2205双相不锈钢GTAW焊接接头组织演化

研究了ER2205不锈钢在固定焊接参数条件下的自动TIG焊接接头的两相组织演化规律。结果表明:受到原始焊道热作用的TIG焊缝具有约50%～60%的铁素体相比例,对应热影响区中的铁素体含量高达70%;随着焊接过程的进行,受到后续焊道热作用影响的焊缝和热影响区的铁素体含量持续降低;在后续焊道焊接过程中焊缝组织不断析出奥氏体相,铁素体相比例不断降低;热影响区中的铁素体含量受到自身焊道和后续一个焊道的影响比较明显;焊缝中部焊道的铁素体相比例低于打底焊道和盖面层焊道。     

V型坡口多层多道焊焊道几何参数预测

中厚板V型坡口多层多道焊焊接过程中,每一条焊道的几何参数都会影响最终焊缝成形质量。为了评估V型坡口多层多道焊缝成形质量,提出了基于麻雀搜索算法(SSA)优化的BP神经网络模型预测焊道几何参数。文中通过实验分析各焊接工艺参数对焊道成形几何尺寸的影响,确定了以焊接电流、焊接速度、熔池宽度作为模型的输入,将能表征焊道质量的焊道高度和焊道计算高度作为模型的输出。对优化前后BP神经网络预测模型的性能进行对比,结果表明,优化后模型预测结果的相对误差分别保持在±4%、±8%以内,模型的稳定性、准确率都有较大提升,证明了该方法可有效预测V型坡口焊接时的焊道几何参数。     

大构件相贯线焊接机器人多层多道焊轨迹规划

为了提高大型相贯线焊接构件在使用机器人做埋弧多层多道焊接时的示教和焊接效率,提出了一种焊道轨迹规划方法.设计了一种焊缝填充策略,即各焊层的焊接高度一致,每层中的焊道数与所在层数相同,所有焊道的横截面积相等;推导出多层多道焊的焊道轨迹规划公式,对第二层的第一道焊缝进行示教一次,其余焊道的轨迹即可通过公式求出;按照焊缝搭接的原则,对每个焊道的起弧点的位置进行规划,并详细设计了搭接轨迹的方案.仿真结果显示,该方法能够满足多层多道焊缝填充规划的要求,为机器人焊接时的离线编程提供了理论基础.     

大电流MAG焊接接头弯曲性能研究

采用无氦多元气体保护大电流MAG焊接技术焊接了A5 72接头 ,对接头进行了弯曲性能试验 ,用光学显微镜、扫描电镜和EDAX分析了接头侧弯脆性断口。结果表明 ,弯曲试验时产生的脆断与焊缝金属中有非金属夹杂物、焊缝金属中C、Ti含量较高以及焊缝金属中有马氏体组织等因素密切相关。在弯曲时 ,焊缝金属中存在的非金属夹杂物形成裂源 ,在小线能量焊接时焊道间热影响区组织中存在的大量粗大马氏体组织 ,使焊缝金属在裂纹萌生区和开始扩展阶段为解理断裂。在大电流MAG焊时 ,适当增大线能量以利于非金属夹杂物的逸出并避免马氏体的形成 ,降低焊缝金属中的C、Ti含量 ,从而改善接头韧性。     

组合焊缝对中碳合金钢焊接裂纹的影响

采用Ｙ形坡口裂纹试验和显微分析方法，研究了三种不同的组织焊缝对中碳合金钢焊接裂纹的影响，结果表明，底层焊道熔俣区裂纹为氢致延迟裂纹；底层焊条的合金系统对该裂纹的生成有一定的影响，底层焊道熔合区的马氏体和氢的富集以及大的拘束应力，是裂纹生成的必要和充分条件；提出了防止裂纹产生的用工艺。     

激光-电弧复合焊热源相对位置对焊接接头组织与性能影响规律研究

采用20 mm厚EH36钢板堆焊试验研究了激光-电弧复合焊热源相对位置对焊缝宏观形貌、组织、元素烧损和性能的影响规律。结果表明,与电弧引导激光焊接相比,激光引导电弧焊接的焊缝熔深小、熔宽大、熔合比小、焊道对称性差、合金元素烧损率小、显微硬度相对较低;激光引导电弧焊接时,焊缝区晶粒向熔池表面中心生长、晶粒相对粗大,电弧引导激光焊接时,晶粒向着焊缝中心生长、晶粒相对细小,这主要是由于两种热源相对位置不同使得进入焊缝的总能量和熔池流动方向不同造成的。     

浅谈含I型裂纹对焊接接头形状因子的影响

为提高含缺陷对接接头的承载能力和准确的评定其安全性,对焊缝含I型中心裂纹和I型单边裂纹的对接接头,采用数值模拟方法,基于断裂力学原理,研究了焊缝余高高度和盖面焊道宽度对焊缝含I型中心裂纹和I型单边裂纹对接接头形状因子的影响。结果表明,焊缝余高高度对焊缝含I型中心裂纹和I型单边裂纹对接接头形状因子影响最为显著,盖面焊道宽度的影响次之。焊缝合I型中心裂纹和I型单边裂纹对接接头设计时,采用传统的不考虑余高形状影响时的形状因子表达式计算是不合理的。选择合适的焊缝余高高度和盖面焊道宽度可以提高焊缝含I型中心裂纹和I型单边裂纹对接接头的承栽能力。     

304不锈钢管TIG焊接头凝固行为及热力耦合研究

目的 对2mm厚不锈钢管的焊接工艺参数进行优化,并基于模拟仿真软件对接头的热应力场进行模拟,以解决薄壁管件接头应力测试不方便的问题。方法 以TIG焊对2 mm不锈钢管进行焊接,通过对接头宏观形貌、微观组织、显微硬度等结果进行优化进而得到最佳焊接工艺参数,采用双椭球热源和温度-位移耦合方法结合最优工艺参数进行数值模拟。结果 当焊接电流为150 A、焊接速度为66 cm/min时,焊接接头全部熔透,且正面及背面焊道均匀致密,成形良好。焊缝中心上部区域和下部区域均呈现等轴晶形貌,下部区域尺寸较上部区域尺寸略大,熔合线附近为柱状晶组织。焊接接头显微硬度整体分布呈现U形,其中热影响区显微硬度（197HV）大于焊缝区域硬度（162HV）,熔合线附近显微硬度达到最低值（145HV）。模拟结果显示,在焊接过程中,当纵向残余应力从母材向焊缝中心过渡时,由压应力逐步转化为拉应力;焊缝中心横向应力呈现为压应力,向两侧母材过渡时应力值逐渐趋近于0,径向应力值变化幅度较小,模拟数据变化趋势与实测数据变化趋势接近。     

还原性气体对镍材焊接的影响

镍材焊接时易形成气孔和裂纹等缺陷,严重地影响焊接接头的质量.为此研究了镍材焊接时适量加入还原性气体对焊接接头质量的影响;并对用这种焊接方式成形的焊缝进行了气孔、焊缝质量、力学性能及组织结构的检验,结果表明,控制好还原气体流量进行焊接得到的焊缝接头质量完全符合标准要求.     

振动焊接工艺效果研究

通过振动焊接与传统焊接方法的对比试验来研究振动焊接技术对焊接残余应力、焊接变形、焊缝及其热影响区组织、工件焊缝质量、热影响区疲劳寿命等的影响，得出该技术可以降低焊接残余应力、细化焊缝及热影响区组织、防止焊接裂纹和工件畸变，改善焊缝综合质量的结论，并成功应用于HT-7U项目中304L圆形大底板构件的焊接中，取得明显效果。最后，指出了振动焊接技术在我国工业应用中尚存在的几个重大问题，为推广该项技术指明了发展方向。     

近红外光纤激光与蓝光半导体激光焊接紫铜工艺对比研究

目的 提高紫铜激光焊接接头的力学性能,并分析激光工艺参数对焊缝外观及焊缝微观组织的影响规律。方法 分别对蓝光半导体激光与近红外光纤激光焊接紫铜的工艺参数进行优化设计,采用光学显微镜观察焊缝的外观形貌,采用拉力机测试焊缝的抗拉强度,采用金相显微镜观察和分析焊缝的微观组织。结果 当采用近红外光纤激光进行焊接时,功率为2 000 W,焊接速度为20 mm/s,焊缝抗拉强度为156 MPa。当采用蓝光半导体激光进行焊接时,功率为500 W,焊接速度为20 mm/s,焊缝抗拉强度为246 MPa,达到母材抗拉强度的80%。结论 由于铜对蓝光波长的吸收率较高,当采用蓝光半导体激光进行焊接时,热量输入较低,焊缝的变形相对较小,并且焊缝中心各个方向上的温度梯度相同,容易形成等轴晶,有利于力学性能的提高。     

储能缝焊工艺对304不锈钢接头性能的影响

为研究电容储能缝焊工艺对304不锈钢接头性能的影响规律,对0.5 mm厚304不锈钢板进行了缝焊工艺实验,通过接头拉剪力检测和金相显微组织观察,对比了不同焊接速度、充电电容和放电频率下的缝焊接头组织特点,并分析了各工艺参数对接头拉剪力、熔核宽度、焊缝重叠量和焊透率的影响.结果表明:储能焊焊缝中心晶粒细小,熔合区为柱状晶,重叠部位晶粒粗大,接头组织呈现不均匀性,随着充电电容的增大晶粒变得更细密,组织不均匀程度显著降低,焊接速度和放电频率增大导致晶粒组织粗化并出现缩孔缺陷,提高电极压力可克服缩孔并使组织趋向均匀;充电电容对接头拉剪力的影响较小,焊接速度、充电电压、放电频率和电极压力调到一个合适值后,继续增大参数值对接头拉剪力影响很小;焊接速度的增大引起焊缝熔核宽度和重叠量急剧下降,充电电压增大引起焊缝焊透率下降过多,导致飞溅、过烧、毛刺等焊接缺陷的产生.因此,304不锈钢储能缝焊应采用低的焊接速度、较小的充电电压和较高的电极压力。     

Investigation of In Situ and Conventional Post‐Weld Heat Treatments on Dual‐Laser‐Beam‐Welded γ‐TiAl‐Based Alloy

This paper describes a way to improve the microstructure and mechanical properties of welding seams by in situ and conventional post‐weld heat treatments for laser beam welding of the Ti–45Al–5Nb–0.2C–0.2B alloy. The seams are crack‐free with reduced longitudinal residual stress and higher elongation to fraction after post‐weld heat treatment. The welding zone consists of α₂ after welding, transforms to a massive γ during in situ post‐weld heat treatment, and finally forms a convoluted microstructure after conventional heating. The phase composition across the welding zone is discussed.     

Effect of welding wire and groove angle on mechanical properties of high strength steel welded joints

Mechanical properties of high strength steel welded joints strictly depend on the welding process, the filler material composition and the welding geometry. This study investigates the effects of using cored and solid welding wires and implementing various groove angles on the mechanical performance of weld joints which were fabricated employing the gas metal arc welding process. It was found that weld joints of low alloy, high strength steels using low alloy steel cored welding wires exhibited higher tensile strength than that of low alloy steel solid wire and chromium‐nickel steel bare welding wire when the method of gas metal arc welding is employed. The effect of groove angle on the strength and toughness of V‐groove and double V‐groove butt‐joints was investigated. V‐groove joints, with higher tensile strength than double V‐groove joints in the whole range of groove angles, were superior in toughness for small groove angles, but impact toughness values of both joints were comparable for large angles. The effect of heat input and cooling rate on the weld microstructure and weld strength was also investigated by performing thermal analysis employing the commercial software ANSYS. It was concluded that cooling rate and solidification growth rate determined the microstructure of the weld zone which had great consequences in regard to mechanical properties.     

2219高强铝合金活性TIG焊工艺

采用单组分活性剂(AlF_3和LiF)、3组分(AlF_3+30%LiF+10%KF-AlF_3)和4组分(AlF_3+30%LiF+10%KFAlF_3+10%K_2SiF_6)混合组分活性剂进行2219高强铝合金直流正极性活性TIG焊(DCSP A-TIG),研究4种类型活性剂对焊缝表面成型、焊缝内部质量(气孔)、焊缝熔深、电弧形态、接头组织与力学性能的影响。结果表明:涂覆活性剂有助于去除2219铝合金表面的氧化膜,提高焊缝表面成型质量,涂覆4组分活性剂的DCSP A-TIG焊缝表面成型质量最佳;与变极性TIG焊(VPTIG)焊缝内部质量相比,DCSP A-TIG焊接方法可显著降低2219铝合金焊缝内部气孔的产生;AlF_3单组分活性剂可显著增大焊缝熔深,其电弧形态具有明显的拖弧现象;DCSP A-TIG焊焊缝组织具有与母材相同的组织组成物,电流对A-TIG焊缝组织影响较大,增大焊接电流,会造成接头晶粒组织粗大;涂覆4组分活性剂的DCSP A-TIG接头强度和伸长率最高,与VPTIG焊接头力学性能具有相近的技术指标。2219高强铝合金的DCSP A-TIG焊接方法具有很大的工程应用价值。     

Q960E超高强钢焊接接头组织和性能研究

目的 对Q960E超高强钢的焊接工艺进行研究以获得高强高韧的焊接接头。方法 选择超高强钢Q960E作为母材、FK1000ER120S–G焊丝作为填充材料进行MAG焊,采用改变焊接电流的方式来研究焊接热输入对焊接接头组织和性能的影响。结果 当焊接电流为155～230 A时,均获得了全焊透无明显缺陷的焊缝。随着焊接热输入的增大,焊接接头中各亚区宽度增大,其中焊缝区变化最为显著,在最小热输入条件下焊缝宽度为3.98 mm,在最大热输入条件下焊缝宽度增至5.53 mm。对焊接接头进行组织分析发现,焊缝组织主要为针状铁素体和板条马氏体;完全相变区组织主要为板条马氏体;未完全相变区组织主要为回火马氏体和部分重结晶形成的马氏体。硬度测试表明,在热影响区的回火区发生了软化现象,最低硬度仅为290HV;在完全相变区发生了硬化现象,硬度最大值可达500HV。在不同热输入条件下,焊接接头各亚区硬度变化趋势一致,焊接接头抗拉强度为995～1 076 MPa,拉伸试验均断裂在热影响区,断后伸长率为9.33%～10.21%,断裂时存在颈缩现象,为韧性断裂。随着热输入的增加,粗晶区马氏体板条束宽度增大,未完全相变区...     

汽车高强钢SG1000激光复合焊接力学性能研究

目的 针对汽车高强钢SG1000焊接接头恶化等问题,研究了SG1000激光复合焊接的力学性能。方法 选用等强匹配焊丝MG90-G对高强钢SG1000进行激光复合焊接,对焊接接头进行拉伸和低温冲击韧性试验,并结合扫描和硬度监测等手段对焊缝组织和断口形貌进行分析。结果 由于激光的预热作用,高强钢SG1000激光复合焊接成形件的焊缝美观,焊接过程稳定可靠,焊接熔池深度较大,有效改善了传统焊接的咬边、飞溅、气孔等缺陷。焊缝组织主要由板条马氏体和奥氏体晶粒组成,热影响区的过热区内部板条马氏体和奥氏体晶粒比较粗大,而焊接母材主要为细小的板条马氏体和奥氏体晶粒。焊接拉伸断口主要为细小且较浅的韧窝,且韧窝底部存在第二相粒子及夹杂物,焊接拉伸断口断裂于热影响区且微观形貌为韧性断裂;冲击微观形貌主要由准解理小平面及河流花样组成,且存在一定数量大小不一的韧窝交错分布,焊接冲击断口断裂于热影响区且微观形貌也为韧性断裂。结论 焊缝热影响区的晶粒比非热影响区的晶粒粗大,拉伸和冲击断裂均发生于热影响区;随着激光功率的增大,复合焊接接头的力学性能呈现逐渐增强的趋势;随着焊接速度的增大,复合焊接接头的力学性能呈现先增强后削弱的趋势。高强钢SG1000激光复合焊接最佳工艺参数如下:激光功率为9.5 kW,焊接速度为0.8 m/min,对应屈服强度为1 072 MPa,抗拉强度为1 175 MPa,断裂伸长率为13.5%,冲击断裂吸收的能量为30.8 J、焊缝中心显微硬度为342 HV。     

Microstructure of Al-Mg-Si Weld Joints Produced by Pulse TIG Welding

Al-Mg-Si alloys (6000 series) are heat-treatable aluminum alloys and are extensively used in various sectors such as aerospace, automobiles, and general construction. Fabrication of these alloys often requires welding. Pulse TIG offers many advantages over conventional TIG welding as far as control of microstructure is concerned. This research investigated the effect of pulsed TIG welding parameters such as pulse duration, peak current, pulse frequency on the microstructure of heat-affected zone, and fusion line and weld metal of Al-0.5%Mg-0.5%Si weld joints. It was observed that a significant change in microstructure takes place in moving from the base metal to weld centerline. Dissolution of phases present along the grain boundary occurs as the fusion line is approached. Grain structure of heat-affected zone, fusion line, and weld metal appears to have tangible relationship with pulse parameters.     

客运专线铁路道岔台板焊缝开裂分析

针对时速250 km/h客运专线铁路道岔台板组焊后焊缝发生的开裂,对焊缝外观质量及显微组织、裂纹形貌和相关焊接件的理化性能进行了分析。结果表明:台板焊缝开裂位置厚度较小,当焊缝过大和焊接温度过高时极易形成结晶裂纹。在满足技术设计要求的前提下,减小台板焊缝尺寸,可避免焊接时台板焊缝发生开裂。     

TC4钛合金焊接工艺研究

对TCA钛合金进行A—TIG焊和TIG焊,分析不同的焊接方法和焊接工艺参数对焊后钛合金熔深、熔宽和焊缝熔池区域显微组织的影响,运用了光学显微镜等,对A—TIG焊接头的力学性能、显微组织进行了分析研究。试验结果表明,和常规TIG焊相比,在相同的焊接参数下,A—TIG焊能够有效减小熔宽,显著增加熔深;A—TIG焊能够有效减少焊缝气孔数量;对于TCA钛合金的焊接,A—T1G焊比常规TIG焊具有较明显优势。