热影响区几何尺寸对铝合金焊接接头变形及强度影响规律

用有限元软件ABAQUS对平板对接铝合金焊接接头进行拉伸模拟,研究了HAZ几何尺寸对焊接接头变形及强度影响规律.结果表明,随着HAZ长度的增加,铝合金焊接接头的屈服强度和抗拉强度均逐渐降低,应力三轴度在母材与HAZ交界处和焊缝与HAZ交界处存在突变,应力三轴度最大值的位置从母材与HAZ交界处转变为焊缝与HAZ的交界处;随着接头厚度的增加,屈服强度和抗拉强度基本上是逐渐增大的,接头中的应力三轴度取决于试样的厚度、焊缝区尺寸及HAZ尺寸;随着接头宽度及标距长度的增加,屈服强度、抗拉强度和焊缝及HAZ范围内的应力三轴度基本上是逐渐增大的.当试样标距长度增加到某一值时,这三个参数将不再发生变化,为一恒值.     

Influence rule of HAZ geometrical dimension to aluminum alloy joint＇ deformation and strength

用有限元软件ABAQUS对平板对接铝合金焊接接头进行拉伸模拟,研究了HAZ几何尺寸对焊接接头变形及强度影响规律.结果表明,随着HAZ长度的增加,铝合金焊接接头的屈服强度和抗拉强度均逐渐降低,应力三轴度在母材与HAZ交界处和焊缝与HAZ交界处存在突变,应力三轴度最大值的位置从母材与HAZ交界处转变为焊缝与HAZ的交界处;随着接头厚度的增加,屈服强度和抗拉强度基本上是逐渐增大的,接头中的应力三轴度取决于试样的厚度、焊缝区尺寸及HAZ尺寸;随着接头宽度及标距长度的增加,屈服强度、抗拉强度和焊缝及HAZ范围内的应力三轴度基本上是逐渐增大的.当试样标距长度增加到某一值时,这三个参数将不再发生变化,为一恒值.     

9％Cr耐热钢接头HAZ中的Ⅵ型裂纹

综述了9%Cr钢接头HAZ中Ⅳ型开裂的形态性质、影响因素及控制原理。结果表明,发生在接头HAZ细晶区和临界区的Ⅳ型裂纹,沿晶界粗大析出相产生的蠕变空洞或微孔串接扩展,属于蠕变损伤性质的典型脆性断裂裂纹。不均匀的马氏体+碳化物+微量δ-铁素体组织是Ⅳ型裂纹形成的组织因素。HAZ宽度对接头蠕变断裂强度影响很明显,母材中添加适量的B使焊接接头获得了良好抗蠕变断裂性能,焊接工艺因素的影响亦不可忽视。优化母材成分和显微组织是控制Ⅳ型裂纹倾向的必要条件,而正确的工艺措施则是控制Ⅳ型裂纹倾向的充分条件。     

焊接热影响区对SA508Gr.3钢落锤试验影响研究

探究了常规焊接方法和单道多层焊的预置裂纹源焊道热影响区(HAZ)对落锤试验的影响。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对落锤试样的组织和断口等进行了观察分析,对HAZ各区域的性能及其在落锤试验中所起的作用进行了分析。结果表明,落锤试验结果与热影响区的尺寸关系密切,随着HAZ尺寸的增加,无延性转变温度(NDTT)增加。HAZ的组织主要由马氏体和M-A组元等组成,采用单道多层焊接时,HAZ细晶区马氏体含量会增加,显著降低了HAZ的韧性。同时,单道多层焊接对于减小HAZ尺寸并无显著效果,导致采用单道多层焊接的预置裂纹源焊道落锤试样的NDTT增加。     

1200MPa高强耐磨钢热影响区显微组织及显微硬度的研究

为了研究1 200 MPa高强耐磨钢的焊接性,采用GMAW法对钢板进行斜Y形坡口铁研试验。对所得试样进行金相试验和显微硬度测试,并且分析不同的焊接热输入对此高强耐磨钢焊接热影响区(HAZ)显微组织变化及其显微硬度的影响。试验结果表明:在焊接热输入增大至24.9 k J/cm时,热影响区淬火粗晶区会出现网状铁素体组织及部分魏氏组织。回火区由回火马氏体组成,并会出现明显的回火软化现象,这些现象使得焊接接头的显微组织连续性遭到破坏,焊接接头综合性能下降。     

屈强比对DP540双相钢闪光对焊接头变形行为的影响

对屈服强度不同、厚度为6 mm的DP540双相钢板进行了闪光对焊。检测了焊接接头的显微组织和拉伸性能。结果显示：屈服强度为338 MPa的焊接接头屈强比为0.62,拉伸试样断裂在粗晶区;屈服强度约为450 MPa的焊接接头的屈强比为0.8～0.9,拉伸试样断裂于母材;屈强比较低的接头母材组织粗大且马氏体呈大块状,粗晶区部分铁素体晶粒尺寸达50μm以上;焊接接头在拉伸试验过程中首先在粗晶区产生塑性变形,其不同区域的变形不均匀;屈强比较大的焊接接头母材铁素体晶粒尺寸约为10μm,粗晶区铁素体晶粒尺寸约为20μm;特征区组织细小且马氏体呈岛状弥散分布的焊接接头在拉伸试验过程中能均匀变形。     

新型EH40船板钢大热输入量埋弧焊焊接接头组织性能研究

对EH40船板钢埋弧焊焊接接头的组织性能进行了试验分析。结果表明：以60kJ／cm的焊接热输入量焊接，接头的强度高于母材，热影响区（HAZ）没有出现焊接软化区。HAZ的低温冲击韧度低于母材。其中靠近熔合线的粗晶区冲击值（85．2J）最低，远离熔合线4mm处的冲击值（246．0J）已接近于母材。HAZ的组织状态对接头力学性能有较大影响，母材中Ti、Nb合金元素生成的碳、氮化合物在一定程度上改善了HAZ的韧性。     

焊接热输入对T92/S30432异种钢焊接接头组织和性能的影响

研究了焊接热输入对T92/S30432异种钢接头各区域的显微组织以及接头力学性能的影响。结果表明:T92/S30432异种钢接头焊缝为粗大树枝晶组织,T92侧热影响区(HAZ)主要由粗晶区及细晶区构成,粗晶区内部观察到块状的铁素体;S34032侧HAZ没有明显分区,但存在明显的晶粒长大和晶界粗化。随着焊接热输入增大,焊缝金属、T92侧的粗晶区和S30432侧的HAZ组织发生粗化,T92侧粗晶区内部的铁素体的含量和尺寸也增大;小焊接热输入可以提高焊缝金属和T92侧HAZ的冲击功;大焊接热输入可以一定程度上改善焊接接头的强度。因此,适宜采用的小焊接热输入制备T92/S30432异种钢接头。     

热输入对1Cr18Mn8Ni5N奥氏体不锈钢接头热影响区裂纹的影响

进行了1Cr18Mn8Ni5N不锈钢平板对接刚性拘束焊试验,研究焊接热输入对热影响区(HAZ)裂纹的影响,采用SEM、EDS、XRD等分析了接头热影响区显微组织及裂纹特点。结果表明:该钢HAZ组织为单一的奥氏体。热输入为250~290 J/mm时,接头上下表面出现微裂纹;热输入增加至396.7 J/mm则无裂纹。裂纹自紧邻熔合区一侧的HAZ启裂,沿奥氏体晶界扩展,甚至在紧邻HAZ的母材区也分布着裂纹。这是由于接头HAZ显微组织沿厚度方向上存在差异所致。热输入为250~290 J/mm时,接头上部和下部HAZ的晶粒尺寸大于中部的尺寸,且尺寸均匀性差;当热输入为396.7 J/mm时,整个接头HAZ晶粒充分长大,沿厚度方向的晶粒尺寸趋于一致。     

低合金结构钢焊接HAZ晶粒度与组织梯度对韧性的影响

本文通过三种类型的COD 试样,较详细地研究了12Ni3CrMoV 钢焊接热影响区(HAZ)中晶粒度与组织梯度对韧性的影响。试验结果表明,韧带区组织均匀的粗晶区热模拟试样,当晶粒尺寸变化时,启裂韧性δi 值不变,但抗裂纹扩展的阻力却变化剧烈,晶粒尺寸小,实际断裂扩展路径增长,表现为扩展阻力上升,反之则下降。对于实际焊接试样,裂纹扩展阻力的大小还与裂纹尖端前缘HAZ 的组织梯度有极大关系,当出现良好的塑性变形区域时,可增大抗裂纹扩展阻力,因此,焊接接头中裂纹扩展的可能性与裂纹所处的位置及扩展方向有关。     

长期服役对316L不锈钢HAZ组织及性能的影响

采用金相分析的方法,对服役15年后发生应力腐蚀失效的箱式储罐用316L不锈钢焊接接头热影响区（heat-affected zone,HAZ）组织进行观察分析.探讨了HAZ富Cr相的析出行为及其对耐蚀性的影响,并对服役前后的焊接接头HAZ进行了应力腐蚀敏感性对比试验.结果表明,经长期服役的316L不锈钢HAZ内析出相主要是富Cr碳化物和σ相,平均腐蚀54 h后HAZ出现应力腐蚀裂纹;未经服役的焊接接头试样腐蚀200 h后未发生应力腐蚀开裂;表明HAZ内富Cr碳化物及σ相在焊接过程中形核,服役期间在残余应力等因素的促进下持续长大,焊接接头应力腐蚀敏感性显著增加.     

410S钢板焊剂带约束电弧对接焊工艺试验

410S不锈钢对焊接热输入敏感,会出现接头脆化现象。本文采用焊剂带约束电弧焊接方法,对410S热轧板进行自动化焊接试验,实现单面焊双面成形,并通过试验得出焊接工艺参数;HAZ粗晶区晶粒长大明显,硬度低,但是这种焊接方法热输入小,约为0.5 k J/mm,热影响区宽度窄,约为1.0 mm,接头抗拉强度不低于母材;HAZ组织为铁素体+马氏体,焊缝组织为铁素体+奥氏体,晶粒度为6~7级,强度高。     

TC4钛合金CO2激光深熔焊接头非线性损伤研究

针对TC4钛合金CO2激光深熔焊接接头具有组织性能非线性大梯度特征,并对其塑性损伤行为产生影响的科学问题,采用多试样拉伸试验法研究其非线性塑性损伤行为,提出采用金相法检测的微孔洞体积分数以表征塑性损伤程度。结果表明:TC4钛合金激光深熔焊接头的塑性损伤过程表现为微孔洞的产生与聚合;微孔洞体积分数沿焊接接头从焊缝、热影响区(HAZ)至母材呈非线性分布;激光焊接接头的焊缝、HAZ和母材的微孔洞长大规律和施加应力与显微组织有关,在应力较小时,粗大的晶粒尺寸使得焊缝损伤大于HAZ损伤,而在应力较大时,晶内微孔洞使得HAZ损伤大于焊缝;而且随着施加应力的增大,HAZ中的微孔洞体积分数增长速度比焊缝快。     

AZ31镁合金激光焊件的力学性能和应力腐蚀行为

采用Nd-YAG激光对AZ31 HP镁合金进行激光自熔焊接。显微组织分析表明,使用或不使用填料（焊料）AZ61镁合金得到的激光焊接接头的平均晶粒尺寸大约为12μm,显微硬度和拉伸强度与母材相近。然而,慢应变速率拉伸表明,在ASTM D1384溶液中两种焊接接头的抗应力腐蚀性能比母材略差。可观察到应力腐蚀裂纹在焊缝金属萌生并向热影响区（HAZ）扩展。然而,在以AZ61镁合金为填料（焊料）获得的焊接接头中,观察到裂纹起源及扩展出现在热影响区（HAZ）。在慢应变速率拉伸试验中,由于试样表面暴露在腐蚀环境中,在氢氧化镁/氧化镁层形成局部损伤,从而导致应力腐蚀裂纹的生成。     

T750GJ高强钢焊接接头组织与力学性能研究

采用ER50-6及SLD-70两种实芯焊丝分别对T750GJ高强钢进行焊接,并对焊接接头进行拉伸试验、弯曲试验、显微硬度试验及微观组织观察。试验结果表明,采用SLD-70焊丝焊接的接头强度高于ER50-6焊丝的,超过930MPa,断裂的位置在热影响区(HAZ);两种焊接接头的塑性均良好,弯曲试验后无裂纹;由于热循环作用的影响,HAZ晶粒急剧长大,同时铁素体呈板条状聚集,两种焊接接头均出现软化;SLD-70焊丝更适于T750GJ钢的焊接。     

大线能量焊接用FH500高强船板钢的研制与焊接试验

采用复合微合金化的成分设计,通过TMCP(热机械处理)工艺开发了适应大线能量焊接的FH500高强船板钢。运用埋弧焊和垂直气电立焊对FH500船板钢进行了焊接试验,对两种焊接方式的焊接接头分别进行了拉伸、弯曲、冲击等力学试验,研究了不同热输入值对接头力学性能的影响;运用透射电镜对焊接热影响区组织析出物进行了分析。结果表明:FH500高强船板钢组织以针状铁素体为主,具有良好的强韧性匹配;两种焊接方式接头力学性均能满足船级社标准。焊接热影响区(HAZ)组织为针状铁素体和贝氏体组织,晶内含有大量纳米级析出物,能谱显示,其成分为钛铌的复合析出物。     

NM360高强度耐磨钢焊接接头组织和性能

采用C02焊接NM360高强度耐磨钢板,通过拉伸、冲击、硬度试验以及金相分析对NM360高强度耐磨钢焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究.试验结果表明:NM360高强度耐磨钢焊接接头强度高、塑性和韧性较好;焊接接头各区域硬度值变化较大,其中HAZ的硬度值最大;焊缝为针状铁素体组织,HAZ为晶粒粗大的马氏体组织.     

718合金TIG焊热影响区组织变化

以不同热输入对轧制、铸态、铸后均匀化热处理3种2.8 mm厚Inconel-718薄板进行TIG焊试验.观察各接头母材与HAZ(焊接热影响区)组织,分析热输入对3种母材接头HAZ晶粒结构、大小的影响.发现随热输入增大,轧制母材焊接接头HAZ沉淀相大量溶解,等轴晶晶粒长大明显,速度为铸态或均匀化接头4.6倍.铸态或均匀化母材呈树枝晶,晶粒较大;HAZ偏析区扩散消失,奥氏体成分趋于均匀,树枝晶结构痕迹减弱;沉淀相残留于原枝晶间位置,在抑制HAZ晶粒长大的同时,保留部分树枝晶结构痕迹;铸态母材焊接接头HAZ沉淀相多于均匀化接头,更接近树枝晶结构.     

Q345/316L异种钢焊接接头显微组织结构与力学性能北大核心CSCD

利用气体保护钨极氩弧焊(GTAW),采用ER309L和ER308两种焊丝对Q345/316L异种钢进行焊接试验,并利用光学显微镜、扫描电镜、万能试验机、冲击试验机、显微硬度仪等对焊接接头的显微组织结构及力学性能进行研究。结果表明:焊缝金属为奥氏体和铁素体组织,在Q345侧热影响区(HAZ)发现有明显的碳元素迁移现象,焊缝中Cr、Ni等合金元素成分迁移很小,稀释不明显;焊缝-316L交界处形成了宽约50μm的熔合区。ER309L焊接接头在强度、塑性、冲击韧性和显微硬度方面优于ER308焊接接头;同时,两者拉伸断裂均发生在Q345侧HAZ部位,接头焊缝冲击韧性良好,显微硬度高于两侧母材。     

Q345/316L异种钢焊接接头显微组织结构与力学性能

利用气体保护钨极氩弧焊(GTAW),采用ER309L和ER308两种焊丝对Q345/316L异种钢进行焊接试验,并利用光学显微镜、扫描电镜、万能试验机、冲击试验机、显微硬度仪等对焊接接头的显微组织结构及力学性能进行研究。结果表明:焊缝金属为奥氏体和铁素体组织,在Q345侧热影响区(HAZ)发现有明显的碳元素迁移现象,焊缝中Cr、Ni等合金元素成分迁移很小,稀释不明显;焊缝-316L交界处形成了宽约50μm的熔合区。ER309L焊接接头在强度、塑性、冲击韧性和显微硬度方面优于ER308焊接接头;同时,两者拉伸断裂均发生在Q345侧HAZ部位,接头焊缝冲击韧性良好,显微硬度高于两侧母材。