轨道车辆不锈钢车体激光焊部分熔透搭接接头疲劳性能研究

根据部分熔透搭接激光焊工艺特点和结合不锈钢车体侧墙结构,采用不同规格厚度及表面加工类型组合不锈钢进行部分熔透搭接激光焊,焊后对试样进行腐蚀和疲劳试验,以研究其疲劳性能。试验结果表明：疲劳裂纹均启裂于下板上表面的热影响区,并向下板内部扩展;在试样的宽度方向上,裂纹从下板一侧启裂,向另一侧扩展。疲劳断口扫描电镜分析发现,所有断口整个断裂界面比较粗糙,未观察到明显韧窝和腐蚀引起的点腐。在相同疲劳循环次数的条件下,激光焊部分熔透搭接接头疲劳强度随厚度增加而提高。腐蚀疲劳试验结果表明,在高载荷条件下,腐蚀时间对接头疲劳性能的影响较小;随着疲劳循环次数的增加,腐蚀对接头疲劳性能的影响逐渐增大。     

不锈钢薄板大间隙接头激光-MIG电弧复合高速焊接工艺

采用填充ER316焊丝的光纤激光-MIG电弧复合焊方法,焊接间隙为0.5 mm、厚度为1 mm的SUS444铁素体不锈钢薄板对接接头和搭接接头,研究了获得成形良好的对接接头和搭接接头的工艺参数窗口和极限焊接速度,并对焊缝进行了着色渗透检验和拉伸试验. 结果表明,合理匹配焊接速度和焊接电流,是获得成形良好的大间隙接头的关键;当焊接速度过小或焊接电流过大时,较大的热输入导致焊缝过度熔透,焊缝成形不良;当焊接速度过大或焊接电流过小时,较小的热输入导致焊缝未熔透. 对接接头焊缝成形质量良好且熔透的极限焊接速度可达12 m/min,而搭接接头的极限焊接速度为5 m/min. 成形良好的焊缝均未发现表面裂纹. 拉伸试验表明,对接接头断裂在母材上;搭接接头绝大部分断裂在熔合线附近,极限焊接速度下获得的搭接接头的抗拉强度是母材的84.2%.     

Hastelloy C-276薄板激光焊接接头疲劳性能EI北大核心CSCD

对0.5 mm厚Hastelloy C-276薄板激光焊接接头进行疲劳试验,结合应力-寿命(S-N)曲线和疲劳断口形貌,研究母材及焊接接头的疲劳性能,分析母材和焊接接头的疲劳断裂机理。结果表明:0.5 mm Hastelloy C-276薄板焊接接头和母材的S-N曲线斜率基本相同,焊接接头疲劳性能和母材的基本相当;母材疲劳断口疲劳裂纹起源于试样侧表面,主要沿宽度方向扩展,随着应力的减小,疲劳源数目减少,疲劳裂纹扩展速率减小;焊接接头在母材和焊缝处随机断裂,焊接接头母材区断口形貌和母材断口形貌基本一致,而焊接接头焊缝区断口的疲劳裂纹起源于侧表面棱角处和焊缝表面,焊缝表面是主要疲劳源,裂纹主要沿厚度方向进行扩展,疲劳裂纹扩展区呈现出准解理断裂特征。     

Hastelloy C-276薄板激光焊接接头疲劳性能

对0.5 mm厚Hastelloy C-276薄板激光焊接接头进行疲劳试验,结合应力-寿命(S-N)曲线和疲劳断口形貌,研究母材及焊接接头的疲劳性能,分析母材和焊接接头的疲劳断裂机理。结果表明:0.5 mm Hastelloy C-276薄板焊接接头和母材的S-N曲线斜率基本相同,焊接接头疲劳性能和母材的基本相当;母材疲劳断口疲劳裂纹起源于试样侧表面,主要沿宽度方向扩展,随着应力的减小,疲劳源数目减少,疲劳裂纹扩展速率减小;焊接接头在母材和焊缝处随机断裂,焊接接头母材区断口形貌和母材断口形貌基本一致,而焊接接头焊缝区断口的疲劳裂纹起源于侧表面棱角处和焊缝表面,焊缝表面是主要疲劳源,裂纹主要沿厚度方向进行扩展,疲劳裂纹扩展区呈现出准解理断裂特征。     

GH625合金氩弧焊焊接接头的疲劳裂纹扩展性能

研究了钨极氩弧焊GH625高温合金焊接接头的室温疲劳裂纹扩展行为。采用金相显微镜及扫描电镜对其焊接接头的显微组织和疲劳裂纹扩展断口形貌进行观察。结果表明,GH625高温合金的钨极氩弧焊焊接接头主要是由枝晶状焊缝组织和γ奥氏体等轴晶母材组成,焊缝区析出大量的白色针状δ-Ni3Nb相和块状颗粒状Laves相;其焊接接头的显微硬度高于母材;室温下,在低ΔK区间,GH625高温合金钨极氩弧焊焊接接头的疲劳裂纹扩展速率比母材低,这是由于焊缝处硬质的析出相、二次裂纹以及扩展路径的曲折多样使得其裂纹扩展时需要消耗更多的能量;在高ΔK区间内,焊接接头疲劳裂纹扩展速率高于母材。     

AZ31镁合金激光焊件的力学性能和应力腐蚀行为

采用Nd-YAG激光对AZ31 HP镁合金进行激光自熔焊接。显微组织分析表明,使用或不使用填料（焊料）AZ61镁合金得到的激光焊接接头的平均晶粒尺寸大约为12μm,显微硬度和拉伸强度与母材相近。然而,慢应变速率拉伸表明,在ASTM D1384溶液中两种焊接接头的抗应力腐蚀性能比母材略差。可观察到应力腐蚀裂纹在焊缝金属萌生并向热影响区（HAZ）扩展。然而,在以AZ61镁合金为填料（焊料）获得的焊接接头中,观察到裂纹起源及扩展出现在热影响区（HAZ）。在慢应变速率拉伸试验中,由于试样表面暴露在腐蚀环境中,在氢氧化镁/氧化镁层形成局部损伤,从而导致应力腐蚀裂纹的生成。     

SUS301L不锈钢非熔透型激光搭接焊的疲劳特性分析

通过对轨道客车试验用不锈钢熔透型和非熔透型激光焊接头及电阻点焊接头不同的拉力和疲劳对比试验,疲劳试验采用阶梯法和成组法,并进行初步断裂力学和微观分析.结果表明,不锈钢车体非熔透型激光焊具有较熔透型激光焊和电阻点焊更高的疲劳强度,同时在相同激光焊接参数下,改变非熔透型激光焊工艺中非熔透板厚度,能直接影响其工艺的剪切拉伸强度和疲劳强度,加厚非熔透板,疲劳强度提高,剪切拉伸强度降低.     

Ti3Al-Nb金属间化合物CO2激光焊工艺

针对高Nb含量的Ti3Al-Nb基合金Ti-23Al-17Nb进行激光焊工艺研究,了解影响钛铝金属间化合物激光焊质量和焊缝成形的工艺因素。研究结果表明,2．5mm厚的Ti-23Al-17Nb合金采用大功率CO2激光焊不产生焊接裂纹,焊缝气孔是主要的焊接缺陷。采用合理的焊前表面处理工艺、全熔透焊接可获得无气孔的焊缝。在所研究条件下,合金具有良好的熔透性,部分熔透和临界熔透时焊缝截面呈钉头型,而稳定的全熔透焊缝则呈“沙漏”形,焊缝熔深并不是完全随焊接热输入的增大而增大,还取决于激光功率密度。接头显微硬度分布呈马鞍形,焊缝的硬度高于母材,近缝区出现峰值,接头的拉伸强度略低于母材。     

SPCC冷轧钢光纤激光拼焊工艺及焊缝组织研究

采用数控光纤激光焊接机,对1.2mm+2.5 mmSPCC冷轧板进行不等厚拼焊,研究了焦点位置、激光功率与焊接速度、保护气体等工艺参数对焊缝形成、熔深的影响,优化工艺参数可以获得深而窄、均匀美观的焊缝;焊后对焊接接头进行金相分析和拉伸、杯突试验.结果表明,热影响区组织细小、性能优良,焊缝冷却后出现错位马氏体和针状铁素体组织,提高了焊缝的硬度和韧性,拉伸断裂位置位于母材,表明焊接接头的力学性能优于母材.     

两种高能束焊TC4合金接头的低周疲劳性能比较（英文）

比较30 mm厚Ti6Al4V钛合金真空电子束焊接和激光摆动填丝焊接头的低周疲劳性能。测试结果表明，电子束焊接头的低周疲劳性能接近母材，而激光填丝焊接头的低周疲劳性能明显不如电子束焊接头和母材。通过研究两个接头的母材、热影响区和焊缝区的显微硬度，发现电子束焊接头的焊缝区显微硬度与母材的接近，但均低于热影响区的显微硬度，而激光填丝焊接头的焊缝区明显弱化。     

活性剂对激光-电弧复合焊接的影响

提出了激光-电弧复合活性焊接法,以提高小功率激光-电弧复合焊接的熔深.在待焊不锈钢表面涂覆一层活性剂,然后进行激光-电弧复合焊接.研究了工艺参数对焊缝成形性的影响,并对焊接接头的组织性能进行了分析.结果表明,涂覆活性剂后可以使复合焊接的熔深增加,并且可以细化复合焊焊缝组织.复合焊接头与复合活性焊接头的显微硬度变化规律一致.复合活性焊接头的抗拉强度较高,达到母材抗拉强度的92%.复合活性焊接头的腐蚀速率低于复合焊接头的腐蚀速率,具有良好的耐蚀性能.     

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．     

DP600冷轧双相钢的激光焊接性

通过研究DP600冷轧双相钢激光焊接头微观组织、力学性能、显微硬度、杯突试验等进行考察焊接性能。试验结果表明,DP600双相钢在4种焊接工艺下均能获得合格的焊接接头,焊缝区产生了大量的马氏体组织,热影响区主要为马氏体和少量铁素体组织,拉伸试验均断于母材,杯突试验后形成的裂纹垂直于母材,热影响区未出现软化区。     

X80大应变钢管焊接接头的疲劳性能北大核心CSCD

采用MTS landmark 370型液压伺服动静疲劳拉伸试验机研究了应力比(R=σmin/σmax)为0.1时X80大应变管线钢焊接接头的拉拉疲劳寿命;并采用显微硬度计和扫描电镜对焊接接头的硬度及疲劳断口进行了分析。结果表明:焊接接头的疲劳寿命显著低于母材;疲劳裂纹均萌生在焊缝熔合线处;裂纹沿热影响区向内扩展,当裂纹扩展到一定程度时,裂纹沿热影响区快速开裂。焊缝金属咬边所形成的夹杂物、焊缝的应力集中及热影响区性能恶化是疲劳裂纹萌生及快速扩展的原因。     

钛合金激光焊接接头的组织和力学性能

对2.5mm厚BT20钛合金激光焊接接头各区域(包括焊缝和热影响区)的组织特征进行了观察,并测试了焊接接头各区域的显微硬度分布以及室温条件下的接头拉伸、弯曲、疲劳及断裂韧度等力学性能.研究结果表明,焊接接头各区域的微观组织均以"网篮状"马氏体组织为特征,接头各区域显微硬度均高于母材.接头静抗拉强度基本与母材相当,塑性略低于母材.接头中值疲劳寿命与应力水平有很大的关系.在低应力水平下,接头中值疲劳寿命与母材相当,而在高应力水平下,接头中值疲劳寿命远低于母材.接头焊缝金属的断裂韧度显著低于母材,而热影响区断裂韧度则介于母材和焊缝金属之间.     

铝合金/不锈钢双光束激光深熔焊接接头组织及力学性能

采用双光束光纤激光热源对1.5 mm厚5083铝合金和1.8 mm厚304不锈钢异种合金搭接接头进行了激光深熔焊接工艺实验,研究了光束相对位置对接头焊缝成形、界面组织及接头力学性能的影响.结果表明,在无任何填充材料条件下,采用双光束激光进行铝合金/不锈钢异种合金激光深熔焊接能够获得良好的焊缝表面成形,小能量分光束在前的接头界面金属间化合物(IMC)厚度相对较薄.接头界面纳米硬度测试结果表明,IMC层平均硬度为9.61 GPa,且明显高于不锈钢母材(4.12 GPa)和铝合金母材(1.09 GPa).接头拉伸断裂于铝合金/不锈钢IMC界面层.小能量分光束在前的接头获得机械抗力大于分光束在后的接头.     

1420铝锂合金双光点激光焊接头组织性能

在2mm厚1420铝锂合金双光点激光焊接试验的基础上,研究接头的组织与性能。对比分析单、双光点激光焊接头各区域的组织、显微硬度及室温拉伸力学性能,并观察断口形貌。结果表明:1420铝锂合金双光点激光焊接头组织与单光点激光焊接头组织分布类似,从熔合区至焊缝中心依次是等轴细晶、柱状晶和等轴树枝晶,但较单光点接头细化;双光点激光焊接头各区域硬度低于母材,但高于单光点激光焊接头;双光点激光焊接头焊态抗拉强度较母材下降,但略高于单激光焊接头,可达母材的86%。     

TC4-DT电子束焊接头显微组织及疲劳裂纹扩展行为

在光学显微镜下对TC4-DT钛合金电子束焊接头显微组织进行了分析,讨论了接头不同位置显微组织特征.比较了疲劳裂纹始于焊接接头不同位置时的宏观裂纹扩展路径及裂纹扩展速率,依据焊接接头显微组织特点讨论了显微组织对疲劳裂纹扩展行为的影响.结果表明,电子束焊接头沿熔深方向显微组织存在一定的差异;文中条件下,与母材区相比焊缝熔合区及热影响区具有较高的疲劳裂纹扩展抗力,导致裂纹扩展路径逐步偏向母材区,最后讨论了裂纹扩展路径的偏折对裂纹扩展速率的影响.     

X80大应变钢管焊接接头的疲劳性能

采用MTS landmark 370型液压伺服动静疲劳拉伸试验机研究了应力比(R=σmin/σmax)为0.1时X80大应变管线钢焊接接头的拉拉疲劳寿命;并采用显微硬度计和扫描电镜对焊接接头的硬度及疲劳断口进行了分析。结果表明:焊接接头的疲劳寿命显著低于母材;疲劳裂纹均萌生在焊缝熔合线处;裂纹沿热影响区向内扩展,当裂纹扩展到一定程度时,裂纹沿热影响区快速开裂。焊缝金属咬边所形成的夹杂物、焊缝的应力集中及热影响区性能恶化是疲劳裂纹萌生及快速扩展的原因。     

A7N01铝合金焊接接头的不均匀特性

以A7N01铝合金焊接接头为分析对象,通过金相试验、显微硬度试验、拉伸试验和缺口疲劳试验分析了焊接接头微区的不均匀性．结果表明,A7N01铝合金焊接接头母材、焊缝、热影响区内的组织和硬度差别较大,焊缝硬度最低约为HV75,母材焊缝最高约为HVI10,热影响区内硬度变化较大．母材的屈服强度和抗拉强度高于焊缝和热影响区．而热影响区的断后伸长率最高．三个区域内疲劳裂纹萌生寿命差异较小,裂纹萌生寿命与总寿命之比近似为常数,疲劳总寿命差别明显,母材的疲劳总寿命最长,焊缝疲劳总寿命最短．