铝合金焊接工艺与接头组织相关性的研究

利用光纤激光器与TIG交直流电焊机实现了6 mm厚2014高强铝合金的激光热传导焊、激光深熔焊和激光-TIG电弧复合焊,并借助于激光共聚焦扫描显微镜对其接头形貌特征和接头微观组织进行了分析。结果表明,焊接接头的熔深、熔宽、熔合线宽度、软化区宽度、焊缝中心区晶粒尺寸与焊接工艺具有显著的相关性,三种焊接工艺下得到的软化区和焊缝中心区等轴晶晶粒尺寸远小于目前采用的填丝TIG焊焊接工艺。     

大角度激光填丝双面焊碳钢车体T形接头工艺及性能研究北大核心

针对2.5 mm+3 mm的碳钢材料T形接头的激光填丝焊,采用ER50-G焊丝作为填充金属,对激光功率、光斑位置、离焦量、焊接速度和送丝速度等参数对焊缝成形的影响进行工艺试验,并对焊接接头的金相组织和硬度进行分析。结果表明:获得了优化的工艺参数,采用该参数焊接的接头成型良好,且硬化、软化倾向不明显;要保证该T形接头焊透,除需要保证一定熔深外,还需要有一定的熔宽;激光功率、光斑尺寸及光斑位置对焊缝质量影响较大。试验结果为激光填丝焊工艺的车体结构工程化应用提供技术支持。     

大角度激光填丝双面焊碳钢车体T形接头工艺及性能研究

针对2.5 mm+3 mm的碳钢材料T形接头的激光填丝焊,采用ER50-G焊丝作为填充金属,对激光功率、光斑位置、离焦量、焊接速度和送丝速度等参数对焊缝成形的影响进行工艺试验,并对焊接接头的金相组织和硬度进行分析。结果表明:获得了优化的工艺参数,采用该参数焊接的接头成型良好,且硬化、软化倾向不明显;要保证该T形接头焊透,除需要保证一定熔深外,还需要有一定的熔宽;激光功率、光斑尺寸及光斑位置对焊缝质量影响较大。试验结果为激光填丝焊工艺的车体结构工程化应用提供技术支持。     

304不锈钢TIG焊与激光焊工艺对比研究

采用TIG焊与激光焊分别进行304不锈钢平板对接试验,通过万能试验机、显微硬度计、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线荧光衍射(XRD)等对比分析2种焊接工艺条件下焊接接头理化性能。结果表明:2种焊接工艺下304不锈钢焊接接头成形良好且无明显缺陷;激光焊焊缝面积、正反面熔宽更小; 2种焊接工艺的焊缝组织均为奥氏体和δ铁素体树枝晶组成,但激光焊树枝晶数量更多、尺寸更加细小;激光焊和TIG焊拉伸试样断裂位置均在焊缝区,但激光焊抗拉强度和伸长率更大,断口韧窝更细小均匀且更深,激光焊焊缝相较于TIG焊的塑韧性更好;激光焊接头的焊缝区显微硬度整体高于TIG焊接头焊缝区的显微硬度,由于晶界强化作用,2种焊接工艺的焊接接头显微硬度的最大值均出现在熔合区附近。     

AZ31镁合金激光自熔焊工艺及接头的性能

采用对接激光自熔焊方法焊接4mm厚的AZ31镁合金,通过微观组织分析和力学性能测试研究了激光自熔焊工艺参数对镁合金激光焊接头焊缝成形、组织以及力学性能的影响.试验结果表明:采用试验范围内的工艺参数,可以获得焊缝成形良好、无明显焊接缺陷的接头.焊接速度从3 m/min增大到3.9 m/min,焊缝尺寸和接头抗拉强度变化较...     

430铁素体不锈钢钢带光纤激光填丝焊接工艺研究

分别研究了激光自熔焊和激光填丝焊焊接工艺对2 mm厚430铁素体不锈钢钢带焊接的影响,分析了铁素体不锈钢激光焊的组织转变以及力学性能变化规律。结果表明,相对于激光自熔焊接,激光填丝焊焊接430铁素体不锈钢所获得的焊缝晶粒更细小、焊缝成形更均匀、饱满且焊缝无凹陷、咬边等缺陷,接头抗拉强度优于母材,熔合区硬度值分布更加均匀,最高可达320 HV左右,相对母材硬度值有显著提升。430铁素体不锈钢在0.1mm和0.3 mm对接间隙下进行激光填丝焊均获得成形良好且力学性能优良的焊接接头,从而可大大降低对焊接生产装配条件的要求。     

P-T复合焊接对单面焊接头成型和微观组织的影响

采用等离子弧焊和氩弧焊的复合焊方法(PAW+TIG),对6 mm厚316L不锈钢板进行对接试验,测试了最佳工艺参数,研究了这种焊接接头的形貌、显微组织及其显微硬度。结果表明,在不开坡口的情况下,采用PAW+TIG组合工艺可实现单面焊双面成形焊接,热影响区较小,焊接质量优良。焊缝截面呈T字型,焊缝组织主要是由奥氏体组成,热影响区由奥氏体和少量的铁素体组成,铁素体沿晶界自熔合区向母材延伸生长。焊接接头的显微硬度从焊缝中心向母材递减,焊缝处最高,HAZ热影响区硬度与母材的硬度相差不大。     

钛合金激光-TIG复合焊接保护状态对焊缝成形及性能影响

用激光-TIG复合热源对2.5 mm厚TA15钛合金进行对接焊试验.利用万能力学拉伸机、红外热成像仪、电子探针（EPMA）、扫描电镜（SEM）等分析手段对焊接接头进行测试分析,并与单TIG焊进行对比.分析焊接工艺参数和接头保护时间对焊接接头形貌和性能的影响.结果表明,实现2.5 mm厚钛合金全熔透焊接时,激光-TIG复合焊比单TIG焊速度更快、热输入更低,焊缝和热影响区更窄,晶粒更细;相同保护条件下,激光-TIG复合焊接头比单TIG焊接头具有更高的强度、塑性和更好的疲劳性能;激光-TIG复合焊缝冷却速率高于单TIG焊,获得良好的保护状态时所需保护时间更短.     

TC4钛合金激光填丝焊接工艺研究

针对钛合金激光自熔焊对毛坯和装夹精度要求高,焊接后表面存在凹陷、咬边、不饱满等问题,对1 mm厚TC4钛合金进行激光填丝焊试验,研究了焊丝送入条件、离焦量和送丝速度对焊缝成形质量的影响,并优选工艺参数,分析了焊接接头的显微组织、硬度和拉伸强度。结果表明:在工艺参数为离焦量+2 mm、激光功率800 W、焊接速度20mm/s、送丝速度25 mm/s、送丝角度50°、丝光间距0 mm时进行激光填丝焊,焊缝表面未出现凹陷、不饱满等缺陷,且焊缝微观组织致密。焊接接头的平均抗拉强度为1287 MPa,大约是基材的1.32倍,比激光自熔焊提高了20.96%左右。     

TC2钛合金薄板对接大功率CO2激光焊焊接工艺

采用大功率CO2激光焊接设备全面研究了4 mm厚TC2钛合金薄板的焊接工艺,确定了合理的焊接工艺参数,分析了工艺参数对焊接质量的影响,并通过对钛合金激光焊对接接头的拉伸试验证明了工艺试验的合理性。研究结果表明,激光焊接过程中,离焦量对焊缝熔深有很大的影响,正确选择离焦量是保证熔深的必要条件;焊缝熔深随着焊接热输入的增大而增大,针对4 mm厚TC2钛合金薄板,当热输入达到2.4 kJ/cm时焊缝熔透。     

厚板S355J2W+N钢激光-电弧复合焊工艺研究

试验研究了厚16 mm的S355J2W+N钢板激光-电弧复合焊对接接头的工艺和力学性能,为激光-电弧复合焊在厚板焊接生产中的应用提供试验基础。试验结果表明:激光功率决定了复合焊多层焊的最大熔深,焊接电流和焊接速度决定了焊缝的熔敷量和焊缝成形质量;厚16 mm的S355J2W钢板建议采用三层三道的焊接工艺,接头性能完全满足MAG焊标准的要求。     

20CrMnTi+40Cr异种合金激光焊焊接接头的组织与性能

研究了不同预热及缓冷条件下, 5 mm厚带衬底20CrMnTi+40Cr异种合金钢激光自熔焊对接接头的微观组织及性能。焊接工艺参数为:激光功率P=4 kW,焊接速度V_w=1.2 m/min,离焦量Δf=-5 mm,焊缝成形良好,焊缝无气孔、裂纹、未熔合等焊接缺陷。试验发现在不进行焊前预热而直接进行焊后缓冷的条件下,接头HAZ硬度过高,达到HV628。预热温度为160℃并进行焊后缓冷时仍无法有效降低接头硬度;在接头预热200℃并缓冷时, HAZ硬度降低到HV350～HV400,淬硬倾向已经得到改善。预热温度的提高延长了焊接接头的冷却时间,减少了过冷奥氏体向粒状贝氏体和针状马氏体的转变,使得接头组织大多为块状铁素体,从而降低了接头硬度,降低了接头的淬硬倾向。     

大厚度船用高强钢激光-电弧复合焊技术研究

为实现大厚度高强钢全熔透单道对接焊,针对厚度20mm的AH32船用高强钢,采用15kW大功率CO_2激光进行激光-电弧复合焊接.分析了工件坡口、焊接速度、送丝速度、离焦量、装配间隙等规范参数对焊缝成型影响;通过金相观察以及显微硬度测定分析了接头组织性能.结果表明:通过激光功率等焊接规范匹配,激光-电弧复合焊接能实现20mm厚板的全熔透单道对接;钝边为8mm的Y形坡口有助于提高厚板激光-电弧复合焊缝熔透能力;降低焊接速度有利于提高熔深能力;工件厚度较大时,装配间隙对焊缝熔深能力的影响较为显著;接头硬度表明厚板激光复合焊焊缝纵向热循环模式存在较大差异.     

转向架耐候钢角接接头激光/激光-MAG复合焊工艺

为解决高速列车转向架耐候钢焊接构架中存在的焊缝根部未焊透问题,针对转向架焊接构架中典型的角接接头,采用激光/激光-MAG复合焊接技术进行系统的工艺试验,通过分析焊缝熔透及成形情况,确定适合激光/激光-MAG复合焊角接接头的坡口角度为35°、钝边尺寸为4 mm,以及相应焊接工艺参数。焊接接头无明显的淬硬组织,硬度测试结果满足相关标准规定。     

0Cr18Ni9不锈钢脉冲Nd:YAG固体激光焊和TIG焊焊缝耐腐蚀性能对比研究

利用硫酸-硫酸铜溶液对0.6mm厚304不锈钢Nd:YAG固体脉冲激光焊焊接接头耐腐蚀性能进行了试验研究,并与其TIG焊焊接接头及母材的耐腐蚀性能做了对比分析.结果表明,通过腐蚀前后显微组织发现母材没有晶间腐蚀现象,脉冲激光焊焊缝有轻微腐蚀,而TIG焊焊缝在晶界出现了较为明显的晶间腐蚀沟,腐蚀沟沿晶界有网状分布特征.通过腐蚀前后的显微硬度比较发现,脉冲激光焊焊缝最大硬度大于TIG焊焊缝,大于母材,TIG焊焊缝有部分低于母材的硬度区.提出了提高304不锈钢激光焊焊缝耐晶间腐蚀性能的方法和措施.     

2219铝合金复合热源焊接工艺及接头性能

采用填丝TIG焊、激光辅助TIG复合焊、激光-高频脉冲TIG复合焊三种焊接工艺进行6 mm厚的2219铝合金焊接试验,研究了焊接工艺与接头组织和性能的相关性.结果表明,与填丝TIG焊接工艺相比,激光辅助TIG复合焊、激光-高频脉冲TIG复合焊两种复合热源焊接工艺提高了焊接速度,显著减少了热输入,细化了焊缝组织,减少了晶...     

低碳钢A-TIG焊活性剂的焊接性

利用自行研制的低碳钢A-TIG焊活性剂进行了各种焊接工艺试验。内容包括焊缝外观形貌、熔深效果、接头微观组织、化学成分及接头力学性能分析。结果表明，使用本活性剂可以使焊缝熔深比常规的TIG焊增加3倍，对12mm以下的低碳钢板对接无需开坡口可一次焊接完成，且单面焊双面成形，焊缝表面成形良好，接头微观组织、焊缝的化学成分、接头力学性能均不受影响。焊接电流、弧长、焊接速度、涂层厚度和保护气体种类等，对焊接熔深的增加产生影响。     

AH36激光电弧复合焊工艺试验与数值仿真研究

采用激光电弧复合焊获得了不同焊接工艺参数下的10 mm AH36钢对接焊焊接接头,分析了不同工艺参数下的焊缝成形特点、金相组织及力学性能,基于有限元软件获得了典型的激光复合焊温度场分布,并针对6 m×6 m×6 mm的大幅面板焊接变形情况进行模拟.研究发现,激光功率可以显著改变焊接熔深,并对焊缝形貌也有一定的影响;焊接...     

焊接参数对不等厚钛合金角接结构激光诱导电弧焊接成形的影响

采用低功率激光诱导TIG电弧焊接技术,对15 mm和6 mm厚TC4钛合金板的角接结构焊接工艺进行研究。分析了焊接参数对不等厚板角接结构焊缝成形、焊接接头典型组织特征和显微硬度分布的影响机理。试验结果表明:在激光功率485 W、TIG电弧电流240 A、预留间隙0.3 mm时可获得最佳成形焊接接头;激光与电弧的匹配增大了焊接参数选择范围,可增强面对特殊结构的焊接适应性。钛合金不等厚板角接结构焊后接头呈非对称状,两侧组织存在差异,薄板侧晶粒长大明显,出现柱状晶区,TC4双相钛合金焊后组织中出现的网篮组织能提升焊缝强度。     

Ni_3Al基高温合金JG4356焊接性能和工艺研究

采用真空电子束焊焊接金属间化合物Ni_3Al基高温合金JG4356,利用OM和SEM观察焊接接头的微观组织,利用EDS分析相成分,使用万能力学试验机和显微硬度仪测试焊接接头的力学性能,并观察拉伸断口的形貌。JG4356合金电子束自熔焊中,焊缝熔深和熔宽与电流成正比关系,增大加速电压和降低焊接速率有利于增大焊缝深宽,但过小的焊接速率或低电压小电流焊接会造成焊缝熔宽大于熔深。采用焊接电流10.8 m A、加速电压50 kV、焊接速度760 mm/min的工艺条件对2 mm板材进行无坡口对接焊,可以获得表面形貌良好,室温抗拉强度高于母材的焊接接头。焊接接头平均抗拉强度高达761 MPa、伸长率3.9%,断裂模式为准解理断裂;焊缝和热影响区硬度较高,平均值分别为395.8 HV和342.3 HV;母材为333.6 HV。