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。     

轨道车辆不锈钢车体激光焊部分熔透搭接接头焊接痕迹研究

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及不同激光焊工艺进行试件焊接,焊后目视检测焊接痕迹的可接受性.试验结果表明:下板至少需选择2.0mm及以上厚度,焊接方向与拉丝方向相同时焊接后未焊接侧外观质量最好;下板熔深s在0.3～0.6mm时,厚2.0 mm下板未焊接侧外观美...     

部分熔透十字焊接接头疲劳性能试验

针对部分熔透十字焊接接头，进行了不同未熔透尺寸接头的疲劳扩展速率和疲劳扩展门槛值的试验研究。试验结果表明，对于较厚板的十字焊接接头，采用部分熔透的焊接接头形式，可得到较高的疲劳强度，可以取代全部熔透的焊接接头，具有较高的经济价值。部分熔透十字焊接接头疲劳裂纹扩展的门槛值ΔK1h与未熔透尺寸2a’／T有关，对试验板厚的焊接接头，其未熔透尺寸的临界值2a’／T=0．5。     

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.     

UNS S32750超级双相不锈钢激光焊接头微观组织与耐蚀性能

以UNS S32750超级双相不锈钢为研究对象,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子探针显微分析仪对激光焊接头微观组织和元素分布进行表征,采用临界点蚀温度测试方法研究激光功率对激光焊接头点蚀行为的影响规律.结果表明,提高激光功率可显著增加焊缝中奥氏体含量,并且在一定程度上抑制Cr₂N析出.此外,激光焊焊缝具有比母材更低的耐点蚀性能.但随着激光功率的增加,焊缝中耐蚀的奥氏体含量增加,同时降低了Cr₂N析出倾向,因此其耐点蚀性能也逐渐增强.与双相钢母材相比,激光焊焊缝中Cr,Ni,Mo等合金元素在铁素体与奥氏体中的分配差异性显著减小,而N原子的分配差异性增加,因此焊缝中铁素体具有比奥氏体更低的耐点蚀指数,进而优先被选择性腐蚀.对于双相钢母材,点蚀主要发生在δ/γ相界和夹杂处,而激光焊焊缝的点蚀主要以铁素体内大量析出的Cr₂N作为点蚀萌生位置,并向弱相铁素体内快速发展.     

保护气体对1.4003不锈钢焊接接头组织和疲劳性能的影响

CO2与O2作为MAG焊接时常用的活性气体,对1.4003不锈钢接头的金相组织与疲劳性能有不同的影响。通过金相组织分析和脉动拉伸疲劳试验,研究两种保护气氛下1.4003钢MAG焊接头的组织和疲劳性能。结果表明:两种接头焊缝组织的基体均为奥氏体,基体上分布δ铁素体;当保护气体为φ(Ar)95%+φ(CO2)5%时,中值疲劳强度为312.5 MPa;当保护气体为φ(Ar)97%+φ(O2)3%时,中值疲劳强度为302.5 MPa。两种保护气体的疲劳试件断裂位置主要集中在热影响区,均有明显的启裂源,扩展区疲劳纹清晰,终断区形态为韧窝型韧性断口。     

保护气体对不锈钢光纤激光焊接的影响

实验研究了保护气参数,如气体类型、流量、混合比例、吹气角度、落点位置等对不锈钢光纤激光焊接熔深的影响.结果表明,气体类型对焊接熔深有显著影响,且熔深按照He＞N2＞Ar的顺序排列；增大气体流量、减小吹气角度、或者增加Ar/He混合气体中He的比例,都会增加熔深；当气体落点位置距激光束光斑中心±1.5mm左右时熔深最大,而在激光束光斑中心时最小,二者比较熔深的增加值约为50％.     

大功率光纤激光焊熔透状态模糊聚类识别方法

熔透是评价激光焊接质量的重要因素,但在焊接过程中难以直接检测熔透状态.以大功率光纤激光焊接304不锈钢紧密对接焊缝为试验对象,研究一种基于熔池红外热像的熔透状态识别方法.采用红外摄像机摄取焊接区域熔池动态图像,提取熔池特征量,应用模糊聚类算法分析熔池特征量与熔透状态之间的关系,使用模糊C-均值（FCM）和Gustafson-Kessel（GK）两种模糊聚类法建立熔透状态识别模型.激光焊接试验结果表明,熔池表征与熔透状态之间存在密切关联,通过GK模糊聚类算法建立的模型对熔透状态能达到78%以上的识别率,为大功率光纤激光焊接过程熔透状态的识别和控制提供试验依据.     

不锈钢激光焊接接头的力学性能

采用额定功率为５ＫＷ连续可调的ＣＯ２横流激光器,研究了激光的输出功率和焊接地２ｍｍ厚１ｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ奥氏体不锈钢的力学性能指标（抗拉经度σｂ,屈服强度σ０．６５）的影响规律;并且通过分析得到了激光焊接１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ薄板的最佳工艺参数。     

激光熔覆对不锈钢叶轮耐蚀性能的影响

在不锈钢基体上，采用1#、2#、3#合金粉末进行激光熔覆，用X射线衍射分析和能谱分析测定了熔覆层物相组成。利用极化曲线评价了熔覆层的耐蚀性。结果表明，2#熔覆层具有高的表面硬度和耐蚀性，最有应用开发前途。     

焊接修复对铁素体不锈钢焊接接头疲劳性能的影响

通过脉动拉伸疲劳试验对T4003铁素体不锈钢焊接接头(去掉余高)的疲劳性能进行研究,并将一、二次焊修与未焊修的焊接接头中值疲劳强度进行了对比.结果表明:一、二次焊修的T4003铁素体不锈钢对接接头(去掉余高)的疲劳强度与未焊修试件相比明显降低,一次焊修约降低5.0MPa,二次焊修约降低25.3 MPa.     

不锈钢光纤连续活性激光焊的研究

光纤激光器与活性焊接技术相结合可大幅增加焊缝熔深,提高焊接效率。以TiO2、SiO2、Cr2O3、CaF2和NaF五种活性剂为基础,通过均匀配方设计,获得了15组不同成分的复合活性剂配方,针对SUS304不锈钢板进行光纤连续活性激光焊,研究了氟化物和氧化物对熔深和熔宽的影响,从而获得了最佳配方。试验结果表明:在复合活性剂作用下,焊缝的熔深均有明显的增加,当含氟化物较多时,熔深最大达到1.0 mm,深宽比最大可达1.5,与未涂敷活性剂相比,提高了73%。焊缝的显微组织为粗大的柱状晶,中心存在少量等轴晶,焊缝底部存在明显偏析。     

中间过渡金属V＋Cu对钛合金与不锈钢扩散焊接头性能的影响

采用Ｖ＋Ｃｕ复合夹层，对钛合金ＴＣ４与不锈钢１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ扩散焊接头的性能进行了试验研究，结果表明：Ｖ＋Ｃｕ复合夹层可以有效地防止Ｔｉ与不锈钢中Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃ的相互扩散和迁移，消除了Ｔｉ－不锈钢接头中的脆性金属间化合物和碳化物。接头的性能与软质中间层Ｃｉ的相对厚度有关。     

热塑挤压改善镁合金熔焊接头疲劳性能及其微观机制

以AZ31B镁合金为试验材料,用同质成分丝材作填充材料进行TIG对接焊.将获得的熔焊接头在真空热压炉中实施400℃恒温热塑挤压变形,然后再进行室温疲劳性能试验.对试验试样借助于扫描电镜、微观金相及能谱分析等手段探讨热塑挤压改善镁合金熔焊接头疲劳性能方法及其微观机制.结果表明,热塑挤压能够有效地提高镁合金熔焊接头疲劳寿命,其改善机制主要基于400℃恒温挤压变形有助于熔合区氧化物夹杂的破碎及微裂纹的密实、愈合,并促使熔合区粗大α晶粒形成亚晶界以细化组织;同时热塑挤压变形又使焊缝组织通过动态再结晶实现组织重构,并改变β相沿晶界网状分布为重溶后在α相晶内呈弥散分布.     

焊接工艺参数对钢/铌激光焊接头性能的影响

采用正交试验法分析了焊接工艺参数对钢/铌激光焊接头抗拉强度的影响规律.结果表明,接头抗拉强度随着焊接速度的增大而降低;随着激光束从铌侧向钢侧偏移,接头强度逐渐升高;激光功率对接头强度的影响不大.在3个焊接工艺参数中,偏束距离对接头强度的影响最大,焊接速度次之,激光功率的影响最小.采用低焊接速度、向钢侧偏束的焊接方法可以提高焊接接头的抗拉强度.焊缝区主要包括铌侧的IMC区,焊缝中心的树枝晶区与钢侧的树枝晶区三个特征区.其组织由大量的γ奥氏体相与一定量的Fe₂Nb相及少量的δ铁素体相组成.铁-铌金属间化合物的生成是降低接头强度的主要原因.     

活性剂对低功率脉冲激光焊接不锈钢的影响

分别以TiO2、Cr2O3、B2O3、SiO2、CaF2为试验用活性剂.研究了它们对不锈钢1Cr18Ni9Ti低功率脉冲激光焊接的影响.结果表明,这些活性剂都能不同程度地增加焊缝熔深,其中B2O3和Cr2O3分别使熔深增加46%和31.7%,同时这两种活性剂还可以改善焊缝表面成形.在活性剂作用下,焊缝显微组织仍由柱状晶和等轴晶组成,但是这两种晶粒的区域会发生变化.活性剂增加焊缝熔深的机理不止一种,但都归结于增加了工件对激光的吸收率.     

低合金高强钢激光穿透焊接头性能研究

研究了不同工艺参数下低合金高强钢激光穿透焊T型接头的宏观形貌、微观组织、显微硬度和扭转性能。结果表明:在一定的激光功率下,控制焊接热输入使其略高于深熔焊阈值2.4kJ/cm,可获得适宜的熔深和结合区宽度。焊缝组织为方向性明显的低碳板条马氏体,垂直熔合线向焊缝中心生长,硬度约为320HV。热影响区宽度约为1mm,组织细小,存在较多的粒状贝氏体。结合区宽度越宽,T型接头所能承受扭矩越大。     

2024铝合金光纤激光焊接头力学性能研究

分别采用光纤激光焊和光纤激光填丝焊对2024铝合金进行焊接工艺研究,并对两种工艺下获得的接头力学性能进行测试分析.研究结果表明:采用合理焊接工艺参数,可以改善2024铝合金的焊缝成形,焊接接头抗拉强度能达到母材的85％左右;激光填丝焊能够改善焊缝表面凹陷、咬边等缺陷;断裂发生在焊缝熔合线附近,微观断口呈现拉长的浅韧窝,同时可见二次裂纹、撕裂棱,是典型的韧窝一解理混合断口.     

不锈钢薄板搭接激光软钎焊接头组织与性能

采用激光对304不锈钢薄板搭接缝进行软钎焊,并对钎缝组织与力学性能进行了研究.工艺试验结果表明,当激光束倾角为60°和离焦量为300 mm时,能够有效降低激光束的热输入,实现304不锈钢薄板搭接缝的无变形钎焊,填缝深度可达5 mm,钎缝外观成形光滑、饱满,颜色与母材相近,无需涂装.钎焊接头分为不锈钢母材区、钎缝区、不锈钢母材区3个区域,钎缝区和母材区的边界清晰且明显,钎缝组织连续致密,无气孔、裂纹等缺陷.钎缝显微组织主要由黑色固溶体相、大菱形块状白色相和短棒状白色相组成,分析认为3种相分别为锡基固溶体相、SnSb相和Cu₆Sn₅相.钎料和母材之间形成约1～2μm金属化合物FeSn₂扩散层.钎缝的平均抗剪强度测试结果为39 MPa,能够满足不锈钢薄板搭接缝的工程应用.     

0Cr18Ni9不锈钢储能焊接头微观组织分析

用储能焊方法对0Cr18Ni9不锈钢进行了点焊连接实验,分析了其焊接接头的组织形貌和形成规律.焊接接头由熔核区、半熔化区及热影响区组成.由于储能焊极短的焊接时间和大的冷却速率,熔核中奥氏体组织来不及长大,使得接头组织得到显著细化,热影响区组织未发生明显变化.