激光快速成形TA15钛合金氩弧焊接头组织及力学性能

对激光快速成形TA15钛合金与轧制TA15钛合金薄板进行了氩弧焊接试验,观察分析了焊接接头各区域组织特征,测试了焊接接头各区域的显微硬度以及室温拉伸性能.结果表明,激光快速成形件与轧制薄板氩弧焊焊缝凝固组织是具有粗大片状α+β组织特征外延定向生长的柱状晶.轧制件对焊接热影响敏感性强,热影响区晶粒发生严重长大现象,激光成形件靠近焊缝热影响区晶粒转变为等轴晶,距焊缝较远的热影响区仍保持柱状晶.激光成形件热影响区硬度最高,焊缝区及轧制件热影响区的硬度最低.焊接接头抗拉强度低于母材,塑性与轧制件相当,断裂位置位于轧制件热影响区.     

不等厚ULC-BH钢激光拼焊接头硬化机制

采用两种激光光斑加热位置,对不等厚超低碳烘烤硬化钢板进行激光拼焊,分别测定拼焊接头的显微硬度,对比分析其组织性能差异,探讨热影响区硬化软化机制.结果表明,光斑偏向厚板时,拼焊焊缝两侧组织硬度曲线较为对称;在焊接热循环作用下,热影响区基体中饱和科特雷尔(Cottrell)气团析出细小弥散的NbC等第二相颗粒,使得热影响区强硬化;光斑置中时,容易使薄板热输入过渡,析出的第二相颗粒聚集长大,热影响区重新软化,容易导致冲压时开裂.     

Q195焊接钢管压槽过程焊缝开裂特征及成因

采用OM、SEM、EDS等检测手段,研究了Q195高频直缝电阻焊(ERW)钢管在压槽过程中焊缝开裂的特征及其成因。结果表明:在焊管焊缝开裂处有氧化夹杂物,焊缝开裂处母材的孔洞、夹杂物与正常试样焊缝处的基本一样,但是有裂纹焊缝处的热影响区不对称、金属流线不明显,而正常试样焊缝处热影响区对称、金属流线明显。因此引起Q195镀锌ERW钢管压槽过程中开裂的原因是高频直缝电阻焊挤压力偏小,造成金属流线不明显,在这种情况下焊缝中较多的氧化夹杂物或"灰斑"不易排出,成为焊缝开裂的裂纹源,导致镀锌焊管在压槽过程中焊缝开裂。     

HC750/980MS马氏体钢焊管焊缝锯切开裂的原因

采用电阻焊工艺焊接的HC750/980MS马氏体钢管飞锯锯切后发现焊缝开裂。为了弄清其开裂的原因,对两件开裂焊管即管1和管2进行了化学成分分析、金相检验和力学性能检测,并分析了锯切过程中焊缝的受力状况。结果表明：焊管1母材强度较高、塑性较差,导致母材、热影响区和焊缝的变形性能不同而焊缝锯切开裂;焊管2母材强度较低,在相同的焊接压力下产生了搭接,降低了焊缝的有效厚度并产生应力集中,在锯切力的作用下焊缝开裂。通过降低HC750/980MS钢的碳和钛含量,提高铬含量,严格控制钢板力学性能的均匀性,解决了HC750/980MS钢焊管焊缝锯切开裂的问题。     

S380高频焊管焊缝开裂分析

针对S380热轧板焊管开展压扁和扩孔试验时焊缝开裂问题,利用扫描电镜、金相显微镜和显微硬度检测手段对焊接接头进行组织观察和性能检验。试验结果表明,S380焊缝熔合线处出现魏氏组织和焊缝中心尺寸较大的熔融金属是导致焊管压扁试验产生开裂的主要原因,采取了加大焊接棍挤压力、加快焊缝金属冷却速度和使用了微合金化成分体系材料等针对性改进措施后开裂率明显降低。     

激光-MAG复合焊能量配比对SMA490BW耐侯钢焊缝的影响

针对耐候钢的激光-MAG复合焊,研究不同能量配比系数对复合焊缝熔深、熔宽、微观组织的影响.研究结果表明:随着能量配比系数的增大,焊缝总熔深逐渐增加,熔宽逐渐减小,热影响区面积先减小后小幅增大.激光功率对熔深起主导作用,电弧区的热影响区宽度明显大于激光区的热影响区宽度.热影响区中过热区晶粒组织粗化较明显.与焊缝电弧区相比,焊缝激光区的微观组织晶粒更加细小.中厚板焊接中打底层应选用大的能量配比系数,填充盖面层应选用小的能量配比系数,对接焊结果表明优化后的参数能够获得无缺陷、成形良好的焊缝.     

20CrMo钢与45钢激光对接焊接头的组织与性能

分析了20CrMo钢和45钢激光焊接接头焊缝处的显微组织和硬度,并与钎焊焊缝进行对比。结果表明,低合金钢20CrMo与45钢激光对接焊后的热影响区狭窄,显微组织没有明显长大,硬度梯度变化平缓;而用普通钎焊得到的焊缝与母材组织有明显分界面,且缺陷明显。     

高强度差厚激光拼焊板焊缝特性实验研究

针对激光差厚拼焊板DP600/H340LAD+Z,采用显微硬度测试方法和显微金相组织观察分析方法对其焊缝的特性进行了实验研究.测试分析了母材、焊缝及热影响区的显微硬度和微观组织特性讨论了焊缝特性对于差厚拼焊板成形性能的影响.结果表明,激光焊缝能够满足板料成形的要求.     

不同焊接方法对TWIP钢焊后热影响区组织和性能的影响

文中对Fe-Mn-C系TWIP钢的焊接行为进行了系统研究,采用激光焊和钨极氩弧焊(TIG)进行了焊接试验,对两种焊接方法的焊后热影响区的显微组织及力学性能进行了分析.结果表明,激光焊后焊接热影响区(HAZ)及焊缝组织更为细小,分布也更为均匀,断后伸长率明显好于TIG焊.焊缝的显微硬度要高于HAZ和母材,TIG焊后HAZ晶粒严重长大,显微硬度在HAZ处也明显降低,出现了软化,导致综合性能偏差.     

9Cr18Mo/GH3625异种合金燃油组件激光焊接头的组织分析

针对发动机燃油组件的焊接性问题,采用光学显微镜观察了9Cr18Mo/GH3625环焊缝脉冲激光焊接头显微组织,采用硬度计测量了接头显微硬度分布,研究了接头各区域的组织演变。结果表明,激光焊接头表面成形良好,由于经历二次加热,接头定位焊点处易出现气孔、热裂纹缺陷。脉冲激光的间隙加热使焊缝组织呈明显的分层,焊缝底部为柱状晶,焊缝中部和顶部均为等轴晶,等轴晶的尺寸在焊缝中部发生突变;接头9Cr18Mo合金侧热影响区宽度约为0. 5 mm,焊接的高温作用使该区发生晶粒长大和碳化物溶解,且越靠近焊缝,碳化物溶解现象越明显; GH3625合金侧热影响区宽度约为0. 4 mm,该区晶粒发生长大;接头自9Cr18Mo合金侧至GH3625合金侧显微硬度逐渐降低,9Cr18Mo合金侧热影响区靠近熔合线位置生成高碳马氏体使显微硬度显著升高。     

1Cr22Mn16N高氮钢激光焊接——Ⅱ.焊缝组织与性能

为了研究高氮钢激光焊接接头焊缝区组织、性能特性,利用CO2激光对1Cr22Mn16N高氮钢进行了焊接,研究了焊接热输入和保护气体组成对焊缝组织、性能的影响.结果表明,高氮钢激光焊接焊缝组织均为奥氏体和少量的δ铁素体.当焊接热输入增大时,δ铁素体的尺寸显著增大.高氮钢激光焊接接头均没有出现软化区.随着热输入的减小,焊缝区的平均硬度升高;随着保护气体中氮气比例增大,焊缝区的硬度增加.当热输入减小时,焊缝韧性上升,而保护气体的组成对焊缝冲击吸收功的影响不大.     

大口径超薄壁钛焊管的研制

大口径超薄壁钛焊管在加工过程中存在成形和外径控制困难、切割易变形等问题,为此,对大口径超薄壁钛焊管成形辊进行了优化,并研制了在线切割夹持工装,试制了牌号为Gr.2、规格为50.8 mm×0.5 mm的大口径超薄壁钛焊管产品,并对其化学成分、力学性能、硬度、显微组织进行表征。结果表明：试制的大口径超薄壁钛焊管化学成分、力学性能均能满足ASTM B338—2014标准;焊缝、热影响区与母材硬度相差不大;焊缝和热影响区组织无异常,焊缝无气孔、夹杂等缺陷,焊接质量良好。     

X80钢级大直径直缝埋弧焊管裂纹研究与工艺改进

X80钢级大直径厚壁直缝埋弧焊管在扩径后存在焊缝趾部开裂现象。通过对该裂纹的断口及其理化性能进行检测,认为造成焊缝趾部开裂的原因是:焊接热输入量较高,热影响区韧性恶化;钢管扩径前焊缝附近母材存在应力集中;钢管热影响区与扩管模具发生挤压。针对上述因素,进行工艺改进,使得裂纹发生率从2.00%降低到0.12%。     

螺旋预精焊内焊余热对焊缝组织性能的影响

用夏比V形缺口冲击和金相试验研究了内焊余热对螺旋预精焊管焊缝韧性及微观组织的影响。结果表明,内焊余热对焊缝及焊接热影响区(HAZ)韧性及微观组织形貌有严重影响。在内焊余热作用下,焊缝及HAZ夏比冲击吸收能量均有明显降低,韧性呈现衰减趋势;而微观组织则有不同程度长大。焊缝中心处主要由针状铁素体+粒状贝氏体组成,HAZ则主要由粗大且均匀性差的多边形铁素体+板条状贝氏体组成。     

薄板TC4钛合金TIG电弧和激光焊接接头晶粒尺寸与微观组织

对薄板TC4钛合金进行TIG电弧和激光焊接技术研究,重点分析了TIG焊接电流、焊接速度和激光输出功率对TC4钛合金焊接接头晶粒尺寸、微观组织和显微硬度的影响规律. 试验结果表明,在实现薄板TC4钛合金完全熔透的条件下,激光焊接具有更小热输入,接头焊缝区和热影响区宽度也显著降低. TIG焊接接头晶粒尺寸随热输入增加,呈现增加趋势. 随距焊缝中心位置增加,焊接接头晶粒尺寸均逐渐降低. TC4钛合金激光焊接接头焊缝区呈现魏氏组织特征,针状α'马氏体细小. 近缝热影响区组织为网篮状α'马氏体,而近母材热影响区为未转变α相和针状α'马氏体的双相组织. 随距焊缝中心位置增加,马氏体生成量逐渐减少,焊缝显微硬度值呈现降低趋势;同时相比于TIG焊接,TC4激光焊接接头具有更高的显微硬度.     

热处理对ERW焊缝沟槽腐蚀敏感行为的影响

采用恒电位阳极极化加速腐蚀试验方法研究了不同热处理工艺对高频直缝电阻焊(ERW)钢管焊接区沟槽腐蚀敏感性的影响,通过电化学测试、显微组织分析、残余应力测试和微区成分分析探讨了沟槽腐蚀的成因和机制.结果表明,ERW焊缝区、热影响区与母材的组织和成分分布的差异是产生沟槽腐蚀的主要原因,而残余应力不是重要影响因素.焊后单纯回火处理不能降低ERW焊管焊缝区沟槽腐蚀敏感性,焊后调质处理和单纯淬火处理均可显著降低ERW焊管焊接区的沟槽腐蚀敏感性.     

X100钢级螺旋缝埋弧焊管抗H_2S腐蚀性能研究

对X100钢级螺旋缝埋弧焊管进行了氢致开裂(HIC)和硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)试验研究,结果表明:X100钢级螺旋缝埋弧焊管焊接接头比管体的抗H2S腐蚀性能差。分析认为:带状组织和硬度高是导致管体和焊接接头氢致裂纹超标的主要原因,氢致裂纹主要是穿晶型和沿晶型开裂;而焊缝中存在夹杂物,以及焊缝中晶内针状铁素体组织和热影响区中粒状贝氏体组织引起的硬度波动和偏高,是导致焊缝处发生应力腐蚀断裂的主要原因。电化学试验和残余应力测试,也进一步证实了X100钢级螺旋缝埋弧焊管焊接接头比管体更易于腐蚀。     

含铒铝合金激光焊接接头组织与性能研究

对含铒铝镁合金冷轧板进行了激光焊接,分析了接头的各区域的微观组织和力学性能,探讨了铒对焊缝及热影响区组织与性能的影响。结果表明:由于稀土元素Er的加入,使焊缝中心晶粒尺寸减小到30μm左右;熔合线附近出现"细晶层";热影响区晶粒未见明显长大;焊接接头焊缝截面的显微硬度呈W形分布;Er对焊接接头的抗拉强度提高并不明显,接头抗拉强度为母材的70%。     

焊缝几何尺寸对钢管承载能力影响的模拟分析

为研究高强X80直缝埋弧焊管焊接热影响区软化对管线运行安全的影响,采用ANSYS有限元数值模拟软件分析了焊缝几何尺寸对双面埋弧焊直缝焊管内部承载能力的影响.结果表明,由于焊接热影响区强度软化及焊缝余高的影响,最大应力出现在热影响区处,并受到焊缝几何尺寸的影响;在内外焊缝熔深一定时,钢管的承载最大压力与内外焊缝的熔宽间存在最佳的匹配;在内外焊缝熔宽一定时,适当熔深可以增加钢管的承载能力;另外,焊缝的几何尺寸对最大应力出现的位置有一定的影响.     

侧面碰撞车门防撞杆的失效与焊缝布置优化

介绍车型侧面碰撞试验,并对试验过程中防撞杆开裂的问题开展系列检测与分析,如外观观察、金相组织分析、断口分析以及三点弯曲试验等,最终查明零件失效的根本原因并提出整改方案。结果表明:防撞杆材料为高强度焊管,经过淬火+低温回火后材料组织敏感性较高;防撞杆在与支架进行二氧化碳保护焊接过程中受到焊接热的影响,进而导致焊管局部材料组织发生转变、力学性能遭到弱化,侧面碰撞时从薄弱区发生开裂。通过改变防撞杆与支架的焊缝布置方式,由周向焊接更改为纵向焊接,来减轻焊接热的影响,后续零件已经顺利通过碰撞试验。