JFE980S高强钢焊接接头软化分析

研究了激光-MAG复合热源和常规MAG两种焊接方法在焊接JFE980S低合金调质高强钢时的接头软化问题.通过对接头强度、硬度和组织的测试分析,探讨了低合金调质高强钢焊接接头的软化规律及机制.结果表明,焊后JFE980S高强钢常规MAG焊接头发生了明显软化,而激光-MAG复合热源焊接接头软化不明显;激光-MAG复合热源焊接接头的软化区域宽度和软化程度明显小于常规MAG焊接头;接头的软化主要发生在焊接热影响区的过回火区域和不完全正火区域,该区域中出现沿晶界呈块状或颗粒状分布的组织是造成接头软化的主要原因.     

Q1400超高强钢激光-MAG复合焊与MAG组织及性能对比

针对一种屈服强度1 400 MPa新型超高强钢,对比分析了在使用低强匹配焊材的条件下MAG和激光-MAG复合焊的组织及性能差异。2种焊接工艺的成形及截面形貌均连续均匀,无气孔、裂纹、夹渣等微观缺陷。MAG采用2 mm钝边的60°坡口,热输入大、冷却速度较慢,焊缝组织主要为马氏体+贝氏体组织,焊缝-40℃冲击吸收能量为45 J,为母材的150%;热影响区冲击吸收能量为30 J,与母材水平相当;接头抗拉强度为1 166 MPa,相当于母材的69%。激光-MAG复合焊采用6 mm钝边的40°坡口,打底焊焊缝为马氏体组织;填充焊焊缝为马氏体+贝氏体组织;焊缝-40℃冲击吸收能量与MAG相当,但热影响区的冲击吸收能量达到42 J,优于MAG和母材;接头抗拉强度接近1 300 MPa,高于MAG 125 MPa,相当于母材的76%。激光-MAG复合焊焊接效率优于MAG,达到MAG的3倍以上。     

基于等离子-MAG复合焊的SMA490BW焊接接头残余应力与变形测量

分别采用等离子-MAG复合焊和普通MAG焊,以及在不同的坡口角度条件下,对SMA490BW钢对接接头和T型接头残余应力和焊接变形进行了测量。结果表明,与MAG焊相比,等离子-MAG复合焊可有效地降低接头残余应力和焊接变形,且随着焊缝坡口角度的减小,残余应力与变形相应减小。从降低残余应力和减小变形的角度来看,宜采用窄坡口等离子-MAG复合焊接工艺。     

SMA490BW耐候钢激光-MAG复合焊与MAG焊对比研究

以一种高速列车转向架用材料SMA490BW耐候钢为研究对象,针对传统MAG易出现未焊透等焊接问题,对8 mm SMA490BW耐候钢的激光-MAG复合焊进行研究。通过对比8 mm SMA490BW耐候钢MAG焊与激光-MAG复合焊接头的焊缝成形、组织特点、力学性能,可以得到:SMA490BW耐候钢的激光-MAG焊接头的焊缝成形质量优于MAG焊接头,焊缝组织也更加均匀细小,焊缝区硬度较MAG焊接头高;复合焊接头的抗拉强度、弯曲性能与MAG焊接头类似;复合焊接头的韧性比MAG焊接头更好。     

JFE980S高强钢激光-电弧复合热源焊接接头性能研究

针对JFE980S低合金调质高强钢,采用激光-MAG复合焊,并与常规MAG焊进行比较,分析了激光-MAG复合焊接头的力学性能。研究结果表明:激光复合方法很大程度上提高了接头的力学性能;采用激光复合焊时,通过增加焊接速度、减小坡口角度和增大坡口钝边厚度,能有效提高焊接效率。同时针对低合金高强钢接头容易出现的脆化和软化问题,通过金相和断口试验,分析了激光复合焊改善接头抗脆化和软化能力的原因:激光复合焊焊缝组织均匀细小,接头粗晶区宽度窄且为性能优异的板条马氏体组织,提高了接头的抗脆性断裂的能力;对不完全相变区进行了显微硬度测试,激光复合焊硬度值高,这在一定程度上降低了接头软化现象的发生。     

低合金高强钢激光-MAG复合热源焊接工艺研究

采用常规MAG焊进行低合金高强钢焊接时容易发生焊接冷裂纹,研究针对HQ785T1低合金高强钢采用激光- MAG复合热源焊接技术进行焊接工艺研究.结果表明,采用激光- MAG复合热源焊接技术可以实现HQ785T1高强钢板室温无预热高效优质焊接,焊接接头力学性能良好,焊缝成形美观,焊接效率显著提高.     

铁素体不锈钢激光-MAG复合热源焊缝成形及接头冲击韧性分析

利用激光-MAG 复合热源分别进行了 T4003 和 TCS 铁素体不锈钢的焊接试验研究.通过与常规 MAG 焊的对比,测试分析了两种焊接方法的焊缝成形、接头的低温冲击韧性及接头的微观组织.结果表明,激光-MAG 复合热源焊接易于实现铁素体不锈钢的单面焊双面成形,与常规 MAG 焊相比,其焊接效率可以提高 1 倍以上.利用激光电弧复合热源可以提高铁素体不锈钢焊接接头的低温冲击韧性,较常规 MAG 焊,复合焊接头的低温冲击韧性可以提高 50%以上.激光-MAG 复合热源焊接接头热影响区粗晶区组织宽度明显小于常规 MAG 焊接头的粗晶区宽度.

Abstract：

Laser-MAG hybrid welding of T4003 and TCS ferrite stainless steels was studied. Through comparing with the conventional MAG welding of ferrite stainless steel, the results of the two welding methods including the appearance of weld, impact toughness under low temperature and the microstructure of the butt joints were tested and analysed. The analysing results show that it is easy to get one-side welding with back by laser-MAG hybrid welding. Comparing with the conventional MAG welding, the welding efficiency of ferrite stainless steel by laser-MAG hybrid welding can be improved more than one times, the low temperature impact toughness of the joints by laser-MAG hybrid welding can be improved over 50% than that of conventional MAG welding joints, and the width of coarsegrained zone of hybrid welding joints is thinner than that of MAG welding joints.     

SMA490BW钢激光-MAG复合焊T型接头疲劳性能

对激光-MAG复合焊和MAG焊T型接头进行了四点弯曲疲劳试验,采用最小二乘法拟合疲劳S-N曲线,估算了两种焊接方法 T型接头循环寿命为107时的疲劳强度。试验结果表明,当循环基数为107次时,激光-MAG复合焊接头的疲劳强度较常规MAG焊接头提高17.5%。观察两种焊接方法的疲劳断口发现,断口位置在熔合区的焊趾处,裂纹扩展区疲劳辉纹明暗相交,既短又不连续,呈韧性疲劳断口特征。但激光-MAG复合焊疲劳裂纹扩展区撕裂棱凸出较大,裂纹扩展时所需的动力更大,断裂韧性更高。分析发现,焊趾处圆滑过渡和细小的熔合区微观组织导致激光-MAG复合焊T型接头的疲劳强度高于MAG焊。     

转向架用SMA490BW钢激光-MAG复合焊接头残余应力

利用X射线衍射法对转向架构架用SMA490BW耐候钢激光-MAG复合焊和单MAG焊接接头进行残余应力测试和分析。结果表明:激光-MAG复合焊接头与单MAG焊接头残余应力分布趋势相同,焊缝及近缝热影响区均存在较大的残余拉应力。激光-MAG复合焊接头残余应力峰值和拉应力区间均小于单MAG焊接头,主要原因是激光-MAG复合焊接头焊接过程中热输入较小,对母材的塑性压缩效应较低。     

转向架用钢激光-MAG复合焊角焊缝

高速列车耐候钢转向架焊接中,有大量角接形式的焊接接头。作为列车的主要承载部件,转向架的焊接要求完全焊透。采用传统MAG焊和激光-MAG复合焊对12 mm板厚的SMA490BW耐候钢进行焊接试验,并观察测试两种方法获得的接头宏观形貌、微观组织和力学性能。结果表明,激光-MAG复合焊接接头组织和力学性能均优于MAG焊接接头,因而在转向架焊接中可替代MAG焊接工艺。     

中厚板S355J2W+N钢激光-MAG复合焊接头性能研究

试验研究了10,12,16 mm不同板厚的S355J2W+N钢激光-MAG复合焊对接接头的力学性能,并与MAG焊接头进行对比,为激光-电弧复合焊在中厚板焊接生产中的应用提供数据基础。试验结果表明,不同板厚接头的硬度、拉伸、弯曲、冲击性能均满足相关标准的要求,与MAG焊相比无显著差异,可替代目前使用的MAG焊。     

T型接头激光-MAG复合热源焊接工艺适应性研究

钢材中厚板T型接头采用MAG焊时,由于MAG焊熔透能力有限,根部打底焊时难以实现良好的单面焊双面成形,成为制约焊接生产的难题。激光-MAG复合热源焊接具有熔深大、焊速高、焊接过程稳定等突出优势,在进行SMA490BW材料T型接头复合焊接时,坡口钝边尺寸在2~4 mm之间变化,组装间隙在0~1.5 mm之间变化,组装点固焊缝高度小于4 mm时,可实现同一焊接工艺参数下良好的单面焊双面成形,接头疲劳性能比MAG焊提高37%,具有较强的工程应用价值。     

高强钢CO2激光-MAG复合焊接性能

为了研究CO₂激光-熔化极活性气体保护焊（MAG）复合焊接性能,采用CO₂激光和CO₂激光-MAG复合焊接590MPa级高强度钢,对其焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究.结果表明,激光-MAG复合焊接的焊缝金属中,MAG电弧作用区主要为珠光体和贝氏体,激光作用区主要为马氏体;激光-MAG复合焊接的焊缝金属中Mo和Mn合金元素的分布具有不均匀性;激光和激光-MAG复合焊接的试件焊接接头拉伸性能完全满足要求,焊缝强度高于基体强度;激光-电弧复合焊缝金属在-60℃～+15℃试验温度范围内的冲击韧性比激光焊缝金属高;激光-MAG复合焊接焊缝金属硬度在250～400 HV之间,高于基体金属的硬度.     

低合金高强钢无预热或低温预热激光-电弧复合热源焊接技术

介绍了低合金高强钢无预热或低温预热激光-电弧复合热源焊接工艺,对比研究了激光-MAG复合热源及常规,MAG两种焊接工艺方法焊接低合金高强钢的冷裂纹敏感性及接头的力学性能。     

轨道车辆用不锈钢等离子-MAG复合焊接头疲劳试验

在选用ER308LSi焊丝和φ(Ar)98%+φ(CO_2)2%保护气体的条件下,分别采用等离子-MAG复合焊接方法和普通MAG焊接方法焊接轨道车辆用中等厚度SUS301L-MT不锈钢板,并对等离子-MAG复合焊和MAG焊的对接接头和十字接头进行脉动拉伸疲劳试验和疲劳强度估算。结果表明:等离子-MAG复合焊对接接头和十字接头在循环寿命为2×10~6条件下的中值疲劳强度分别为279 MPa和160 MPa;与普通MAG焊相比,等离子-MAG复合焊接头的疲劳强度均有所提高,其中对接接头疲劳强度的增幅高于十字接头。     

不锈钢薄板搭接等离子-MAG复合焊接工艺

针对板厚3 mm SUS301L-MT与板厚5 mm SUS304不锈钢板材搭接组合,采用等离子-MAG复合焊工艺进行焊接,分析等离子电流、MAG电流和焊接速度等工艺参数对搭接角焊缝成形的影响,得出合适的等离子-MAG复合焊接工艺参数,并比较等离子-MAG复合焊和电阻点焊两种方法搭接接头的准静态拉剪性能和拉剪疲劳性能。试验结果表明,在确定的焊接工艺参数下,等离子-MAG复合焊和电阻点焊接头均符合铁道车辆用不锈钢焊接接头的设计要求,且与电阻点焊接头相比,等离子-MAG复合焊接头的拉剪载荷提高约92%,在循环寿命为2×106的条件下疲劳极限提高约33%。     

基于大离焦模式的Nd：YAG激光-MAG复合热源焊接工艺

通过对焊接参数的调整较为系统地研究了大离焦模式下Nd：YAG激光-MAG复合热源焊接工艺。结果表明：在一定的焊接条件下,与MAG焊相比,大离焦Nd：YAG激光-MAG复合热源焊接仍可以表现出增大焊缝熔深、提高焊接过程稳定性等复合热源焊接优势。在合适的焊接速度和焊接电流范围内,大离焦Nd：YAG激光-MAG复合热源焊接能显著地改善焊缝成形,提高焊缝金属的铺展性。     

中部槽激光-MAG复合热源打底焊焊接工艺研究

采用MAG电弧焊和激光-MAG复合热源焊对45 mm厚ZG30SiMn和NM400异种钢进行打底焊试验,通过光学显微镜、SEM和EDS能谱分析方法对裂纹的微观组织形貌进行观察和分析。结果表明:中部槽焊接接头易出现未焊透和焊接裂纹等焊接缺陷。由于焊缝处C,Si,S,P等热裂纹敏感性元素的聚集及焊接应力的共同作用导致结晶裂纹的产生。采用激光-MAG复合热源焊,通过控制焊缝化学成分和改变接头形状的方法消除了焊接热裂纹,并利用复合热源深熔性特点结合焊接坡口优化,保证了焊接效率等问题,获得了稳定、优质、高效的焊接接头。     

基于大离焦模式的Nd:YAG激光-MAG复合热源焊接工艺

通过对焊接参数的调整较为系统地研究了大离焦模式下Nd:YAG激光-MAG复合热源焊接工艺。结果表明:在一定的焊接条件下,与MAG焊相比,大离焦Nd:YAG激光-MAG复合热源焊接仍可以表现出增大焊缝熔深、提高焊接过程稳定性等复合热源焊接优势。在合适的焊接速度和焊接电流范围内,大离焦Nd:YAG激光-MAG复合热源焊接能显著地改善焊缝成形,提高焊缝金属的铺展性。     

厚板低碳钢激光-电弧复合焊与MAG焊接头组织研究

利用激光-MAG复合焊和MAG焊进行了厚板S355J2W低碳钢的焊接试验,对比分析了两种焊接方法下接头的微观组织。结果表明,复合焊和MAG焊焊缝接头均由焊缝区、过热区、重结晶区和不完全重结晶区构成,复合焊接头呈"高脚杯"状特点,焊缝填充量和热影响区宽度较MAG焊明显减小。