不同焊接热输入下B610CF与16MnR异种钢焊接接头性能分析

采用混合气体保护焊,对新开发的低焊接裂纹敏感性钢B610CF与16MnR钢进行对接焊,试验研究了不同焊接热输入下焊接接头的微观组织和力学性能.结果表明,随着焊接热输入的增大,使焊缝区贝氏体含量下降,而且晶粒变粗大,但对两侧热影响区组织影响不明显;焊缝区的冲击性能明显下降,但对两侧热影响区冲击性能以及焊接接头的强度和塑性影响不明显.     

国内钢轨焊接的现状及发展趋势

钢轨焊接技术对无缝线路的发展具有重要影响.尽管针对钢轨焊接的闪光焊、气压焊、铝热焊及电弧焊等新工艺不断出现,但因囿于上述4种焊接方法的热源特性及焊接工艺特点,使得钢轨焊接接头性能与质量的改善及焊接效率的提高都非常有限.为此,提出了将电子束焊应用于钢轨焊接的思路,并进行了U71Mn钢轨的电子束焊初步试验.结果表明电子束焊...     

不锈钢光纤激光熔透焊接头微观结构对疲劳性能的影响分析

利用光纤激光器对不锈钢实施熔透焊试验,分析不锈钢光纤激光熔透焊接头微观结构对疲劳性能的影响。通过微观结构分析方法分析不锈钢光纤激光熔透焊接头微观结构对疲劳性能、硬度、拉伸强度的影响规律。试验结果表明：母材的疲劳寿命比焊接接头的高;在室温腐蚀试验下,循环次数越大焊接接头最大应力荷载下降越明显,腐蚀时间越长,对疲劳性能影响越大;室温疲劳试验中,同等循环次数下,光纤激光熔透焊接头疲劳强度随厚度增大而提高;在瞬断区显微组织对疲劳裂纹扩展断口形貌没有太大影响,母材比焊接接头在疲劳裂纹扩展时更容易出现疲劳条带;焊缝数量可提高焊接接头疲劳性能,在焊缝数量一样时,增加2倍焊缝长度,能够提高疲劳极限,但提升幅度不大;焊缝硬度高于母材的;焊接试样的拉伸测试指标均低于母材的拉伸测试指标。     

焊接工艺对钢轨闪光焊接头性能的影响

在不同热输入和不同顶锻量等焊接工艺条件下,对TB60廓型R260钢轨移动闪光焊接头纵断面硬度、热影响区宽度及拉伸、冲击等性能进行了研究。结果表明,随着焊接热输入的增大,钢轨闪光焊接头热影响区宽度也越大,但纵断面硬度趋于平缓;随着顶锻量的增加,钢轨闪光焊接头纵断面硬度间差值先增大后减小,热影响区宽度基本呈减小趋势;不同顶锻量条件下的钢轨闪光焊接头冲击及拉伸性能相差不大。     

焊接热输入对Q890/Q550异种钢激光-MAG复合焊接头组织及力学性能的影响

采用激光-MAG复合焊进行了Q890/Q550异种钢焊接试验,研究不同焊接热输入对异种钢焊接接头显微组织和力学性能的影响。试验结果表明,在相同热输入下,焊缝两侧过热区主要由板条马氏体和少量贝氏体组织组成,细晶区为致密的板条马氏体组织,Q890钢侧的马氏体含量比Q550侧多,板条更加粗短,焊缝冲击断口具有剪切韧窝特征,冲击韧性优于热影响区;随着热输入从3.5 kJ/cm增加到9.6 kJ/cm,过热区晶粒粗化,贝氏体逐渐增多,马氏体含量减少,焊缝和热影响区冲击吸收能量略微减小。三种热输入下拉伸试件均断在母材Q550钢,断后伸长率相当,断裂方式为韧性断裂,焊接接头强度高于母材。     

贝氏体、珠光体钢轨闪光焊接头疲劳性能研究

分别对贝氏体和珠光体钢轨闪光焊接头进行脉冲疲劳试验,发现造成贝氏体和珠光体闪光焊接头疲劳断裂的主要原因是焊缝存在的非金属夹杂物(即闪光焊灰斑缺陷);贝氏体钢轨闪光焊接头疲劳强度略高于珠光体;贝氏体钢轨闪光焊过热区存在的奥氏体晶界合金成分偏析或液化裂纹对疲劳强度的影响很小,目前未发现由此缺陷生成的裂纹源;贝氏体钢轨母材的成分偏析和珠光体钢轨闪光焊过热区MnS夹杂物对接头疲劳强度也有一定影响。     

钢轨焊接接头冲击吸收功统计与分析

统计与分析了U71Mn和U75V系列钢轨接头的室温冲击吸收功性能及规律,系统全面地了解了钢轨焊接接头冲击性能特点,可为焊接工艺制订规范和质量控制提供参考依据。统计与分析结果表明:铝热焊、移动焊、固定焊和气压焊接头冲击吸收功的平均值分别为4,14.1,13.8,14.1 J,铝热焊接头的韧性最差,闪光焊和气压焊相当;不同焊接方法不同系列钢轨(除气压焊外)的冲击吸收功平均值轨头轨底轨腰;气压焊接头冲击吸收功平均值轨底轨头轨腰;轨腰由于脆性夹杂物、疏松、偏析等缺陷原因冲击吸收功最低。U71Mn和U75V系列钢轨焊接接头全断面各部位的冲击吸收功变化规律相似,距离钢轨断面对称中心线越近,冲击吸收功越低。     

钢轨闪光焊接工艺与接头落锤试验分析

试验采用YHG-1200TH型移动式钢轨闪光焊机,焊接武钢60 kg/m U71Mn G热轧态钢轨.通过观察分析焊接曲线中闪平、脉动闪光、加速闪光与顶锻保压各阶段电流、电压、钢轨位移、压力等因素,结合接头落锤试验情况,调整并优选出合理工艺参数;分析焊接热输入与顶锻量间的搭配关系及接头抗落锤次数,观察断口与接头显微组织.结果表明,试验用钢轨闪光焊接热输入在11.5~12.5 MJ之间且顶锻量在15~16 mm之间时,接头抗落锤情况较集中,质量稳定性好;合理工艺参数焊接且经落锤检验合格的接头断口无明显缺陷,焊缝及热影响区组织为珠光体和少量铁素体,未见马氏体、贝氏体组织或其它缺陷.     

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。     

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。     

高速列车转向架焊接构件的组织与性能研究

研究了不同氮比例的Ar+N2保护气对高速列车转向架构件用双相钢焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明,随着氮气比例的增加,焊缝区和热影响区的显微硬度逐渐下降,且同一保护气条件下,硬度从大至小分别为焊缝区>热影响区>母材区;随着氮比例的增加,焊缝区和热影响区的冲击功先增加而后降低,当氮气含量为4%时取得极大值,且热影响区的冲击功高于焊缝区;2%~4%氮气+氩气的混合比例是最佳的焊接气体保护工艺。     

多次补焊对A6N01铝合金焊接接头疲劳性能的影响

通过对多次补焊条件下A6N01铝合金焊接接头进行疲劳试验,获得了不同补焊条件下焊接接头的条件疲劳极限值以及不同区域的裂纹扩展速率,并分析其疲劳断口形貌。结果表明,随着补焊次数增加,接头疲劳极限值减小,三次补焊后其由98.8 MPa下降到89.7 MPa,仍然满足使用要求;焊缝区和热影响区裂纹扩展速率均增大,但热影响区抵抗裂纹疲劳扩展能力优于焊缝区。随补焊次数增加,焊缝区气孔缺陷增多以及热影响区过时效现象加剧是造成焊接接头疲劳性能下降的主要原因。     

超声冲击对7A52铝合金焊接接头疲劳性能的影响

文中对超声冲击处理前后的7A52铝合金焊接接头显微组织、显微硬度以及残余应力进行了分析,并对超声冲击处理前后的接头在不同循环应力比的加载条件下进行了疲劳试验.结果表明,经超声冲击处理后接头塑性变形层厚度在45~70 μm左右,母材区表面硬度提高了170%,焊缝区硬度提高了大约70%,改变了焊态残余应力分布,成功引入了压应力;在疲劳试验中,循环次数为2×106的条件下,加载应力循环比为0.1时,冲击态接头的疲劳强度为60.26 MPa,比疲劳强度为40.74 MPa的焊态试样提高了47.9%,而在加载应力循环比为0.45时,冲击态接头的疲劳强度为46.53 MPa,比疲劳强度为39.97 MPa的焊态试样提高了16.4%.     

机械振动对AZ31合金TIG接头组织与性能的影响

在AZ31合金焊接过程中施加机械振动的方法,考察了非熔化极惰性气体钨极保护焊(TIG)、垂直振动焊和水平振动焊接对AZ31合金焊接接头显微组织和力学性能的影响。结果表明,无论是垂直振动还是水平振动,不同坡口角度的焊接接头的焊缝区和热影响区的晶粒都得到明显细化,力学性能都有不同程度的提高;垂直振动方式下坡口角度增加晶粒尺寸逐渐粗化,而水平振动方式下的坡口角度对焊缝区和热影响区的晶粒尺寸的影响较小。     

双丝埋弧焊工艺及焊接接头性能研究

采用双丝争单丝埋弧焊方法进行焊接试验,比较了双筮和单丝埋孤焊务件下焊丝金属的熔敷率,从焊接接头断面、接头金相组织以及接头力学性能等方面进行了分析.结果表明,采用双丝埋弧焊工艺使焊接效率提高,焊缝熔深增加、熔宽增大,热影响区金属的成分偏析现象减弱,接头性能满足技术要求,但焊缝区有时会产生魏氏组织,使焊缝区金属的冲击韧度降低.     

奥贝体钢轨和珠光体钢轨气压焊接头界面行为及力学性能分析

采用气压焊对U26Mn奥贝体钢轨和U75V珠光体钢轨混焊进行研究,通过OM、SEM、冲击、拉伸、硬度试验探究异种钢轨气压焊接头焊缝界面的冶金结合特征与力学性能水平。结果表明:气压焊接头焊缝界面两侧存在元素扩散行为,焊缝界面金属在热机循环作用下发生了交互结晶和再结晶,冶金结合良好(除轨底脚外);焊态接头平均强度达到贝氏体钢轨母材的86%,正火态接头平均强度达到贝氏体钢轨母材的90%;焊态接头轨顶面平均硬度、软化区平均硬度及宽度均满足TB/T1632《钢轨焊接》标准要求;接头中存在硫化物夹杂,对接头冲击韧性有较大影响。     

钢轨对接的焊剂带约束电弧超窄间隙焊

采用焊剂带约束电弧超窄间隙焊接方法对U71Mn钢轨对接进行试验研究。结果表明,焊前坡口底部间隙宽度预留为4.5 mm,反变形角度设定为1.3°,焊接过程中对钢轨进行定位,可保证每层坡口间隙宽度稳定的保持在4~5 mm之间,通过48层焊道可完成对钢轨的超窄间隙焊接。采用此种方法焊接时,使用H08Mn2Si焊丝,焊剂中不添加任何合金元素就能够获得焊缝区硬度与母材相当、热影响区硬度高于母材的接头,焊缝区组织为铁素体和珠光体,热影响区组织为晶粒较细小的片状珠光体。得到的接头冲击功远大于要求的6 J。     

钢轨闪光对焊接头断裂研究

通过光镜和电镜对钢轨断口进行显微组织分析,并利用能谱分析鉴定了夹杂成分,深入研究了提速后钢轨闪光对焊接头的断裂原因。结果表明,钢轨接头的断裂是由闪光焊工艺缺陷引起的。断裂呈现疲劳特征,有多个裂纹源,焊缝区是接头的薄弱环节     

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。     

重载贝氏体钢轨闪光焊的关键技术及应用实践

贝氏体钢轨具有较高的强度和韧性,但闪光焊焊态接头热影响区中的马贝复相组织(亮带)以及局部的原奥氏体晶界偏析形成的马氏体组织(亮条)对于钢轨焊接来说是一种缺陷组织,并且,正火热处理无法消除。实践表明,焊态或正火闪光焊接头中的该组织由于自身的膨胀,导致接头内部残余应力增大。在钢轨使用过程中,由于滚动接触疲劳应力,出现焊缝水平裂纹、接头压溃等缺陷。消除贝氏体钢轨闪光焊接头缺陷的关键技术是对接头进行热处理,经过正火和高温回火,原奥氏体晶粒细化,马氏体转变成回火屈氏体,残余应力可以有效消除。热处理后的焊接接头在使用过程中表现出了良好的使用性能,经过3亿t运量,未发现产生缺陷,使用情况良好。