微硬度分布趋于均匀，但焊缝区的枝晶发生粗化，热影响区有所扩大。焊件接头的拉伸试验表明，预热可使焊缝区的接头强度系数增加，但无论预热与否，接头强度均低于母材强度，且不显示宏观塑性。     

厚铜母线埋弧自动焊工艺

1焊接性分析紫铜的导热系数大，20t时比铁大7倍多，1000℃时大11倍多，焊接时热量迅速从加热区传导出去，使母材与填充金属难以熔合。紫铜的线胀系数和收缩率也比较大，线胀系数比铁大15％，收缩率比铁大一倍以上，使铜母线焊接必然产生较大的变形，易在焊缝及近缝区产生裂纹。针对紫铜的焊接性较差，只有选用适宜的焊接方法和合理的焊接工艺，并采取相应的措施才能获得满意的焊接接头。2焊接方法的确定紫铜的焊接方法有气焊、碳弧焊、手工电弧焊、埋弧自动焊和惰性气体保护焊等，对于22mm厚的铜母线可优先选用热功率较高的埋弧自动焊。埋弧…     

厚板高强钢激光填丝多层焊接头特征及断裂机制研究

本文在11CrNi3MnMoV低合金高强钢激光填丝多层焊工艺优化的基础上利用电子万能试验机、HVS-5维氏硬度计、扫描电子显微镜和能谱分析仪等对焊缝接头进行了力学性能测试,并重点对断裂机制进行了分析.结果发现:激光填丝焊接头的HAZ很窄,约为1 mm.焊缝平均硬度值高出母材30%左右;顶层焊道硬度高于内层焊道;最高硬度值出现在熔合区附近;接头断裂机制为韧窝断裂;能谱分析发现韧窝中第二相粒子成分主要由母材和焊缝的合金元素决定.焊缝金属与母材界面处存在一层Fe、Mn等合金元素的氧化物,其导致侧壁未熔合,这是接头断裂的主要原因.     

5A90铝锂合金激光焊搭接接头的组织和性能

以厚度为3.0和4.0 mm的5A90铝锂合金板为研究对象,系统地开展了铝锂合金双光点激光焊接工艺研究,并对激光焊搭接接头的组织和性能进行了分析。结果表明:通过合理的选择激光功率和焊接速度可保证焊接过程的稳定性,改善焊缝的成形质量;在母材半熔化区与焊缝柱状晶之间存在一条等轴细晶带,焊缝中心组织为等轴树枝晶,晶粒尺寸一般随激光功率的降低和焊接速度的增大而细化和均匀化。     

800MPa级别钢熔敷金属热处理脆化机理研究

用于制造船体结构的10Ni5CrMoV钢,为了消除焊接残余应力,在焊后需对其焊接接头进行热处理。试验采用纯氩气体保护焊接10Ni5CrMoV钢,焊后热处理后发现其熔敷金属-50℃冲击韧性大幅下降。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和俄歇电子能谱分析方法(AES)对熔敷金属热处理前后的组织和冲击断口进行分析,找出其冲击韧性下降的原因。试验结果表明:10Ni5CrMoV钢熔敷金属热处理后由于回复作用板条状组织变粗或消失,在晶界磷元素的偏聚和大量的碳化物在晶界析出导致其冲击韧性下降。     

ZL205A大厚板铝合金TIG堆焊组织与性能研究

目的 解决壁厚25 mm的ZL205A铸造铝合金在多层多道TIG焊过程中接头易出现气孔和虚焊等问题,进而实现大厚板ZL205A的高质量焊接。方法 采用TIG堆焊方法对25 mm厚的ZL205A进行焊接,研究不同层间焊接电流对接头组织和力学性能的影响。结果 焊后接头焊核区存在明显的气孔缺陷,随层间焊接电流的增大,气孔缺陷数量和尺寸显著增加。焊接接头根据组织特征分为焊核区、熔合区、热影响区和母材区,其中焊核区晶粒尺寸最小,约为20μm,仅为母材晶粒尺寸的1/5左右。在焊核区晶界处弥散分布了大量Al₂Cu、Al Cu及少量Al₁₂CuMn₂颗粒相。随焊接电流的增大,接头拉伸强度及伸长率呈现先增大后减小的趋势,其最大拉伸强度为母材强度的94%,最大伸长率仅为母材伸长率的41.72%。在最优焊接电流下,接头拉伸断裂位置为母材处和焊缝处,气孔缺陷是导致焊缝断裂的主要原因,而母材断裂的主要原因为晶界间存在较多脆硬性AlCu/颗粒相。结论 采用TIG多层多道的焊接方法通过控制不同层间电流可以实现25mm厚ZL205A的高强度焊接。     

热成形淬火对QP1180/22MnB5激光拼焊板组织与性能的影响

目的 对QP1180和22MnB5激光拼焊板进行热成形试验,以解决超高强钢板材焊后的软化问题。方法 选择QP1180和22MnB5异种高强钢作为母材进行激光自熔焊,对焊后的激光拼焊板进行热成形试验,通过体式显微镜、扫描电子显微镜、液压拉伸试验机和维氏硬度计等手段,分析热成形前后激光拼焊板微观组织和力学性能的变化。结果 与焊态拉伸试样相比,热成形试样抗拉强度提高了135%,断后伸长率降低了55%,拉伸试样都在22MnB5母材处断裂,均为塑性断裂。在热成形后,对焊接接头进行组织分析,发现QP1180母材区马氏体含量增加,22MnB5母材区和临界热影响区组织由珠光体和铁素体转变为马氏体,焊接接头热影响区各亚区的组织均转变为大小不同的板条马氏体。硬度测试结果表明,焊态试样焊接接头的QP1180临界区存在软化现象,硬度值最低为335HV,22MnB5侧硬度值由母材处向焊缝升高,母材硬度最低为170HV;而在热成形后,QP1180临界区软化现象消失,硬度值趋于平缓,22MnB5母材处硬度比焊态试样硬度高了2倍。结论 与焊态试样相比,经热成形后激光拼焊板的焊后软化问题得到了解决。