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。     

热输入对LNG运输车储罐用9Ni钢埋弧焊接头组织和性能的影响

通过埋弧焊的方法,采用三种线能量对22mm厚的9Ni钢板进行对接焊,对焊接接头金相组织进行观察,并对接头进行拉伸、弯曲、冲击、硬度等试验检验。结果表明,采用三种线能量的埋弧焊接头粗晶区组织均为马氏体,不完全正火区组织为回火马氏体和少量奥氏体,随着热输入的增加马氏体板条粗化;三种线能量的埋弧焊接头拉伸、弯曲性能均合格,随着线能量的增加,接头抗拉强度基本没有影响,而焊缝和热影响区-192℃冲击功均降低,且焊接热输入对HAZ冲击韧性影响比焊缝大;硬度测试结果表明,焊缝和热影响区硬度值均明显高于母材,临近母材的热影响区边界处均出现一个软化区,随热输入的增加,焊缝及热影响区最高硬度均提高,而软化区硬度几乎不变。     

焊接速度对2524铝合金光纤激光焊接头组织及性能的影响

对2524铝合金进行光纤激光焊试验,采用显微组织观察、X射线衍射分析、拉伸试验和硬度测试等手段,探究焊接速度对接头显微组织和力学性能的影响。结果表明,焊接速度较低时,热输入较大,焊缝发生下塌,热输入不足则会造成接头未连续焊透;随着热输入减少,焊缝熔宽逐渐减小,焊缝中心等轴树枝晶尺寸减小,熔合区柱状树枝晶的存在区域变窄,枝晶间距减小,生长方向性更强;在单向拉伸试验中,接头抗拉强度随焊接速度增加而增大,在75mm/s时达到最大,为329.21MPa,达到母材的73.15%;接头硬度随焊接速度增加而呈"U"型分布,焊缝中心软化最为严重。     

QT900连续油管HAZ冲击韧性及硬度的分布特征

采用热模拟技术、冲击试验、显微硬度试验等手段对QT900连续油管HAZ的冲击韧性和硬度的分布特征进行了研究。结果表明,QT900连续油管焊接接头HAZ粗晶区的冲击韧性最好,接近于母材,回火区的冲击韧性稍次于母材,正火区和不完全正火区的冲击韧性最差;QT900连续油管焊接接头HAZ粗晶区硬度值高于母材,正火区和不完全正火区出现不同程度软化,回火区硬度值接近母材;热输入对QT900连续油管焊接接头HAZ的冲击韧性和硬度的分布特征影响明显,采用较小热输入对保证QT900连续油管管-管对接焊接头具有优良的冲击韧性和硬度是有利的。     

焊接速度对TRIP590钢激光焊接头组织性能的影响

利用金相、拉伸及硬度试验研究不同焊接速度对TRIP590钢激光焊接头组织结构及力学性能的影响。结果表明,接头热影响区(HAZ)组织主要由贝氏体、铁素体及残留奥氏体组成,焊缝区(WZ)主要由板条状马氏体组成,随焊接速度提高,马氏体板条更加细长,晶粒细化。接头宏观断裂发生在母材区,其抗拉强度与母材相当。接头焊缝区硬度达430 HV,约为母材2倍,随焊接速度提高,热影响区变窄,焊缝硬度增加。     

热输入对超高强钢DP1000激光焊接接头微观组织和断裂机制的影响

利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）观察超高强双相钢DP1000激光焊接接头微观组织的变化,通过显微硬度的测试、拉伸试验研究其不同热输入下焊接接头的力学性能.结果表明,随着热输入的增加,由回火区和两相区组成的软化区的组织发生了明显的变化,软化区内平均硬度值减小,其宽度尺寸增加,导致拉伸试样的断裂位置发生变化.当热输入不高于52 J/mm,焊接试样的抗拉强度是母材的97.75%,软化区宽度最大约为506 μm,断裂发生在母材上;当热输入达到72 J/mm,软化区宽度约为621 μm,断裂发生在软化区内.     

400MPa级超细晶粒钢的焊接

对超细晶粒钢在焊接热循环作用下晶粒长大和组织、性能变化的规律进行了研究。400MPa级钢由于不存在第Ⅱ相粒子对晶粒长大的钉扎作用,晶粒长大趋势明显,焊接热输入越大,长大程度越严重。无论是焊接热模拟试件还是焊接接头硬度测试均表明HAZ不存在软化问题,接头拉伸试验断在远离热影响区的母材上。HAZ粗晶区有较多的侧板条铁素体,但制品冲击功未显示热影响区的冲机韧性低于母材,尽管试件断口分析说明粗晶区的韧性低于母材。     

热矫形温度对6N01铝合金接头组织与性能的影响

对6N01-T5铝合金焊接接头进行了不同温度的热矫形,研究了矫形温度对接头微观组织及力学性能的影响规律。结果表明,250℃内加热时接头强度和焊缝区硬度有微量上升,HAZ和母材区硬度逐渐变大;高于250℃时强度和硬度开始下降,软化区范围加宽,分别向母材和淬火区方向延伸,高温下性能恶化严重;150℃~200℃加热时易发生弯断,且弯断角随温度升高而减小。室温时,接头母材区析出相为GP区和β″,硬度值较低,热影响区软化区晶内在只有粗大析出相;250℃加热时,母材区开始析出β′相,在β″和β'的析出转变期接头硬度与强度出现峰值,软化区因重新析出β'/β″相得到强化,拉伸断于焊缝;450℃加热时,接头处于严重过时效状态,无弥散析出相,硬度和强度降低。     

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.     

S32750超级双相不锈钢TIG自熔焊接接头组织及力学性能

对S32750超级双相不锈钢薄板进行了5个热输入条件下的TIG自熔焊接试验,采用光学显微镜、激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对焊接接头的显微组织进行了观察与分析,并检测了焊缝的N含量及焊接接头的力学性能。结果表明,在焊缝金属中,随着热输入的增加,晶界处和晶粒内部的奥氏体均变粗变大,铁素体含量呈线性下降。不同热输入下的焊接接头硬度均高于母材,但热输入大的焊接接头拉伸性能低于母材。     

高强钛合金TIG焊接

进行了高强钛合金Ti17的TIG焊接,利用X射线探伤检测焊接质量,金相显微镜和扫描电镜观察接头组织及拉伸断口;测试了母材及接头力学性能。结果表明,Ti17焊缝为针状组织,硬度低于母材,HAZ组织明显长大,硬度高于母材,接头拉伸时为韧性断裂,接头延伸率比母材高,接头拉伸强度达到母材的75％～80％.     

埋弧焊热输入对2205 DSS焊接接头组织及力学性能的影响

利用不同热输入条件下的埋弧焊焊接实验,对热轧态2205 DSS进行了焊接接头显微组织的观察与分析,并对其拉伸力学性能进行了测试。结果表明:在5组热输入条件下,焊缝金属的显微组织形貌特征接近,均为近似四边形的块状奥氏体和少量平行的魏氏奥氏体板条分布在铁素体基体中;随着热输入的增大,块状奥氏体尺寸逐渐增大,魏氏奥氏体的切变形成受到抑制,奥氏体的体积分数逐渐升高;随着热输入的增大,HAZ宽度逐渐增大;焊接接头的屈服强度、抗拉强度以及断后伸长率随着热输入的增大均呈现出先升高后降低的变化规律,在热输入为16.48 kJ/cm时(奥氏体与铁素体体积比接近1∶1)焊接接头的拉伸力学性能最佳。     

双相钢激光焊焊接接头非均匀变形及损伤研究

根据拉伸试验结果和混合法则得到双相钢激光焊接头局部区域的应力应变曲线,基于ABAQUS有限元分析软件,用获得的力学性能建立焊接接头有限元拉伸模型,并验证其可靠性,进一步分析不同热输入下不同断裂位置接头在拉伸颈缩前后非均匀变形的演变过程。结果表明:当载荷达到最大前,高低热输入接头集中缩颈截面均发生非均匀变形,但低热输入接头缩颈截面的变形是均匀变化的;载荷达到最大后,高热输入接头的母材最大变形区逐渐向软化区中部靠拢,致使软化区形成集中缩颈;低热输入接头的母材最大变形区逐渐远离软化区,最终在远离软化区的母材形成集中缩颈。不同分区的材料损伤过程与其非均匀变形过程所发生的塑性变形的变化趋势呈对应关系。     

光纤激光焊接950 MPa级车用TWIP钢接头组织和性能

对950 MPa级车用孪生诱发塑性钢(TWIP950)板材进行光纤激光对接焊,分析接头微观组织和微区成分,进行显微硬度测试和室温拉伸试验,研究其不同应变速率下的拉伸性能及断裂行为． 结果表明,焊缝区奥氏体组织粗化和锰元素烧损导致其出现硬度低于母材的软化现象,而热影响区发生硬化现象． 随应变速率增加,母材与焊接接头的抗拉强度由负应变速率敏感性改变为正应变速率敏感性;母材与焊接接头的塑性随应变速率增加呈先下降再升高又下降的变化趋势． 不同应变速率拉伸后接头均断裂在焊缝区,随应变速率增加,接头韧性断裂特征未见明显变化．     

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6mm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(Mg_3Zn_3Al_2),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110HV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341MPa,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。     

焊接参数对7A04铝合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能的影响

采用不同的焊接参数对3 mm厚7A04铝合金板进行焊接,并对接头的组织、沉淀相、力学性能及断口形貌进行了分析. 结果表明,焊核区组织发生动态再结晶,形成细小的等轴晶粒,热影响区晶粒发生明显粗化. TEM分析结果显示,经搅拌摩擦焊后,焊核区部分沉淀相溶解. 焊核区晶粒尺寸随焊接速度增大而减小. 当焊接速度为120 mm/min,旋转速度为800 r/min时,接头强度达到最大值 454.2 MPa,为母材的95%,断后伸长率为3.97%,为母材的70%. 硬度测试显示搅拌摩擦焊接头发生软化,焊缝区域硬度低于母材,硬度值最低点出现在热影响区;拉伸断口形貌SEM图像表明接头断裂方式为韧性和脆性混合型断裂.     

热输入对Q890D低合金高强钢焊接性能的影响

通过分析不同焊接热输入下Q890D钢板的焊接接头金相组织及热影响区硬度,考察了不同焊接热输入对其焊接接头强度、-20℃低温冲击吸收能量的影响。结果表明,Q890D钢在热影响区存在明显淬硬现象。当焊接热输入由低向高变化时,热影响区的硬度有上升趋势,而表面焊道的热影响区硬度远远高于打底焊道,说明多层多道焊时,后道焊缝对前道焊缝的热处理效果比较明显,减少了热影响区的淬硬组织。打底焊道的热影响区硬度低于焊缝及母材,存在焊后软化现象,焊接时需尽量避免过大的焊接热输入。焊缝金属中粗大贝氏体组织的增加,导致焊缝金属低温冲击吸收能量普遍低于热影响区。随着热输入的减小,焊接接头的抗拉强度和冲击吸收能量(包括焊缝、熔合线及HAZ)都有很大的提升。说明焊接热输入在一定范围内的变化对整个焊接接头强度及塑韧性有较大的影响。     

焊接速度对7A04铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

采用不同焊接速度焊接7A04铝合金板材,并对搅拌摩擦焊接头进行微观组织和力学性能分析研究。结果表明,接头焊核区由于搅拌头的搅拌作用及发生动态再结晶,形成细小等轴晶,尺寸远小于母材;机械热影响区处于搅拌头外缘,在搅拌头搅拌作用下发生明显的拉伸变形;热影响区晶粒发生明显粗化。不同焊接速度下焊缝区的硬度分布整体上呈"W"形分布,接头软化,焊缝区硬度低于母材,硬度最高值出现焊核区,最低值出现在热影响区。当旋转速度为800 r/min,焊接速度为120 mm/min时,接头成型性最佳,其抗拉强度为410 MPa,达母材强度的75%。     

7A19铝合金搅拌摩擦焊组织性能分析

研究了不同焊接规范参数对退火态和T6态7A19铝合金搅拌摩擦焊接头的金相组织、硬度分布及力学性能影响.结果表明,7A19铝合金的搅拌摩擦焊焊接性能良好.焊缝金相致密无缺陷,焊核区的微观组织是无方向性的、细小的等轴晶粒,热影响区晶粒被拉长.焊缝区硬度分布均匀,与母材相比没有明显的下降.热影响区是接头的脆弱区,接头拉伸强度随着焊接热输入的降低而增加.采用合适的焊接参数,7A19铝合金在退火态下进行焊接,接头效率能达到母材的89.6％,断后伸长率为8.7％;在T6态下进行焊接,接头效率能达到母材的85％,断后伸长率为6.7％.     

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。