921A钢激光-MAG复合焊接头组织及性能

针对6 mm厚的921A钢板,采用激光-MAG复合焊接工艺进行对接焊试验,并对焊接接头的显微组织、硬度、拉伸性能、耐腐蚀性能等进行了分析。结果表明,采用激光-MAG复合焊工艺可获得成形连续美观的焊接接头,无未熔合、裂纹、气孔等缺陷;焊缝组织为针状铁素体、少量沿晶界析出的先共析铁素体及长条状贝氏体,热影响区组织为马氏体;焊接接头的拉伸性能和冲击性能均符合国家标准要求,焊缝强度高于母材,但塑韧性低于母材。峰值硬度在热影响区,为315 HV,焊缝硬度约为280 HV,符合最高硬度不得超过410 HV的规定。焊缝耐电化学腐蚀性能最强,母材次之,热影响区最低;激光和MAG电弧2种热源共同作用区域的组织分布更加均匀,硬度及耐腐蚀性能较激光单独作用区域有了明显改善。 创新点： 采用激光-MAG复合焊实现了6 mm厚度921A钢板无缺陷对接焊的一次焊接成形。焊缝晶粒更加细化,分布更加均匀;焊缝抗拉强度、硬度、电化学腐蚀性能均高于母材,冲击吸收能量满足船级社要求。     

不同焊接方法对超高强装甲钢焊接接头力学性能与组织的影响

装甲钢MAG工艺常采用奥氏体、铁素体不锈钢焊丝,使得焊接接头抗拉强度和硬度会大幅度降低,同时造成热影响区的局部软化,降低了装甲车辆的防护性能。为了满足超高强装甲钢焊接接头强度和硬度防护要求,该文对超高强装甲钢激光焊接工艺进行了研究,分别为MAG、激光自熔焊、激光填丝焊、激光-电弧复合焊4种焊接方法,研究接头拉伸、弯曲、硬度等性能指标及接头组织。结果表明,激光焊接头的焊缝组织为粗大的板条马氏体,MAG焊缝组织为铁素体和粒状贝氏体;对于激光焊和MAG,淬火粗晶区均为粗针状马氏体,淬火细晶区为细小的针状马氏体,不完全淬火区为马氏体与铁素体的混合组织。激光焊接头的抗拉强度和硬度远高于MAG,激光焊接头的抗拉强度可达到母材的90%以上,硬度约为母材的82%,大大提高了防护型车辆的防护性能。然而,激光焊接头的抗弯强度要低于MAG,无论面弯还是背弯,激光焊弯曲试样通常在弯曲角度10°～30°之间即发生断裂,大大低于MAG弯曲角度90°（不断裂）,从而限制了其使用场景。     

焊接热输入对Q890/Q550异种钢激光-MAG复合焊接头组织及力学性能的影响

采用激光-MAG复合焊进行了Q890/Q550异种钢焊接试验,研究不同焊接热输入对异种钢焊接接头显微组织和力学性能的影响。试验结果表明,在相同热输入下,焊缝两侧过热区主要由板条马氏体和少量贝氏体组织组成,细晶区为致密的板条马氏体组织,Q890钢侧的马氏体含量比Q550侧多,板条更加粗短,焊缝冲击断口具有剪切韧窝特征,冲击韧性优于热影响区;随着热输入从3.5 kJ/cm增加到9.6 kJ/cm,过热区晶粒粗化,贝氏体逐渐增多,马氏体含量减少,焊缝和热影响区冲击吸收能量略微减小。三种热输入下拉伸试件均断在母材Q550钢,断后伸长率相当,断裂方式为韧性断裂,焊接接头强度高于母材。     

16Mn钢激光-电弧复合焊横焊接头组织与性能分析

采用激光-电弧复合焊技术焊接16Mn钢,研究了横焊工艺对接头组织及性能的影响。结果表明,热影响区主要组织为马氏体和少量残余奥氏体,具有较高的强度;焊缝区组织主要为针状铁素体、粒状贝氏体以及少量的低碳马氏体;接头抗拉强度可达510 MPa,弯曲强度可达1 800 MPa,冲击吸收功可达60.5 J,但随着钢板的增厚,接头的韧性有所降低。     

BWELDY960焊接工艺性及接头力学性能研究

对40 mm的BWELDY960高强钢的焊接冷裂敏感性和焊接接头的力学性能进行了试验研究。结果表明:焊前120℃预热,可以有效防止焊缝产生冷裂纹;使用T Union GM 120焊丝,采用激光-电弧复合打底焊、双丝MAG填充盖面焊焊接BWELDY960高强钢时,焊接接头具有良好的拉伸、弯曲和冲击性能。接头上部的焊缝组织为马氏体,上部的过热区组织为马氏体和贝氏体;根部的焊缝组织为贝氏体,根部的过热区组织为马氏体和贝氏体。焊缝和热影响区的硬度与母材硬度没有明显的区别,热影响区的软化不明显。     

高强钢CO2激光-MAG复合焊接性能

为了研究CO₂激光-熔化极活性气体保护焊（MAG）复合焊接性能,采用CO₂激光和CO₂激光-MAG复合焊接590MPa级高强度钢,对其焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究.结果表明,激光-MAG复合焊接的焊缝金属中,MAG电弧作用区主要为珠光体和贝氏体,激光作用区主要为马氏体;激光-MAG复合焊接的焊缝金属中Mo和Mn合金元素的分布具有不均匀性;激光和激光-MAG复合焊接的试件焊接接头拉伸性能完全满足要求,焊缝强度高于基体强度;激光-电弧复合焊缝金属在-60℃～+15℃试验温度范围内的冲击韧性比激光焊缝金属高;激光-MAG复合焊接焊缝金属硬度在250～400 HV之间,高于基体金属的硬度.     

10Ni3CrMoV钢CO2激光多层焊的接头组织与性能

与传统电弧焊相比,激光焊接厚板优势明显。采用纯激光焊和激光电弧复合焊等多道焊接技术实现了28 mm厚10Ni3CrMoV钢的高效焊接,采用光学显微镜分析焊缝、热影响区和焊缝重叠区的组织,激光复合焊缝组织主要为针状铁素体,纯激光焊缝、粗晶区和细晶区组织主要为板条马氏体,激光复合焊缝重叠区组织为粒状贝氏体+马氏体,纯激光焊缝和激光复合焊缝重叠区组织为马氏体+少量粒状贝氏体。测试了焊接接头的力学性能,结果表明,激光复合焊缝金属的冲击韧性较高,焊接接头的抗拉强度和屈服强度与母材相当,延伸率略小于母材,焊接接头的最大硬度小于360 HV,弯曲性能合格。     

35CrMnSiA超高强钢的焊接性试验研究

采用MIG焊焊接超高强钢35Cr Mn Si A,对热处理前后焊接接头组织进行分析,并对热处理后焊接接头进行了硬度测试、拉伸试验、冲击试验及断口分析,从而研究分析了35Cr Mn Si A的焊接性。结果表明:焊态下,焊缝区组织为针状马氏体和少量残余奥氏体,热影响区组织为板条状马氏体、贝氏体和残余奥氏体;热处理后,焊缝组织为回火马氏体和残余奥氏体,热影响区组织为回火马氏体、少量贝氏体和残余奥氏体;焊接接头焊缝区的硬度高于热影响区和母材;焊接接头抗拉强度为1640.8 MPa,伸长率为9.2%,焊缝区冲击功为37.6 J,焊缝区的冲击断口为混合断口。     

焊接线能量对隧道钢拱架焊接接头组织与性能的影响

使用激光-MIG复合焊对隧道钢拱架10Ni3Cr Mo V钢板进行了焊接试验,研究了焊接线能量对焊接接头硬度、-50℃冲击吸收功、室温力学性能和显微组织的影响。结果表明,四种焊接线能量下焊接接头的焊缝和热影响区硬度都要高于基材,且随着焊接线能量的减小,焊缝区域的显微硬度逐渐升高;焊接线能量为5.06 k J/cm时,焊接接头的焊缝上、中和下部的冲击吸收功都最大;当焊接线能量为6.85、5.82 k J/cm时,焊缝组织分别为粒状贝氏体,粒状贝氏体+针状铁素体+少量上贝氏体,而热影响区组织都主要为马氏体及少量粒状贝氏体;焊接线能量为5.06、4.48 k J/cm时,焊缝组织分别为大量针状铁素体+少量粒状贝氏体、上贝氏体、马氏体,马氏体+少量上贝氏体,而热影响区组织都主要为马氏体,随着焊接线能量的减小,马氏体板条尺寸和马氏体束群宽度逐渐减小。     

BS960E高强钢激光-电弧复合高速焊接接头组织及性能研究

采用激光-电弧复合技术焊接BS960E高强钢板材,以探索高强度合金钢的焊接接头组织及性能。采用扫描电子显微镜表征焊缝组织及断口形貌,结果显示:采用直径1.2 mm的90G型焊丝焊接,对应的接头组织主要为板条贝氏体,少量马氏体和MA组元,热影响区组织以板条马氏体为主。焊缝接头抗拉强度为1 117.13 MPa,延伸率为11.82%;焊缝冲击吸收功为23 J,冲击断口主要呈现韧窝状形貌,热影响区冲击吸收功为14 J,冲击断口主要以准解理断裂为主。     

激光-MAG复合焊焊接X80管线钢的接头硬度控制

利用激光-MAG复合焊焊接方法对壁厚18.4 mm的X80管线钢进行打底根焊,设计了钝边为8 mm的U形坡口。观察了接头组织,焊缝主要由针状铁素体构成,热影响区由板条马氏体、粒状贝氏体、铁素体组成。测量接头硬度发现,不预热时焊缝硬度高达HV330,超出相关标准规定,冷裂纹敏感性大,同时熔合线附近存在较大硬度梯度,易产生应力集中。这一特点制约了激光-MAG复合焊技术在管道焊接施工中的应用。通过焊前预热发现,焊缝硬度明显降低,接头硬度分布得到改善。预热温度较高时又会恶化焊缝组织、增加焊接成本,因此需选择合适的预热温度来调节接头硬度。     

坡口尺寸对激光-电弧复合焊接头特性影响

研究了坡口尺寸对厚板HQ785T1低合金高强钢填充ER69-G焊丝激光-电弧复合焊接头力学性能及微观组织的影响。试验结果表明,钝边值相同时,坡口角度越大,焊接接头的抗拉强度越小,焊接接头各部位的冲击吸收能量越大;坡口角度相同时,钝边值越大,焊接接头抗拉强度越小,焊接接头根部中心的冲击吸收能量越小;硬度从上表面到根部逐渐增大,整个接头上部焊缝中心硬度最小,低于母材组织,根部焊缝中心硬度值最高。随钝边值的增大,焊接接头根部碳化物的析出减少,组织略变粗大,一次枝晶发达粗大。     

EH40大热输入钢双丝窄间隙MAG焊接头组织与性能

利用双丝窄间隙MAG焊对84 mm厚EH40大热输入钢进行对接试验,对焊接接头的组织与力学性能进行考察分析,研究结果表明,双丝窄间隙MAG焊工艺适用于厚板大热输入船板钢的焊接,焊缝成形良好,未见宏观缺陷。焊接接头热影响区组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体与针状铁素体组织。接头抗拉强度近520 MPa,接近母材强度;试样弯曲180°,受拉面未见明显裂纹,双丝窄间隙MAG焊工艺可以获得力学性能优良的厚板EH40大热输入钢的焊接接头。     

Incoloy 825镍基高温合金电子束焊工艺及接头组织与力学性能分析

采用电子束焊,对空冷器管箱Incoloy 825镍基高温合金进行对接焊试验. 通过对焊接接头的组织观察,并结合拉伸力学性能以及接头的冲击韧性等试验,分析镍基高温合金电子束焊接头的组织和力学性能. 结果表明, 采用电子束焊焊接镍基高温合金可以得到良好的焊接接头,焊缝区组织由大片等轴晶和少量柱状晶组成;焊缝区没有出现明显的元素烧损现象;焊缝、热影响区硬度达到母材硬度值;焊缝接头抗拉强度达到600 MPa,接近母材抗拉强度,接头断裂形式为韧性断裂;焊缝和热影响区的冲击吸收能量高于母材区,其中焊缝区的冲击吸收能量达到了262 J,冲击断口形貌为韧窝状.     

转向架用SMA490BW钢激光-MAG复合焊接头残余应力

利用X射线衍射法对转向架构架用SMA490BW耐候钢激光-MAG复合焊和单MAG焊接接头进行残余应力测试和分析。结果表明:激光-MAG复合焊接头与单MAG焊接头残余应力分布趋势相同,焊缝及近缝热影响区均存在较大的残余拉应力。激光-MAG复合焊接头残余应力峰值和拉应力区间均小于单MAG焊接头,主要原因是激光-MAG复合焊接头焊接过程中热输入较小,对母材的塑性压缩效应较低。     

JFE980S高强钢激光-电弧复合热源焊接接头性能研究

针对JFE980S低合金调质高强钢,采用激光-MAG复合焊,并与常规MAG焊进行比较,分析了激光-MAG复合焊接头的力学性能。研究结果表明:激光复合方法很大程度上提高了接头的力学性能;采用激光复合焊时,通过增加焊接速度、减小坡口角度和增大坡口钝边厚度,能有效提高焊接效率。同时针对低合金高强钢接头容易出现的脆化和软化问题,通过金相和断口试验,分析了激光复合焊改善接头抗脆化和软化能力的原因:激光复合焊焊缝组织均匀细小,接头粗晶区宽度窄且为性能优异的板条马氏体组织,提高了接头的抗脆性断裂的能力;对不完全相变区进行了显微硬度测试,激光复合焊硬度值高,这在一定程度上降低了接头软化现象的发生。     

4.5Cr耐候钢GMAW接头组织及力学性能研究

在不预热的条件下,采用TH650EW型焊丝对4.5Cr耐候钢进行熔化极气体保护焊(GMAW)试验。通过扫描电镜观察和力学性能试验,分析焊接接头的微观组织及力学性能。结果表明,焊缝区组织主要由粒状贝氏体与马氏体组成;粗晶热影响区组织主要为马氏体,细晶热影响区组织由细小的贝氏体和铁素体组成。4.5Cr耐候钢接头具有良好的力学性能。接头焊缝区和热影响区的硬度高于母材,没有出现软化区;其室温抗拉强度达到580 MPa,断口出现在母材;同一冲击温度下,热影响区的冲击吸收功明显大于焊缝区,而且不同冲击温度下热影响区的冲击性能变化较小。     

SMA490BW耐候钢激光-MAG复合焊与MAG焊对比研究

以一种高速列车转向架用材料SMA490BW耐候钢为研究对象,针对传统MAG易出现未焊透等焊接问题,对8 mm SMA490BW耐候钢的激光-MAG复合焊进行研究。通过对比8 mm SMA490BW耐候钢MAG焊与激光-MAG复合焊接头的焊缝成形、组织特点、力学性能,可以得到:SMA490BW耐候钢的激光-MAG焊接头的焊缝成形质量优于MAG焊接头,焊缝组织也更加均匀细小,焊缝区硬度较MAG焊接头高;复合焊接头的抗拉强度、弯曲性能与MAG焊接头类似;复合焊接头的韧性比MAG焊接头更好。     

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。     

Q960E调质钢厚板的MAG焊接性及接头力学性能研究

通过焊接热影响区最高硬度试验和斜Y型坡口焊接裂纹试验,分析了30 mm厚Q960E调质高强钢板的焊接性,在此基础上优化了焊接工艺,采用熔化极混合气体保护焊进行钢板对接多道次焊接。研究表明,预热120℃时,钢板的淬硬倾向较小,表面和断面裂纹率均为零。焊缝区显微组织为细小的马氏体和针状铁素体,粗晶区组织为粗大板条马氏体,细晶区组织为细小的马氏体和贝氏体。焊缝的硬度高于母材,粗晶区的硬度最高;焊缝的冲击吸收功与母材相当,热影响区的冲击吸收功低于母材;焊接接头的抗拉强度与母材相当。