搅拌摩擦焊缝类型对接头拉伸性能及断裂特征的影响

采用三种不同针长的搅拌头对6082-T6铝合金板材进行焊接,获取三种类型的焊缝,即未透对接焊缝、已透对接焊缝和对-搭组合焊缝,通过对焊缝金相观察、拉伸测试和断口分析,得到焊缝类型对接头拉伸性能及断裂特征的影响规律。不同类型焊缝的表面成形区别不大,但内部成形各有特点。未透对接焊缝根部界面处形成未焊合缺陷;已透对接焊缝中无缺陷;对-搭组合焊缝后退侧和前进侧形成“钩状”缺陷。拉伸测试表明,未透对接接头拉伸性能最低,裂纹在未焊合处产生并沿焊核区扩展,接头下部呈现剪切断裂特征,接头上部呈现准解理和剪切混合断裂特征;已透对接接头拉伸性能最高,断裂位置位于前进侧热机影响区,断口呈现出典型的剪切断裂特征;对-搭组合接头拉伸性能居中,裂纹在前进侧“钩状”缺陷处产生并沿焊核区扩展,断口形貌与未透对接接头相似。     

地铁转向架用P355NL1钢焊缝金属的低温冲击韧性

对地铁转向架用P355NL1钢焊缝金属进行了低温冲击试验,分析了焊缝金属的显微组织和化学成分对其低温冲击韧性的影响,并通过断口形貌观察分析了其断裂机制。结果表明:焊缝金属的显微组织包括先共析铁素体(PF)、侧板条铁素体(FSP)、细晶铁素体(FGF)以及针状铁素体(AF)等;大量的AF使其具有良好的低温冲击韧性;焊缝金属中含有硅、锰、镍等元素,促进了AF的生成并细化了晶粒;焊缝金属的韧脆转变温度为-42.70℃;-20~0℃时焊缝金属的断口形貌以韧窝为主,断裂方式为韧性断裂,断裂机理为微孔聚集型;-40℃时焊缝金属的断口形貌为韧窝和解理面相交织,断裂方式为韧-脆混合断裂;-60℃时焊缝金属的断口形貌已经完全变成解理断口,断口分布着河流状花样和解理台阶,为典型的脆性断裂。     

塔吊标准节疲劳断裂司法鉴定1例

对塔吊标准节损坏样品进行司法鉴定。依据GB/T 700—2006对样品进行化学成分检测,符合Q235A材质的质量要求;断口宏观检查,判定为疲劳断裂;对断口显微组织分析发现整个焊缝区均存在不同程度的魏氏组织,产生断裂部位有明显裂纹。结论为塔吊由于加工缺陷,在运行过程中造成疲劳断裂。     

铝-镁异种金属对接搅拌摩擦焊断裂行为分析

采用搅拌摩擦焊方法进行铝/镁异种金属对接焊试验,分析了其断口形貌特征及断裂行为机理。研究结果表明,镁板在搅拌头前进侧或搅拌头向镁侧偏离时,焊缝表面有飞边和裂纹、焊缝内部有孔洞和隧道缺陷,不能获得成型良好的焊缝。而铝板置于搅拌头前进侧,焊接速度为50 mm/min、搅拌头转速为900 r/min时,焊缝能够获得较好成型。对其焊缝断口进行X衍射、能谱分析知焊缝中含有大量的脆性相Mg2Al3、Mg12Al17,由此决定了断裂面主要以解理断裂为主,有少量的韧窝存在,脆性金属间化合物在断口中分布的差异造成不同区域的断裂形式差异较大。     

脱氢反应器内件焊缝断裂分析

采用断口扫描电镜、金相和力学计算，分析了304H脱氢反应器内件锥形封头沿焊缝的断裂原因。研究显示，内部锥形封头的环焊缝上的未焊透和未熔合缺陷是产生断裂事故的根本原因。长期在应力集中作用下缺陷尖端处出现局部的蠕变和蠕变裂纹扩展，形成空洞和沿晶断裂的颗粒状断口。操作中有过载现象，包括压力的超载，也可能因超温导致材料强度下降而使原始缺陷发生裂纹逐渐扩展（其中包括裂纹的蠕变扩展），也促进了裂纹的扩展。     

HXD1型机车脚蹬断裂原因分析及预防措施

针对大功率电力机车脚蹬断裂失效问题,对断裂的脚蹬进行了母材成分分析、断口附近焊接接头硬度测试、断口处焊缝金相分析等检验,同时,对脚蹬的焊接工艺进行了验证,指出导致脚蹬断裂的原因,并提出相应的预防措施。     

位移传感器安装座断口分析

某地铁车辆运营3年后,在日常检修时发现大量安装座加强筋焊趾位置焊缝和母材产生裂纹,部分底板因裂纹扩展导致断裂。对安装座各焊接组件在地铁运营过程中的受力状态以及裂纹焊接组件的化学成分、断口宏观形貌、断口微观形貌进行了分析。结果表明:产品焊缝密集、焊后焊缝内应力较大且未进行退火消除,造成车辆运行过程中产品表面应力环境显著恶化,并最终在薄弱位置形成高周低应力疲劳裂纹。     

离心转游乐设施桁架断裂原因分析

某游乐园离心转设施在载人运行过程中一侧座舱的桁架中部突然断裂,通过对桁架断裂部位及距断裂部位较远位置取样材料进行化学及力学性能分析,对断裂部位取样进行断口宏观、焊缝组织、显微组织及扫描电镜断口分析,结合使用工况及技术文件,对桁架结构、材料、焊缝质量及断裂原因进行了分析。结果表明:桁架存在结构缺陷及严重交变偏载问题,桁架弦杆、腹杆材料及焊接结构存在缺陷;维护不当,桁架西南弦杆断裂后未能及时发现,造成受损桁架长时间带伤服役。     

钛合金焊缝与母材缺口试样疲劳对比试验研究

对TC2钛合金焊缝与母材缺口试样进行疲劳对比试验,并观察全部疲劳断口,分析疲劳断裂的起因.结果表明,焊缝缺口试样与母材缺口试样的疲劳寿命相比没有显著差异,在99%可靠度前提下,焊缝缺口试样的安全寿命是母材缺口试样安全寿命的91%.焊缝及母材缺口试样的疲劳断裂均起源于缺口根部表面滑移带.     

316L不锈钢抗氢脆性能研究

用光学显微镜、电子显微镜、俄歇电子谱／二次离子质谱表面分析仪等结合拉伸试验，研究了316L奥氏体不锈钢及其电子束焊缝在650℃充氘后组织、微区成分变化与性能的关系，以及拉伸应力与氘分布的关系。结果表明，高温气相充氘后，316L奥氏体不锈钢及其电子束焊缝抗氢脆性能明显下降。晶界、孪晶界析出大量碳化物，但拉伸断口形貌并未呈沿晶断裂；晶界上未发现S、P等痕量元素的偏聚，却产生了富Cr、Mo的贫Ni层，这表明晶界成分的变化减弱了晶界析出物对氢脆的影响。电子束焊缝塑性下降，拉伸时从该处断裂。拉伸静水应力梯度分布导致氘在拉伸试样断口处富集。     

2219铝合金变极性等离子横焊接头补焊性能研究

对厚度8 mm的2219铝合金变极性等离子横焊接头进行TIG补焊,获得了成形良好的补焊接头,并对焊缝力学性能、微观组织、断裂模式及断口形貌进行了分析。结果表明,补焊接头的力学性能和弯曲性能较高,达到母材强度60%以上,断后延伸率约为4%;补焊接头生成的共晶组织是造成补焊接头与原焊缝交界处开裂的主要原因;受组织及气孔的影响,补焊接头断裂路径和模式分为3种,断口韧窝多、深度浅,为韧性断裂。     

2.25Cr-1Mo钢回火脆化对氢脆的影响

用冲击试验和电化学充氢方法研究了长期服役的2．25Cr-1Mo钢的回火脆化和氢脆问题．并对试样进行了显微组织分析和断口电镜扫描。结果表明：回火脆化程度不高的母材对氢脆的影响较小，断口形貌为准解理和少量的沿晶断裂；回火脆化程度较严重的焊缝对氢脆的影响较大，断口形貌为沿晶断裂。对于母材．回火脆化与氢脆的关系为线性相加；对于焊缝，回火脆化大大加剧了氢脆的程度。     

汽车冷却装置护板断裂的原因

汽车冷却装置护板在固定螺母位置处发生断裂,应用显微组织分析、断口形貌观察、化学成分检测等方法对断裂原因进行了分析。结果表明:护板发生了疲劳断裂;断口上存在两个疲劳裂纹源,分别位于护板内表面与螺母的焊缝熔合区和外表面焊接热影响区,在交变载荷的作用下裂纹扩展导致护板断裂;焊接缺陷是导致疲劳开裂的主要原因。     

微观组织对高强铝合金接头冲击韧度的影响

以2519-T87高强铝合金为研究对象,研究其接头的冲击断裂性能及微观组织。研究表明,晶界上分布的α+θ(CuAl2)共晶相是焊缝中心和熔合线附近区域韧性较差的主要原因,并且由于熔合线附近等轴晶区中的共晶相数量高于焊缝中心区域,导致其成为接头韧性最差的区域。晶界液化以及显微裂纹的产生是部分熔化区脆化的主要原因。析出物的溶解使完全回归区获得接头最大冲击吸收功22 J,而析出物的粗化导致过时效区韧性降低,冲击吸收功仅仅只有7 J。断口观察发现除了部分熔化区的断口是脆性断口,接头其他区域断口均为韧窝型断口,且完全回归区中的韧窝最深,韧窝内部的析出物最少。     

原位内生TiC对激光-电弧复合焊接高强钢接头组织和性能的影响

以高强钢为试验材料,采用CO2激光-熔化极活性气体保护焊(Metal active gas arc welding,MAG)复合焊接方法,研究原位内生Ti C对高强钢焊接接头组织和性能的影响。研究结果表明:原位内生Ti C颗粒能够细化焊缝组织,对高强钢焊接接头的综合性能有很大的提高,其中wCNT∶wTi=15%的焊缝上部中心区主要由树枝晶组成,二次枝晶平均宽度为8.4?m。焊缝下部主要由大量的等轴晶组成。而未加粉焊缝上部中心区主要由大量柱状晶组成,柱状晶平均宽度为13.25?m焊缝下部主要由大量细小柱状晶组成。通过断口分析知,wCNT∶wTi=15%焊缝处的断口处产生大量细小韧窝,焊接接头主要是韧性断裂,而未加粉的焊接接头主要是脆性+韧性断裂。通过力学性能测试知,原位内生Ti C对高强钢激光-电弧复合焊接接头的冲击吸收能量、弯曲能量度及硬度都有明显提高,但是对抗拉强度影响不大。     

X90管线钢及焊缝在空气和近中性NS4溶液中的应力腐蚀开裂行为

采用慢应变速率拉伸试验研究了X90管线钢(母材)及焊缝在空气和近中性NS4溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明:试验钢母材和焊缝在近中性NS4溶液中具有一定的SCC敏感性,且焊缝的敏感性高于母材的,主要表现为塑性损失;母材及焊缝在空气中的拉伸断口表现为典型的韧窝微孔型韧性断裂,在NS4溶液中表现为混合断裂特征。     

预热时间对钢轨铝热焊焊缝组织和力学性能的影响

对铝热焊接不同预热时间(5.5,4.5,3.5,2.5 min)下PD3钢轨焊缝的显微组织、力学性能和断裂机制等进行了研究.结果表明:在上述预热工艺下铝热焊缝处的组织均为铁素体和珠光体,焊缝中心处的硬度最低,缩短预热时间硬度值稍有提高,随着离开焊缝中心距离的增加硬度值提高,热影响区靠近焊缝处硬度较大,向母材一侧逐渐降低;焊缝处轨头部位的抗拉强度最高,轨脚次之,轨腰部位最低;随着预热时问的增加,σb和σ0.2略有下降,但对塑性影响不大;拉伸断口均为解理断口,显示脆性断裂.     

低碳钢Q235连续驱动摩擦焊接头性能的研究

采用连续驱动摩擦焊方法对低碳钢进行摩擦焊接。探讨了摩擦压力和顶锻压力对接头形貌和抗拉强度的影响,利用光学显微镜和扫描电镜分别对接头区和接头断口进行了观察。研究表明接头的焊缝区晶粒大小明显细化。接头断裂的方式为解理断裂和韧窝断裂的混合断裂方式。     

LNG储罐用低温高锰钢埋弧焊材料组织和性能研究

针对LNG储罐用低温高锰钢，设计了一种用于丝级埋弧横焊的焊丝、焊剂及焊接工艺。通过拉伸、冲击、侧弯试验评估焊缝金属力学性能，采用OM,SEM,EDS等设备分析组织形貌。试验结果表明：焊剂工艺性能优良，焊缝成形较好，脱渣良好，无气孔、裂纹等缺陷，抗拉强度大于660 MPa,-196℃夏比冲击吸收能量大于60 J;焊缝金属组织为全奥氏体组织，组织致密，晶间有细小的夹杂物析出，冲击试样断口形貌多为细小的韧窝；利用EDS对冲击断口中少量解理面处合金成分进行分析，发现焊缝高Si区会在受冲击下产生解理面成为断裂的启裂位置，降低了材料低温韧性。总结试验结果，确定性能最佳的焊材成分与焊接工艺参数。     

高氮钢双面双弧TIG焊接接头组织性能研究

采用双机器人协同双面双弧TIG焊接方法,通过使用不同比例混合的Ar-N_2保护气对高氮奥氏体不锈钢进行TIG焊接,分析了焊接接头显微组织、硬度和力学性能,研究了N_2的加入对焊接接头组织性能的影响。结果表明,焊缝凝固模式始终为A模式,但是N_2的加入会改变焊缝区微观组织形貌;硬度测试显示,焊缝区硬度值均低于母材硬度值并高于热影响区硬度值;接头抗拉强度先增大后减小,拉伸断口为韧性断裂,且均断裂于焊缝位置;