数值模拟在镁合金焊接接头深冷处理中的应用

利用所建立的有限元模型,对焊接接头进行深冷处理前后的温度场分析,再把模型转化成结构单元进行应力应变场分析。计算结果表明:深冷处理后,受焊接热源影响的焊缝及附近区域横向残余应力和纵向残余应力均增大,距焊缝较远的母材区产生了预压应力;深冷处理后,横向和纵向残余变形均减小。     

热处理对40CrNiMoA钢板焊接接头组织及力学性能的影响

本文研究了调质工艺对40CrNiMoA钢板焊接接头显微组织及力学性能的影响。试验结果表明,经 830 - 870 °C +550 - 650 °C 调质处理后,40CrNiMoA钢3 mm板90 A 10 V焊接接头的焊缝区、热影响区、母材区的硬度差异显著减小,形成了回火索氏体组织。调质处理温度越高,焊接接头的焊缝区、热影响区与母材区的组织越 均匀,且组织中的碳化物颗粒尺寸增大。40CrNiMoA钢焊接板经850 Y油淬,600 X.回火后,具有较高的强度(905 MPa)和塑性(13. 5% ),综合力学性能最优。     

TC4钛合金MIG焊接头热处理后组织性能研究

对TC4钛合金MIG焊焊接接头进行焊后热处理,采用盲孔法、拉伸、冲击、金相、扫描等方法对接头进行试验与分析,研究不同热处理工艺对残余应力、组织和力学性能的影响.结果 表明:焊接接头经焊后热处理,横向残余应力和纵向残余应力平均值最大降为74.2 MPa和70.1 MPa;未热处理接头母材区为α+β片层组织,焊缝区为α针状马氏体组织,热影响区为α和α'混合组织.热处理后,随着热处理温度和时间的增加,焊缝组织中的针状α'马氏体粗化,晶粒尺寸增加;未热处理接头焊后拉伸断裂位置为母材处,接头强度高于母材.在650℃+2 h的热处理工艺下,接头延伸率较未热处理状态提高,断裂方式为韧性断裂,保温时间延长至3h,晶粒粗大、延伸率降低.接头室温冲击功焊后状态能够达到母材的95％,经焊后热处理后接头得到软化,室温冲击功相比焊后状态有所下降.     

1Cr18Ni9Ti与1Cr13不锈钢焊接接头组织及电化学性能

用金相法观察和分析了用1Cr18Ni9Ti焊丝进行焊接的1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢板和1Cr13马氏体不锈钢板焊接接头的组织;通过海水模拟溶液浸泡试验,测量焊接接头极化曲线和交流阻抗曲线,对比分析了焊缝与母材的耐腐蚀性能.结果表明,焊接接头组织为典型的柱状晶凝固组织;焊接接头中,马氏体母材和焊缝区容易受到腐蚀,而奥氏体母材不易受到腐蚀.     

QP980淬火-配分钢MAG焊接头组织及力学性能

QP980淬火-配分钢属于第三代先进高强钢，具有强塑积高、成形性好等优点而成为汽车轻量化发展的重要材料。对国内某公司生产的1.5 mm厚的QP980淬火-配分钢采用机器人MAG焊(熔化极活性气体保护焊)进行焊接，分析焊接工艺参数对其焊接接头组织和力学性能的影响。考虑到焊接的淬火作用以及焊接接头的等强匹配原则，采用ER50-6焊丝作为填充材料。研究结果表明，在合适的焊接工艺窗口内，减小焊接热输入有利于提高焊接接头的强度，但对其塑性有不利影响。焊接接头横截面的组织和力学性能变化非常大，焊缝金属区主要由铁素体和珠光体组成，硬度较低，但能达到原始母材的硬度值；靠近焊缝的热影响区主要是完全相变区，该区是由原始母材组织发生奥氏体转变后冷却产生的以板条马氏体为主的组织，硬度较母材有较大提升，该区成为焊接接头的硬化区，而靠近母材的焊接热影响区主要包括两相区和回火区，两相区中部分组织发生了奥氏体转变，冷却后转变的组织较原始组织中的马氏体含量有所降低，硬度略有下降，而回火区是由原始组织中的铁素体、少量奥氏体以及发生了回火的马氏体组成，由于马氏体的回火作用，硬度也略有降低。在该钢的MAG焊中，焊接接头软化现...     

热输入对2205双相不锈钢MIG焊接接头组织及力学性能的影响

采用MIG焊接方法,对2205双相不锈钢进行了不同热输入条件下的焊接试验,对焊接接头的显微组织进行了观察与分析,并对其力学性能进行了测试.结果表明:不完全重结晶区中带状奥氏体边缘起伏随热输入的增大逐渐增强,宽度逐渐增大;焊缝中心的奥氏体大多为等轴状的块状奥氏体,而靠近熔合线则主要为魏氏奥氏体,随着热输入的增大,魏氏奥氏体逐渐减少,而块状奥氏体逐渐增多;随着热输入的增大,焊接接头的抗拉、屈服强度均有轻微降低,而断后延伸率略有升高;焊接接头的显微硬度从母材到焊缝金属先升高后降低,热影响区的显微硬度最高,硬度的变化与焊接接头各区域中奥氏体体积分数有关,随着热输入的增大,各区域中奥氏体体积分数逐渐升高,显微硬度则相应有所降低.     

TA19钛合金电子束焊接头微观组织与性能研究

采用电子束焊接方法对TA19钛合金进行焊接,分析了电子束焊接头各区域的显微组织类型及形貌,测试了接头的显微硬度、室温拉伸、疲劳裂纹扩展速率及断裂韧性等力学性能,并与TA19钛合金母材进行对比。研究表明,焊缝区为粗大的柱状晶组织并存在大量相互交错分布的针状马氏体相,热影响区内随着离熔合线距离的增加马氏体数量逐渐减少;焊缝区显微硬度最高,比母材区显微硬度高出约HV80,随着向母材区过渡显微硬度逐渐降低;焊接接头室温抗拉强度、屈服强度性能及断面收缩率均与母材基本相当,但延伸率略有下降;焊缝区粗大的柱状晶组织硬度高,脆性大,导致焊缝区对疲劳裂纹扩展的抗裂性要低于母材;母材及焊缝KIC值分别为54.49和52.88 MPa·m^1/2,母材抵抗裂纹扩展断裂的能力略好于焊缝。     

海洋用A514钢与ZGMn13Mo钢多层多道焊接接头组织与性能研究

研究了采用ER309L不锈钢焊丝对25 mm厚的A514/ZGMn13Mo异种钢进行多层多道的熔化极气体保护焊。显微组织显示了焊缝组织为铁素体和奥氏体,具有较强的抗裂性,A514钢热影响区组织主要为板条状马氏体和少量的铁素体,未发现碳化物,热影响区存在较大的应力,ZGMn13Mo钢热影响区组织为粗化的奥氏体,晶界与晶内存在大量的碳化物,同时较大的焊接应力导致该侧影响区易萌生裂纹。显微硬度结果表明了焊缝底部和中部显微硬度相对于焊缝顶部较高,A514钢热影响区显微硬度表现为先升后降的特点,ZGMn13Mo钢热影响区硬度持续上升直至达到母材硬度水平。     

LY12铝合金搅拌摩擦焊接头的残余应力研究

搅拌摩擦焊(FSW)具有焊接工艺简单、焊接缺陷少等优点,可用于高强度铝合金的焊接。掌握搅拌摩擦焊接头的残余应力演化规律,对优化焊接工艺,延长工件使用寿命具有重要的研究价值和实际意义。本文采用LY12铝合金搅拌摩擦焊接头为研究对象,通过X射线衍射(XRD)对焊接接头进行残余应力测定。X射线衍射峰位置、强度和宽度变化的实验结果表明:主轴转速和焊接速度一定时,热影响区宏观残余应力大于焊缝区域,两个区域的纵向残余应力都大于横向残余应力,纵向应力和横向应力均以压应力为主,纵向残余应力峰值在热影响区为179 MPa。焊接速度一定时,随主轴转速升高,晶格畸变减小,焊缝区压应力先降低后增加,在热影响区不断增加,焊缝区111取向表现出先增加后减小趋势;主轴转速一定时,随焊接速度增加,晶格畸变加剧,焊缝区宏观残余应力增加,热影响区残余应力减小,焊缝区111取向强度减弱,但仍较200取向严重。     

M42高速钢/X32弹簧钢电子束焊接温度场的数值模拟与实验研究

选择双椭球热源模型对M42高速钢/X32弹簧钢双金属带锯的电子束焊接的温度场进行Ansys数值模拟,确定焊接的最佳工艺参数,并进行焊接试验,利用扫描电镜观察M42/X32接头的微观组织。结果表明,最佳焊接工艺为焊接电压U=140 k V,焊接电子束电流Ib=20 m A,焊接速度v=2 m/min。在此工艺条件下进行电子束焊接实验,焊缝宽度实验值和计算值的相对误差为-3%~1.5%,二者吻合较好,验证了双椭球热源模型在电子束焊接温度场模拟中的适用性。M42/X32接头的焊缝中心为等轴晶和柱状晶的典型铸态组织;M42熔合区(FZ)组织为马氏体和M2C型碳化物,M42热影响区(HAZ)组织为马氏体、残余奥氏体及碳化物。X32熔合区(FZ)由类马氏体层和马氏体组织组成,X32热影响区(HAZ)组织为马氏体、残余奥氏体以及M23C6。     

1800 MPa热成形钢与CR340LA低合金高强钢激光焊接性能

采用光纤激光焊接设备对1800 MPa级热成形钢与CR340LA低合金高强钢进行对接激光拼焊,研究了不同激光焊接功率和焊接速度下焊接接头的组织演变规律及热冲压成形性能,并对焊接接头的力学性能和硬度进行了分析。结果表明,3种焊接工艺下激光拼焊原板综合力学性能相差较小,由焊接接头造成的伸长率和抗拉强度的损失均在母材的28.3%和9.1%以内。激光焊接后焊缝区均为粗大、高硬度的马氏体结构;两侧热影响区组织主要为铁素体和马氏体,接头未出现明显的软化区。激光拼焊原板拉伸试样均断裂于CR340LA母材区,距离焊缝12 mm左右,且存在焊缝隆起现象。选取焊接功率和焊接速率分别为4000 W和0.18 m·s?1的焊接试样在高温下进行热冲压成形检测,未出现焊缝开裂,热成形后拼焊板具有良好性能,满足汽车激光拼焊板使用要求,拉伸结果表明,试样断裂位置与未热冲压成形前一致,均位于CR340LA母材区,拉伸过程中,焊缝向高强度母材侧偏移,在弱强度母材侧产生应力集中并缩颈断裂。      

Microstructure and Residual Stress Formation in Induction‐Assisted Laser Welding of the Steel S690QL

Steels of high mechanical strength combined with high toughness, such as those in quenched and tempered condition are required to reduce weight in industrial machinery. Their mechanical performance is impaired by welding operations which often cause a reduction of toughness and increase the probability for cold cracking due to martensite formation in the weld seam. The limited weldability of high‐strength steels therefore demands appropriate joining procedures to increase their use in industrial construction and reduce reworking costs. Induction heating is capable of directly producing heat inside a work piece. This enables the integration of induction heat‐treatments into serial welding processes. In this work, the effect of induction‐assisted laser welding on the microstructure and residual stresses in S690QL butt joints was investigated. The results reveal that conventional laser welding causes strong martensite formation in the weld seam and the heat‐affected zone. This leads to prohibitive hardness values. Induction heat‐treatments result in an efficient reduction of hardness in the fusion zone. However, the efficiency decreases with increasing sheet thicknesses. The residual stress distributions after laser welding with and without induction heating are typical of fusion welding. Although an effective reduction of hardness is achieved by induction‐assisted laser welding, the residual stresses remain significantly high.     

Si-Mn系超高强度热成形淬火钢板的点焊性能

 采用不同的点焊工艺参数对研发的1700MPa级Si-Mn系热成形淬火钢板与低碳钢板DC04进行异种材料之间点焊,并对焊接接头的拉伸性能、显微硬度分布及微观组织特征等进行了分析。结果表明,焊接电流对点焊接头熔核直径和抗剪强度具有显著的影响,而焊接时间的影响相对较小。超高强度钢板侧的热影响区存在两个明显的软化区和硬化区,即在靠近母材处存在一个硬度明显低于母材的软化区,其组织为回火马氏体;在靠近熔核处存在一个硬度明显高于母材的硬化区,其组织为细小的马氏体。点焊接头熔核部位为柱状粗大马氏体组织,其硬度明显低于超高强度钢板母材且远高于低碳钢板母材。低碳钢板热影响区低的硬度和明显粗化的铁素体组织,使得点焊接头单向拉伸时均从低碳钢板的热影响区一侧破断。     

316L/X65双金属复合管焊接接头组织与性能

 采用钨极氩弧焊和手工电弧焊焊接316L/X65双金属复合管。利用光学显微镜、能谱仪、扫描电镜、力学性能测试及电化学测试等分析手段研究了复合管焊接接头的微观结构、化学成分、力学性能及电化学腐蚀性能。结果表明,过渡层焊缝的化学成分受到稀释较小,过渡层熔合线附近出现了元素迁移,不锈钢层焊缝与母材的化学成分基本一致;扩散层为类马氏体＋残留奥氏体,过渡层和不锈钢层焊缝均为奥氏体＋少量铁素体;在试验参数下,焊接接头各项力学性能优良、无缺陷;覆层焊缝与母材的电化学腐蚀性能相差极小。     

Microstructure and mechanical property correlations in AA 6061 aluminium alloy friction stir welds

The influence of friction stir welding on the microstructure development and its role on residual stress distribution in the weldment and mechanical properties has been investigated. The study also focused on the impact of post weld heat treatment on the microstructure and mechanical properties as well as on residual stress distribution. The weld nugget region contained fine equiaxed grains as a result of thermo-mechanical working. Hardness survey showed that nugget region is soft due to precipitates dissolution. Weld joint exhibited lower strength as compared to the parent metal. Post weld Solution Treatment and Aging (STA) of longitudinal welds resulted in strength and ductility equivalent to that of parent metal while transverse weld tensile strength and ductility were lower than that of parent metal even after post weld STA. Residual stress distribution profiles across the weld region are asymmetric with respect to weld centerline, with the largest residual; stress gradients occurring on the advancing side of the weld. Within the region inside the shoulder diameter, residual stress is entirely compressive. Welds exhibited tensile residual stresses in post weld STA condition     

热输入对DP600激光焊组织和力学性能的影响

摘要：为了研究DP600钢的焊接性能,采用5种不同的激光焊接工艺进行焊接试验。结果表明,焊接接头表面成形质量良好,随着热输入的增加,上下熔宽逐渐增大;熔融区均为板条状马氏体组织,当热输入高于33J/mm时热影响区组织为马氏体、铁素体和少量的回火马氏体;当热输入低于33J/mm时,热影响区组织为马氏体和铁素体。在低热输入条件下,回火时间很短,马氏体未发生分解;在高的热输入条件下,回火时间较长,马氏体分解显著,热影响区中出现M3C型碳化物,碳化物形貌以球状和片状为主。从熔融区到母材,显微硬度值逐渐降低;焊接接头静态拉伸失效位置均在母材,拉伸断口为韧性断口,DP600钢激光焊接接头不存在软化现象。     

Effect of Heat Input on Macro,Micro and Tensile Properties of Flux Cored Arc Welded Ferritic Stainless Steel Joints

This paper discusses the influence of Flux Cored Arc Welding Process parameters such as welding current, travel speed, voltage on bead profile, metallurgical and mechanical properties of welds of 2 mm thick 409M ferritic stainless steel sheets. The study reveals that, grain coarsening, volume fraction of martensite, hardness of heat affected zone and % of delta ferrite in ER 309 weld metal increases with increase in heat input. However, the results show that variation of heat input does not make any significant effect on tensile strength of the joint. Hence, welding parameters that provide uniform bead profile for the weld are recommended for fabrication.     

Influence of post-weld heat treatment on the microstructure and hardness of laser weld seams on hot-rolled TRIP 800 steel

The transformation induced plasticity (TRIP) steels effect occurs because of the martensitic transformation of retained austenite during plastic deformation,and it provides the steel with excellent strength and ductility.While welding remains a vital part of auto body manufacturing,the weldability of TRIP steels is problematic,and this prevents its adoption for many applications in the automotive industry.This present work studies the effects of welding and post-weld heat treatment on the microstructure of TRIP steels.It is found that the microstructures of the fusion zone and the heat affected zone (HAZ) are changed after high-temperature heat treatment.Hardness tests revealed that fusion zone hardness decreased with increasing of temperatures in the post-weld heat treatment on the laser weld seam.The rolling performance of the welding seam and the seam of post-weld heat treatment were also studied.     

金刚石锯片焊接部位的组织结构与力学性能

采集金刚石圆锯片激光焊和高频钎焊部位作试样,分析研究了钢基体与粉末烧结刀头过渡层对焊焊缝横向的区段划分、焊缝形貌、金相组织、成分与物相、硬度及抗弯强度,并阐述了激光焊气孔的成因。结果表明:激光焊熔化区柱晶组织排布细腻,有残留气孔,硬度呈线性变化;钎焊熔化区为两相组织,枝晶明显,无裂纹气孔,硬度较低。激光焊钢热影响区产生针状马氏体;钎焊不存在相变引起的热影响区。激光焊和钎焊的刀头过渡层,在特定的配料体系下,也不存在固态相变引发的热影响区,基本保持了粉末烧结组织。激光焊和钎焊焊缝的抗弯强度均值分别为1 175 MPa、983 MPa,都大于国外安全强度要求,但激光焊焊缝强度波动相对较大,这与其残留气孔密切相关。     

热输入对DP980激光焊组织和力学性能的影响

为了研究DP980钢的焊接性能,采用3种不同的激光焊接工艺进行焊接试验。结果表明,熔融区为板条马氏体,热影响区为马氏体、铁素体和回火马氏体,随着热输入增加,上下表面的熔宽逐渐增大,强塑积逐渐减小,热影响区的软化程度逐渐恶化。从熔融区到母材,显微硬度的变化趋势是先降低后升高。焊接接头静态拉伸失效位置均在亚临界热影响区,拉伸断口为韧性断口,随着热输入增加,杯状韧窝逐渐转变为较大的抛物线状韧窝,通过分析不同热输入条件下焊接接头的静态拉伸应变场云图,可知在塑性变形阶段,熔融区两侧呈双峰形貌,随着热输入的增加,软化区的面积逐渐增大,颈缩易出现在熔融区两侧的软化区部位。