连续变截面管激光焊接接头的组织与性能

以仪表板横梁支架部件连续变截面管为研究对象,分析CO₂激光焊后焊接接头的组织与性能。对具有代表性质的1.00mm厚和2.00厚的焊缝横截面进行金相组织检验和硬度检测,分析接头各区域的金相组织及其硬度变化。结果表明：在合适的工艺参数下,能够获得表面成形良好的焊接接头;热影响区域宽度窄,组织细密;焊缝中存在适量的马氏体,提高了焊缝的硬度。     

LZ91超轻双相镁锂合金激光搭接焊接接头的显微组织与力学性能

采用激光焊接技术对厚度为4 mm的LZ91镁锂合金板材进行搭接焊接,重点研究了激光功率的变化对接头组织与力学性能的影响。结果表明,在激光输出功率为2.3 kW,焊接速度为1 m/min,氩气流量为25 L/min,离焦量为 + 2 mm的工艺参数下,可以得到焊缝表面成形良好,横截面没有明显缺陷的高质量搭接接头,但在上下板搭接界面处发现了微气孔缺陷。焊缝中心组织为等轴晶。熔合线附近为柱状晶。接头的硬度(61.4 HV)比母材(52.1 HV)提高了17.9 %,焊缝区显微硬度最高,母材次之,热影响区最低。拉剪测试结果显示,搭接焊接接头的抗拉伸剪切力为2409.5 N,抗拉剪切强度达到了120.3 MPa。搭接接头断裂发生在上下板之间的搭接连接处。     

AZ31B镁合金薄板的钨极氩弧焊组织与性能研究

探讨了2 mm厚的AZ31B镁合金钨极交流氩弧焊焊接的工艺特点, 利用金相显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸试验机、扫描电子显微镜等手段对焊接接头显微组织、焊缝相组成、接头力学性能、断口形貌特征等进行了分析。结果表明: 焊接电流为50 A时,外观成型良好, 焊缝质量高, 内部几乎无气孔和裂纹等缺陷, 焊接接头的抗拉强度达到210 MPa, 约为母材强度的87%, 断裂发生在焊缝区, 表现为韧-脆混合断裂。 焊缝区组织呈细小的等轴晶, 主要存在α-Mg和Mg₁₇Al₁₂两种相, 热影响区组织较粗大。硬度测试结果显示, 焊缝区域的硬度高于母材。     

Inconel625高温合金等离子弧加丝焊接接头组织与性能研究

针对传统方法焊接厚板Inconel625合金时存在的未熔透,性能差的问题,采用等离子焊接技术对8mm厚Inconel625合金进行焊接,同时采用ERNiCrMo-3焊丝作为填充材料保证成型。通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、万能试验机和显微硬度试验机等设备对焊接接头进行显微组织和性能分析。结果表明,在焊接电流230A,焊接速度240 mm/min,送丝速度1400 mm/min,等离子气流量4.0 L/min下所获得焊接接头成型最好,力学性能最好;焊接接头均呈现出上宽下窄的“Y”字型形貌,母材区为奥氏体等轴晶,焊缝区基本以细小的胞状晶为主,熔合线区域为垂直于熔合线生长的粗大胞状晶,MC型碳化物和Laves相会在焊接过程中析出;接头抗拉强度最高,可以达到811.36MPa,焊接接头断裂为韧性断裂;所有参数下焊接接头均是焊缝区硬度最高,随着焊接热输入的增大,焊接接头整体硬度值升高,当电流达到240A与250A时焊接接头硬度差别较小。     

6061-T4铝合金激光焊接接头组织与力学性能研究

对汽车用6061-T4铝合金板材进行激光焊接，采用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜、维氏硬度测试、拉伸试验等研究了激光焊接接头微观组织、显微硬度、强度和塑性、拉伸试样断口形貌。结果表明，6061-T4铝合金激光焊接接头的母材区组织为粗大条状晶粒; 焊缝中心组织为细小的铸态树枝晶，针状β"析出相在晶界偏聚，位错密度降低; 激光焊接接头的强度(硬度)和塑性均比母材有一定下降。     

工艺参数对螺旋钻杆焊接接头组织性能的影响

采用全自动焊接工艺对螺旋钻杆翼片进行焊接试验,通过对焊接接头的宏观结构和微观组织研究以及显微硬度测试,研究焊接电流、焊接电压、焊接速度3项工艺参数对螺旋钻杆焊接接头组织和力学性能的影响。结果显示,焊接电流与焊缝熔深、余高呈正相关;焊接电压与焊缝熔深、余高均呈负相关,与焊缝熔宽呈正相关;焊接速度与焊缝熔深、熔宽、余高均呈负相关;焊接电流、电压增大使焊缝区的粒状贝氏体转变为条状贝氏体,且伴有马氏体产生;焊接电流和电压的增大使热影响区的粗晶区增宽,并有淬硬倾向,导致硬度上升,焊接速度的减小致使焊缝区变宽,高硬度范围变广。基于螺旋钻杆结构设计要求,得到最优焊接工艺参数,即焊接电流160 A,焊接电压24 V,焊接速度1 cm/s。     

Zn-Cu-Ti合金搅拌摩擦焊与激光焊接头组织与性能对比研究

通过金相显微镜、扫描电镜和显微硬度测试等分析手段,研究了Zn-Cu-Ti合金搅拌摩擦焊接头与激光焊接头的组织和性能。结果表明,Zn-Cu-Ti合金搅拌摩擦焊接头主要分为母材区、热机影响区、焊核区,其显微组织分别为纤维组织、拉伸弯曲变形组织、细小的晶粒;接头各区域硬度分布为:母材区>热机影响区>焊核区;接头的抗拉强度153.8 MPa,延伸率为6.7%,发生偏向脆断的准解理断裂。激光焊接头主要分为母材区、熔合区、焊缝区,焊缝区中心位置上下表面有凹坑,其内部有多条排列规则且形状近似抛物线的熔合线,并存在较明显的夹杂;接头各区域硬度分布为:母材区<熔合区<焊缝区;接头的抗拉强度为110.3 MPa,延伸率仅为4.7%,发生脆性断裂。     

双相不锈钢SAF2205及其复合钢板焊接工艺研究

试验研究了焊材选用、线能量大小、层温等参数对双相不锈钢SAF2205焊缝性能的影响,从而确定最优的焊接工艺参数。试验证明,最优工艺参数对保证双相不锈钢焊接接头的金相组织、提高焊缝抗腐蚀能力有着显著作用,对实际生产具有一定的指导意义。     

焊接速度及焊后时效处理对Al-Cu-Mg-Ag合金电子束焊接接头性能的影响

通过拉伸测试、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、透射电镜(TEM)和金相显微镜(OM)等手段, 研究了焊接速度以及焊后时效处理对Al-Cu-Mg-Ag合金电子束焊接接头性能的影响。结果表明: 随焊接速度提高, 焊接接头强度呈先上升后下降的趋势, 并在焊接速度1 200 mm/min时获得最大值358 MPa;焊后时效处理可以提升焊接接头抗拉强度, 其中焊接速度为1 200 mm/min时的焊接接头抗拉强度最大, 可达412 MPa, 为母材强度的77.6%。焊后时效合金性能的提高主要得益于θ'和X相的析出, 而焊缝熔合区晶界处Cu元素的偏析抑制了Ω相的析出。     

BTi-62421s合金板钨极氩弧焊接头组织性能研究

研究了焊前热处理、焊接工艺及焊后热处理对BTi-62421s板材钨极氩弧焊接头组织性能的影响。结果表明: BTi-62421s合金板材钨极氩弧焊较佳焊接工艺为: 焊接电流110 A, 焊接速度5 mm/s, 主喷嘴氩气流量20 L/min, 拖罩氩气流量12 L/min, 单面焊接, 此工艺下双重退火态BTi-62421s合金焊接接头抗拉强度σ_b为1 033 MPa, 为母材的96.5%, 延伸率δ为5.5%, 为母材的38.5%; 焊缝组织为针状马氏体, 热影响区组织为初生α组织、β转变组织和针状马氏体组织; 合金焊前双重退火和去应力退火对焊缝组织组成影响有限, 但双重退火有助于焊接接头塑性的提高; 焊后热处理促进合金接头α'→α+β相转变, 有利于焊接接头塑性的提高, 较佳焊后热处理工艺为700 ℃/2 h, 空冷, 此工艺下双重退火态BTi-62421s合金焊接接头延伸率δ为7.1%, 为母材延伸率的49.5%。     

Q690钢焊接接头微观组织对冷裂纹的影响研究

分析了Q690钢手工电弧焊与气体保护焊焊接冷裂纹产生与微观组织的联系。结果表明: 焊接冷裂纹起源于斜Y坡口根部, 沿熔合区、焊缝扩展至焊缝表面;2种工艺焊接的接头组织硬度均较母材高, 而塑性较差。热影响区为马氏体、贝氏体与铁素体混合组织, 焊缝组织由先共析铁素体、侧板条铁素体、贝氏体和针状铁素体等组成, 针状铁素体抗裂纹扩展能力较其他组织强。在2种焊接方法对应断口中观察到了冷裂纹起裂、扩展与断裂区的不同形貌, 起裂与扩展区存在塑性变形, 而断裂区为解理断裂。     

TIG焊电弧重熔对焊接接头性能的影响

试验研究了TIG焊电弧重熔前后焊接接头的形状与尺寸、金相组织、硬度、焊接残余应力的变化。研究结果表明:TIG焊电弧重熔后母材与焊缝之间过渡平滑,重熔区硬度变化不大,焊趾处焊接残余应力明显降低,焊接接头的综合性能得到了明显提高。     

热处理工艺对钻杆焊缝力学性能的影响

针对钻杆接头断裂的问题,对摩擦焊接钻杆焊缝热处理工艺进行了深入分析,拟定了一组焊缝热处理工艺参数。经过试验和相关性能检测,发现造成焊缝强度偏低、冲击韧性值过高的主要原因是回火工艺不合理,故对回火工艺进行优化改进。改进结果表明:通过调整回火温度,能有效提高试件的焊缝屈服强度及抗拉强度;管体侧热影响区硬度有所提高,焊区硬度分布均匀,波动幅度较小;优化工艺试件焊区组织晶粒更为细密,呈现优良的综合机械性能。     

特厚F690海工钢焊接接头的组织及腐蚀磨损研究

选择OK Tubrod 15.27S为焊丝,利用自动埋弧焊技术对厚度为80 mm的特厚F690海工钢板进行了双面多层焊接,观察了F690海工钢焊接接头的显微组织,测试分析了F690海工钢焊接接头在3.5%NaCl溶液中的摩擦磨损行为、腐蚀行为。结果表明:在焊接电流450 A、焊接速度52 cm/min条件下得到的接头组织致密,焊缝区显微组织主要由细小的板条状贝氏体和粒状贝氏体组成。在3.5%NaCl溶液中,焊缝区比热影响区表现出更好的耐磨性;焊缝区和热影响区的磨损机制与载荷大小有关,10 N时表现为磨粒磨损,20 N和30 N时表现为磨粒磨损和粘着磨损的混合磨损。与热影响区相比,焊缝区的自腐蚀电位较高、钝化区较小,耐蚀性较低。     

冷却方式对铝合金薄板搅拌摩擦焊接头性能的影响

采用搅拌摩擦焊技术分别在自然冷却、气流、水流和水雾冷却环境下对铝合金薄板进行焊接试验,对焊缝接头的外观成形进行比较,同时对焊缝接头进行CT扫描、力学性能以及微观组织分析。结果表明:冷却方式是铝合金薄板搅拌摩擦焊接的一个关键因素,在焊接参数相同时,水雾冷却能够得到外表成形美观、内部无缺陷的焊接接头,焊缝接头平均强度为387.8 MPa,达到母材强度的82.5%。     

MAG窄间隙环缝焊在油缸焊接中的应用

主要介绍窄间隙MAG焊接系统在解决厚壁管件窄坡口焊接难题上的突破,它不仅可以将坡口宽度控制在12 mm以内,节省焊接材料,控制焊接质量。同时,可以优化焊缝晶粒组织,使焊缝金属的物理性能优化,强度、拉伸、冲击性能得到改善,使焊缝成型美观、提高焊缝品质。     

T91/TP347H异种钢焊接接头服役过程显微组织研究

采用ERNiCr-3镍基焊丝作为T91/TP347H异种钢焊接接头的焊料,使用X射线衍射分析仪、光学显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度计研究了原始态、服役6×10⁴ h和服役10⁵ h的T91/TP347H异种接头的相组成、微观组织、元素组成及显微硬度。结果表明,随着服役时间的增加,T91母材、TP347H母材和焊缝区晶粒尺寸均有一定程度的增大,T91母材存在析出相M₂₃C₆,TP347H母材存在析出相M₂₃C₆、Nb(C,N),焊缝区有少量M₂₃C₆存在。在服役过程中发生Fe、Ni元素的扩散。三种状态下的焊接接头均在T91热影响区硬度最高,TP347H母材硬度最低,随着服役时间的增加,焊缝打底层硬度基本不变,而焊缝盖面层和填充层的硬度急剧升高,其余区域硬度均有下降。     

异种金属焊接接头微观组织的研究进展

对异种金属焊接接头的焊缝区、熔合区与热影响区的显微组织及元素分布的研究现状进行了综述,指出焊接接头的熔合区易发生失效,对改善异种金属焊接构件的服役组织提供了思路和依据     

长期服役P91钢蒸汽管道焊接接头显微组织及力学性能研究

P91钢被广泛应用于大型电站的发电机组和蒸汽管道等关键部位。长期服役会导致P91钢蒸汽管道性能退化,目前研究多关注长期服役对母材性能的影响,而对焊接接头各部位的显微组织和力学性能缺乏系统研究。因此,分别从未服役的P91钢蒸汽管道的母材（NBM）和已服役74 000 h的P91钢蒸汽管道焊接接头的母材（BM）、热影响区（HAZ）焊缝（WZ）取材,利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、硬度计和拉伸试验机,研究长期服役对P91钢蒸汽管道焊接接头的显微组织和力学性能的影响。结果表明：相比于NBM,BM和WZ的硬度和拉伸性能均未出现退化迹象,而HAZ的拉伸性能在硬度基本未变的情况下显著退化,表明硬度不能用于判断服役时间低于74 000 h的P91钢蒸汽管道焊接接头的寿命。焊接时高温热循环回火使HAZ的马氏体板条和碳化物发生粗化,且碳化物沿马氏体板条界面连续析出分布,对HAZ的拉伸性能已造成一定程度的损害。长期服役使本已老化的HAZ显微组织明显退化,致使其拉伸性能显著下降,断裂模式由韧窝断裂转变为韧窝和准解理复合断裂。     

深熔焊技术在液压支架上的应用

以试验为基础,分析了?1.6 mm焊丝的机器人深熔焊技术在不同工艺参数下的熔深变化和电弧形态,并以此为基础进行了深熔焊工艺评定和焊接接头的显微组织分析。结果表明:在电弧电压35 V以下时?1.6 mm焊丝深熔焊的电弧能够压缩在一个较窄的区域,电流密度较大,平板堆焊可获得7.5 mm以上的熔深;在焊接电流460 A、电弧电压33 V、焊接速度60 cm/min时焊缝熔深最大,力学性能良好,金相组织理想,能够满足工艺评定的要求。