焊接接头氢扩散数值模拟（Ⅰ）

采用ＡＢＡＱＵＳ有限元分析软件对氢在不均质焊接接头的扩散进行了模拟计算,结果表明,对２０ＭｎＮｉＭｏ钢焊接接头,随时间延续,焊缝金属中的氢浓度逐渐降低,而熔合区以外区域氢的浓度经历了一个峰值变化过程。由于焊接接头不同部位氢的扩散系数和溶解度不同,一定时间以后热影响区中的氢浓度超过焊缝金属和母材;预热使焊接接头的逸出,降低热影响区氢浓度峰值并缩短其出现时间。     

湿H2S环境下低合金钢焊接接头氢扩散数值模拟

利用电化学渗透法测定了氢在16MnR低合金钢焊接接头处的焊缝金属、热影响区金属以及母材中的扩散系数.利用有限元软件ABAQUS,对16MnR钢焊接接头氢扩散进行数值模拟,考虑焊接残余应力、不同组织对氢扩散的影响,得到焊接接头扩散氢的浓度随时间的分布.结果表明,在焊缝和热影响区,氢的扩散系数和焊接残余应力较大,使氢在焊缝和热影响区聚集,降低材料的力学性能,使得焊接接头部位成为最薄弱环节,在湿H2S环境下很容易发生与氢有关的损伤和破坏.     

SPV50Q钢焊接接头腐蚀和氢渗透性能分析

具有不同组织结构的焊接接头是腐蚀环境中服役焊接设备或管道的薄弱环节,这与焊接接头处发生的非均匀腐蚀密切相关.利用动电位极化、交流阻抗技术和氢渗透技术,研究了液化石油气（LPG,liquefied petroleum gas）球罐用SPV50Q钢焊接接头在含H2S溶液中的腐蚀和氢渗透特性.结果表明,具有不同组织结构的SPV50Q钢焊接接头各区金属（母材、热影响区和焊缝）,在含H2S溶液中的耐腐蚀性和氢渗透性能都具有一定的差异性,母材的耐蚀性最好,热影响区次之,焊缝金属的最差;对氢渗透性能而言,焊缝金属的氢扩散速度和扩散系数最大,热影响区的次之,母材的最小.     

TC4-DT焊接接头组织及酸洗钝化后氢含量分析

观察和测量了TC4-DT钛合金电子束焊接接头的显微组织结构及显微硬度,分析了焊接接头不同区域经不同酸洗钝化工艺后氢含量的变化。结果表明:焊缝区硬度最高,达310 HV,热影响区硬度次之,达295 HV,基体硬度值最低,为280 HV;氢含量的测试结果显示,酸洗时间较短时,氢含量随钝化时间的延长先降低后增大;酸洗时间较长时,氢含量随钝化时间的延长先增大后降低;经过相同时间的酸洗处理后,焊接接头不同部位(热影响区、焊缝区及基体)氢含量随钝化时间的延长,变化趋势基本一致;不同酸洗钝化时间焊接试件各个部位的氢含量均满足标准规定钛合金材料内部氢含量的要求。     

旋挖钻机桅杆用16Mn碳素结构钢的双丝埋弧焊接工艺研究

采用双丝埋弧焊接工艺对旋转钻机桅杆用16Mn碳素结构钢进行了不同焊接电流、焊丝间距和焊接速度的焊接试验。研究了焊接参数对焊接接头硬度、力学性能和显微组织的影响,得到了适宜的焊接工艺参数,并提出了焊接过程的质量控制措施。结果表明,随着焊接电流的减小,焊接接头热影响区的显微硬度降低,而焊缝区的显微硬度却逐渐升高;不同焊丝间距下显微硬度峰值都在焊接热影响区,焊丝间距对焊接接头显微硬度影响不大;不同焊接速度下焊接接头焊缝区的显微硬度都要高于母材或与母材相当,热影响区的显微硬度要高于母材和焊缝区。焊缝热影响区组织为针状铁素体、片状先共析铁素体、珠光体。焊接电流为700 A、焊接速度为0.0083 m/s、焊丝间距为0.07 m时焊接接头可以获得最佳的强度和塑性,断裂位置位于母材。     

Zn含量对铜合金手工自蔓延焊接Cu-Zn焊缝金属凝固组织的影响

通过对添加不同量锌粉的H62焊接宏观过程、微观组织和力学性能的分析,研究了Zn含量对铜合金手工自蔓延焊接Cu-Zn焊缝金属凝固组织的影响。结果表明,焊缝区为单相α,熔合区和热影响区由α相和网状β相组成;焊缝金属中的Zn来源于焊药合金剂中的Zn和母材中的Zn;随着Zn含量的增加,焊接接头的抗拉强度提高,冲击性能有所下降,硬度提高;靠近焊缝熔合区的晶粒明显大于母材处晶粒;热影响区存在较宽的过热区,使焊接接头热影响区变得薄弱。     

TiNi合金激光焊接接头形状恢复温度的研究

利用热模拟试样模拟TiNi合金激光焊接接头焊缝热影响区,对焊接接头、焊缝金属、模拟热影响区和母材的相变温度进行差热分析,研究了焊接接头与其它三者逆相变温度的关系,并利用OM,SEM和XRD对母材、热影响区和焊缝金属的组织、析出相的分布以及晶体结构进行了研究.结果表明,TiNi合金激光焊接接头的形状恢复率与母材无明显差别,但形状恢复温度区间与母材差异较大,其形状恢复开始温度比母材低40℃;焊缝金属和热影响区逆相变开始温度(As)和结束温度(Af)均不同于母材,主要原因是焊缝金属经历了熔化-凝固过程,失去了母材中原有的晶体择优取向,且析出相尺寸小、分布不均;而热影响区As和Af降低,可能是细小析出相重新固溶于基体所致.整个接头的逆相变温度区间与焊缝金属近似,调控焊缝金属的相变温度是控制TiNi合金激光焊接接头形状记忆功能的关键.     

焊接电流对TC4钛合金窄间隙TIG焊缝成形及组织的影响

对30 mm厚的TC4钛合金板材进行窄间隙TIG单层填丝焊试验,研究了焊接电流对焊缝成形的影响,分析了焊接接头的显微组织和显微硬度。试验结果表明:随着焊接电流的增加,焊缝熔深、熔宽增加,焊缝表面下凹程度增大,但是焊缝熔宽增加幅度较小;焊缝区晶粒发生严重粗化,主要为粗大的柱状晶,其显微组织均为针状马氏体α'组织;靠近焊缝区侧的热影响区晶粒比靠近母材侧的粗化程度大。焊接接头显微硬度分布相似,焊缝区硬度稍高于母材硬度,并未存在明显的软化区;峰值硬度出现在热影响区,随着焊接电流增加,热影响区峰值硬度降低。     

大厚度TC4钛合金窄间隙焊接接头组织性能研究

围绕磁控窄间隙TIG焊接（MCNG-TIG）和真空电子束焊接（EBW）大厚度TC4钛合金接头微观结构不均匀性及其对接头力学行为的影响进行了对比研究。利用扫描电子显微镜对两种接头中部焊缝区和热影响区不同区域的微观组织进行了表征，并对接头截面显微硬度分布和室温拉伸性能进行测定。结果表明，两种接头焊缝区皆为网篮组织，但MCNG-TIG焊缝中α板条宽度比EBW焊缝更加细小。热影响区为初生α相+β转变组织构成的混合组织。随着距焊缝中心的距离增大，β转变组织含量降低。MCNG-TIG热影响区中β转变组织比EBW热影响区更加细小。MCNG-TIG接头平均硬度分布为：热影响区>母材>焊缝；EBW接头平均硬度值分布为：焊缝>热影响区>母材。两种接头的室温拉伸强度系数皆达到0.9以上，EBW接头强度和延伸率略高于MCNG-TIG接头。MCNG-TIG接头室拉伸断裂位置位于靠近母材的热影响区，而EBW接头断裂位置位于焊缝中心。拉伸应变演化结果表明，MCNG-TIG接头在拉伸早期阶段在焊缝中和靠近母材的热影响区同时出现了应变峰值区域。随着拉伸的进行，双应变峰值区特征消失，塑性应变主要集...     

镁合金TIG焊过程热输入对接头组织的影响

以AZ31镁合金为研究对象,分析了不同焊接热输入对TIG焊接头微观组织的影响.结果表明,当热输入较大时,熔池液态金属的高温停留时间过长,冷却速度慢,焊接接头的过热问题较为严重,从而造成焊缝金属的组织晶粒长大,热影响区的宽度明显变大;而热影响区的粗大晶粒,降低了接头的性能,是接头断裂的危险区.     

Impact property analysis of weld metal and heat-affected zone for low-alloy carbon steel multi-pass welded joint

Welded joint impact performances of low-alloy carbon steel plates welded by full-automatic gas metal arc welding (GMAW) were evaluated. To clarity the effect of impact temperature on impact properties of weld metal (WM) and heat-affected zone (HAZ), Charpy V impact tests at different temperatures and fracture surface analysis were carried out. The Charpy V impact energy decreases with the decreasing test temperature both for the WM and HAZ, while the proportion of crystal zone on WM and HAZ impact fracture surface increases with the decreasing test temperature. Research results indicate that the welding defects (void and slag) make the impact energy of WM more scattered and lower than that of HAZ.     

高铌X80管道不同强度匹配环焊接头性能及应变演化

为探究管道环焊缝断裂失效机理,测试了两种不同强度匹配的高铌X80环焊缝接头的组织和性能,并借助数字图像相关法(digital image correlation,DIC)观测了焊接接头在拉伸载荷下的应变行为.结果表明,低强匹配和高强匹配的高铌X80管道环焊接头均具有较好的冲击韧性,二者的夏比冲击吸收能量平均值相当,热影...     

盐雾环境对超声冲击前后铝合金焊接接头力学性能的影响

对6005铝合金焊接接头进行超声冲击处理,对冲击前后焊接接头进行残余应力测试.结果表明,超声冲击后,6005铝合金焊缝及热影响区(HAZ)均变为残余压应力,应力分布较为均匀.对冲击前后试样进行盐雾腐蚀试验.超声冲击后的试样在腐蚀不同时间后,其腐蚀产物均少于未冲击试样,超声冲击后焊接接头硬度得到提高,焊缝及HAZ的硬化层深度分别为1.5 mm及2.1 mm,腐蚀14天后,硬化层能够保持在0.9 mm,可有效地保护基体.另外,腐蚀同样时间后,冲击后的焊接接头试样能够保持较好的综合力学性能.     

焊后热处理对输送H_2S介质压力管道维修焊接接头组织性能的影响

采用手工钨极氩弧焊(TIG焊)打底,焊条电弧焊(SMAW)填充、盖面的焊接工艺对输送H_2S介质压力管道(20钢)进行维修焊接,并对其焊接接头进行720～750℃下保温1h的焊后热处理.对热处理前、后焊接接头组织和性能进行分析研究,结果表明:720～750℃×1h热处理使焊缝区与热影响区成针状分布的魏氏组织铁索体晶粒得到细化,并使其呈退化形态;焊缝区、热影响区与母材的显微硬度整体呈下降趋势;焊接接头抗拉强度大幅度提高,断裂均处在远离焊缝的母材上.焊后热处理有效地降低了焊接接头的残余应力,改变了残余应力的分布特征,使其分布趋于"均匀",拉应力大幅度降低.     

Lap joining of titanium alloy using laser welding and resistance seam welding combined process

Titanium alloy lap joints were performed by combined laser welding and resistance seam welding process. The welding characteristics of this combined process were investigated compared with that of laser welding. The experimental results indicate that the combined process welded joint has larger weld width at the lap surface. The joint tensile shear force of combined process is 2.5 times that of laser welding. There are some pores around the lap surface in laser welded joint, and most pores can be eliminated by resistance seam welding process. Metallographic examinations of combined process welded joint reveal that the microstructure in heat-affected zone (HAZ) and weld zone has the acicular martensite morphology, which causes that the microhardness in HAZ and weld zone increases compared with the base metal, and the microhardness in weld zone is highest.     

焊丝成分对2519铝合金焊缝组织与性能的影响

采用ER4047焊丝及ER2319焊丝对2519铝合金进行熔化极惰性气体保护焊(MIG),并对焊接接头的力学性能和焊缝组织进行了分析.结果表明,用ER2319焊丝焊接的焊接接头的力学性能优于ER4047焊丝;ER2319焊丝细化了焊缝区的组织;2519铝合金焊接接头的抗拉强度低于母材,焊缝处是焊接接头的最薄弱环节,其次是焊接热影响区内的软化区,θ'相粒子受热影响而粗化是形成软化区的主要原因.     

2519铝合金焊接接头的组织与性能

采用进4047焊丝对2519铝合金进行熔化极惰性气体保护焊(MIG),对焊接接头的力学性能和显微组织进行了研究.结果表明,2519铝合金焊接性能较好,由于热循环的作用,焊接接头的力学性能相对于基材发生了较大变化.2519铝合金焊接接头的力学性能低于基材的性能,焊缝处是合金接头的最薄弱环节,其次是焊接热影响区内的软化区,强化相粒子发生过时效而粗化是形成软化区的主要原因.     

FSS/ASS厚壁异种钢“TIG冷焊 + UNGW”组合焊的接头组织与力学性能

为了有效解决铁素体不锈钢的焊接热影响区晶粒易粗化问题，以及奥氏体不锈钢焊接时在接头部分熔合区及其附近热影响区内因易形成蠕虫状δ铁素体而显著降低该区域耐腐蚀性的问题，提出了“TIG冷焊 + UNGW”的组合焊接工艺，并进行了1Cr17/1Cr18Ni9Ti厚壁异种不锈钢的焊接，同时对所得接头的显微组织、力学性能及耐腐蚀性进行了测试与分析. 结果表明，组合焊接头的1Cr17母材热影响区晶粒未发生粗化，并且1Cr18Ni9Ti母材部分熔合区及其附近热影响区内未形成蠕虫状δ铁素体；组合焊接头的抗拉强度优于1Cr17母材，并且1Cr17母材热影响区的冲击吸收能量与1Cr17母材相当；组合焊接头的熔敷层、1Cr18Ni9Ti母材、1Cr17母材、UNGW焊缝区及完整接头的耐腐蚀性呈依次下降的趋势.     

TA15钛合金电子束焊焊接接头力学性能

钛合金材料以及相关制造技术是实现飞机先进性的重要基础之一,电子束焊接是钛合金板材一种先进的焊接形式.对TA15钛合金板材电子束焊接试样进行了金相分析和静力试验、疲劳试验和扫描电镜(SEM)分析.结果表明,TA15板材电子束焊焊接接头的焊缝、热影响区和母材的微观组织差别明显;焊缝韧性降低,抗拉强度高于母材;热影响区尺寸较小,在1～2 mm左右,是焊接接头的薄弱部位;疲劳裂纹大多萌生于焊接热影响区区域,疲劳破坏试样断口的SEM分析表明,疲劳裂纹大多起源于焊接热影响区的气孔处.