焊接工艺对SMA490BW耐候钢接头腐蚀行为的影响

目的 研究转向架焊接构架用SMA490BW耐候钢及其在不同焊接工艺条件下制得的焊接接头在模拟工业大气环境下的腐蚀行为。方法 采用周浸腐蚀试验方法,利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和能谱（EDS）等方法,研究了腐蚀产物的表面形貌、锈层结构及相组成。结果 在模拟工业大气环境条件下,SMA490BW耐候钢母材、自动MAG焊接头、手工MAG焊接头的腐蚀失重率呈先增后减的变化规律,其中自动MAG焊接头腐蚀失重率最小,手工MAG焊接头腐蚀失重率最大,而SMA490BW耐候钢母材居于两者之间。耐候钢母材及其焊接接头腐蚀产物的相组成均为γ-FeOOH、α-FeOOH、Fe2O3和Fe3O4。经过150 h腐蚀后,耐候钢母材及其焊接接头腐蚀产物中Cr、Ni、Cu合金元素含量有所差异,其中自动MAG焊焊缝腐蚀产物中Cr、Ni、Cu合金元素含量最高,分别为1.79%、0.23%、0.17%。Cr、Ni、Cu合金元素将直接对耐候钢母材及其焊接接头耐腐蚀性产生影响。结论 与手工MAG焊接头相比,自动MAG焊接头耐蚀性较高的主要原因是焊缝中主要抑制锈层腐蚀的Cr、Ni、Cu合金元素含量较高。     

SMA490BW耐候钢及其焊接接头的盐雾腐蚀行为

选用转向架构架常用的 SMA490BW 耐候钢及不同焊接工艺的接头为对象,研究其在中性盐雾腐蚀条件下的腐蚀行为,并利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等分析耐候钢及其接头的微观组织、腐蚀形貌、锈层特征及腐蚀产物。结果表明:随着腐蚀时间的增加,耐候钢及其接头的腐蚀失重先增加后降低;腐蚀360 h后,腐蚀产物主要为α-Fe OOH、γ-Fe OOH和Fe3O4;SMA490BW 耐候钢及其接头的耐腐蚀性从大到小依次为 SMA490BW 耐候钢、双丝自动焊接头、单丝自动焊接头、单丝手工焊接头。     

母材及焊丝对转向架用耐候钢焊接接头性能的影响

以高速列车转向架用耐候钢S355J2W与SMA490BW为母材,匹配G424M21Z焊丝与CHW-55CNH焊丝得到三种焊接接头。观察三种接头的显微组织,并比较三种接头的力学性能和腐蚀性能。结果显示,三种接头的焊缝区显微组织均由先共析铁素体、针状铁素体、粒状贝氏体以及珠光体组成,过热区组织粗大出现魏氏组织,正火区组织细小均匀。S355J2W母材匹配两种焊丝所得接头的拉伸断裂强度接近,且断裂位置均位于母材,而SMA490BW母材匹配CHW-55CNH焊丝所得接头拉伸断裂位置位于焊缝,且其拉伸强度明显高于另外两种接头。SMA490BW母材的腐蚀速率低于S355J2W母材。以S355J2W为母材匹配两种焊丝所得的两种接头腐蚀速率接近。以CHW-55CNH为焊丝匹配SMA490BW母材的接头低于匹配S355J2W母材所得接头。母材是影响接头耐蚀性的主要因素,而焊丝对接头的耐蚀性的影响小于母材。     

A7N01S-T5铝合金焊接接头应力腐蚀性能

通过四点弯梁恒位移应力腐蚀实验方法对A7N01S-T5焊接接头进行应力腐蚀实验研究,通过失重研究焊接接头的腐蚀动力学变化趋势,通过激光共聚焦显微镜观察焊接接头的微观腐蚀形貌,并对热影响区、焊缝区和母材区的腐蚀面积率和腐蚀深度进行统计,比较各区的腐蚀程度。结果表明,在NaCl腐蚀介质中,A7N01S-T5焊接接头的失重呈对数增长趋势,微观形貌表明,热影响区的腐蚀程度最大,焊缝区腐蚀程度最小。     

耐候钢母材与焊丝匹配对焊接接头应力腐蚀性能的影响

对铁路转向架用S355J2W耐候钢和SMA490BW耐候钢匹配不同焊丝(CHW-55CNH,G424M21Z)焊接得到三种接头。采用光学显微镜、电化学测试和慢应变速率试验等对焊接接头的显微组织、电化学性能以及耐应力腐蚀性能进行了研究。结果表明:S355J2W耐候钢配G424M21Z焊丝接头属于高匹配接头,母材与焊缝的强度差距大,容易在接头部位造成应力集中,具有较大的应力腐蚀倾向,其电化学腐蚀倾向最高;S355J2W耐候钢配CHW-55CNH焊丝接头属于高匹配接头,应力腐蚀倾向较低;SMA490BW耐候钢配CHW-55CNH焊丝接头属于低匹配接头,母材与焊缝区的强度相当,接头处的应力集中较小,其应力腐蚀倾向很低,电化学腐蚀倾向也最低。     

高速列车A7N01S-T5铝合金焊接接头晶间腐蚀性能研究

研究高速列车A7N01S-T5铝合金母材及焊接接头的晶间腐蚀行为,测定和观察腐蚀失重、硬度变化、断面和表面形貌.结果表明,在含氯的腐蚀介质中,焊接接头的腐蚀速率高于母材,热影响区是接头腐蚀最为严重的区域,腐蚀沿晶界扩展,形成网状裂纹.焊接热输入使热影响区的富锌强化相沿晶界连续析出,其电位最低因而成为腐蚀电池的阳极,不断...     

转向架用Q345C钢堆焊接头组织及盐雾腐蚀行为

通过金相组织分析、力学性能试验、极化曲线试验和盐雾腐蚀试验,对比研究Q345C母材及其堆焊接头组织、力学性能及耐蚀性能。结果表明,堆焊接头组织与母材相比具有一定的差异。母材的冲击韧性优于堆焊焊缝。在相同试验条件下,Q345C母材及其堆焊接头腐蚀初期表面均出现橘红色的锈层,随着试验的进行,锈层逐渐加深,绝大部分橘红色锈层变为黑褐色锈层腐蚀产物。堆焊焊缝的腐蚀倾向、腐蚀速度和腐蚀失重均低于母材,但相差不大,其耐蚀性能稍优于母材。     

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。     

热输入对Q345R和2205双相不锈钢力学性能的影响

采用SMAW和GTAW焊接方法对Q345R和2205双相不锈钢进行焊接,对焊接接头进行了显微硬度分析.结果表明:从Q345R母材到2205母材,硬度整体呈上升趋势,GTAW焊缝硬度高于SMAW焊缝;在2205母材近熔合线附近出现硬度峰值,SMAW接头的峰宽大于GTAW接头;碳迁移区从母材→脱碳层→增碳层→焊缝,硬度经历了降低-升高-降低的波动过程,且热输入越大,波动程度越大.     

高速列车转向架SMA490BW耐候钢焊接热影响区模拟试验

实验分析高速列车转向架构架用钢焊接接头热影响区的组织性能.采用Gleeble-3500热模拟试验机对SMA490BW耐候结构钢进行焊接时温度循环的模拟,研究了三种焊接线能量状态下两个不同特征热影响区的组织和性能,为焊接工艺的优化提供理论依据.SMA490BW耐候钢的过热温度区间热影响区组织多为贝氏体,并且组织性能根据采...     

焊接热输入对SCW550/Q345B异种钢焊接接头组织和性能的影响

研究了焊接热输入对SCW550/Q345B异种钢焊接接头组织及性能的影响。结果表明:随着焊接热输入的增大,热影响区粗晶区先共析铁素体和侧板条铁素体含量增加,降低接头韧性;奥氏体晶粒、魏氏体的数量随焊接热输入的增加而增大,从而导致接头脆性增加。因此,应采用较小的焊接热输入进行SCW550/Q345B异种钢接头焊接。     

S355J2G3与Q345R低合金钢焊接接头耐腐蚀性能对比研究

通过周期浸润腐蚀试验,对比研究了S355J2G3和Q345R低合金钢焊接接头的耐腐蚀性能,并用扫描电镜对腐蚀产物进行了观察和分析.结果表明:在相同试验条件下,S355J2G3钢焊接接头的失重率低于Q345R的;Q345R钢焊接接头表面附着橘红色的疏松麻点状锈层,S355J2G3钢焊接接头表面初期也出现了橘红色的锈层,随着试验的进行,锈层颜色逐渐加深,变为黑褐色,组织较致密;Q345R钢焊接接头的腐蚀产物结构主要为块状和粉末状,形状无规则,同时锈层中存在裂纹和缝隙;S355J2G3钢焊接接头的腐蚀产物为块状和针状.     

SMA490BW耐候钢激光-电弧复合焊接接头性能

高速列车转向架服役环境复杂,易受到大气腐蚀,通常使用耐候钢作为转向架材料。SMA490BW耐候钢以普通碳素钢为基础,添加了耐大气腐蚀的Cu、P、Cr、Ni等元素,具备较好的耐腐蚀性。采用激光-MAG复合焊及MAG焊,针对SMA490BW接头性能、微观组织及合金元素波动进行研究。结果表明,复合焊接头组织核力学性能优于MAG焊接接头,且合金元素成分波动较小,在转向架焊接中可实现对MAG焊接工艺的替代和优化。     

转向架用SMA490BW钢焊接接头超高周疲劳性能

采用超声疲劳试验方法对SMA490BW钢焊接接头的超高周疲劳性能进行研究,通过X射线应力仪对焊接试样残余应力进行测试,采用扫描电镜对疲劳裂纹的萌生、扩展及疲劳断裂机理进行观察和分析. 结果表明,SMA490BW钢母材的疲劳性能远高于焊接接头,在1 × 108循环周次条件下,接头的疲劳强度为141 MPa,仅为母材的44.2%. 接头裂纹主要萌生于焊趾表面缺陷处,疲劳断裂机理表现为准解理断裂, 并伴有塑性变形痕迹. 焊趾处几何不连续造成的应力集中和焊缝及其附近区域一定的残余拉应力,以及接头各微区组织和性能的不均匀性,是导致焊接接头疲劳性能偏低的主要原因.     

基于失重法的水下焊接接头腐蚀行为研究

通过实海挂片腐蚀失重实验,获得了水下焊接接头在青岛海域的腐蚀形貌以及腐蚀失重数据。结果表明,以E40钢板为母材,使用359S水下湿法焊接专用焊条焊接形成焊接接头,经海水浸泡后,焊缝区未见腐蚀,热影响区及母材区则发生严重的腐蚀行为。随着浸泡时间的延长,试样表面蚀坑逐渐增多、增大、增深。母材区域微观形貌随时间变化不大。相对于母材来说,热影响区的微观形貌较为复杂,呈现多种形貌特征。在海水中长期浸泡情况下,腐蚀失重与腐蚀时间之间存在较好的线性关系,试件的腐蚀失重较为稳定,平均腐蚀速率为0.180 mm/a。温度对腐蚀速率的影响较大,青岛海域夏秋时间段腐蚀速率为0.250 mm/a,远高于冬春时节的0.118 mm/a。     

SMA490BW耐候钢手工焊与自动焊接头低温性能对比

以CRH2型动车组转向架专用材料SMA490BW耐候钢为母材,分别制备手工焊接头和自动焊接头,对比分析两种接头在不同温度条件下,尤其是低温条件下的强度、韧性之间的差异,开展了两种接头在不同温度条件下的余高试样疲劳试验。试验结果表明:自动焊接头在平均抗拉强度、平均屈服强度方面稍优于手工焊接头,在焊缝区和焊接热影响区的冲击功要明显劣于手工焊接头;在相同温度条件下,两种接头的疲劳性能相当。     

Q345超细晶粒钢的焊接性能

对7.5 mm厚Q345超细晶粒钢板卷进行了两种焊丝(φ1.2 mm药芯和实芯)3种热输入(4～10 kJ/em)的系列CO2气体保护焊接试验,研究了焊丝和热输入对焊接接头组织和性能的影响.结果表明,热输入为4 ～ 10 k.J/cm的气体保护焊,可得到满足性能要求的焊接接头;热输入为4～6kJ/cm时,焊接接头粗晶区主要由贝氏体和马氏体构成,且药芯焊丝接头粗晶区马氏体含量高于实芯焊丝接头粗晶区,导致了药芯焊丝接头粗晶区较高的硬度;热输人为10 kJ/cm时,焊接接头粗晶区主要由铁素体构成.拉伸试验和硬度试验表明,母材是焊接接头中的薄弱部位.冲击试验结果表明,焊缝区、热影响区冲击性能与母材在同一水平.     

SMA490BW耐候钢无镀铜焊丝GMAW接头性能研究

针对高速列车转向架焊接构架用SMA490BW耐候钢板材,分别采用镀铜焊丝和无镀铜焊丝进行GMAW焊接,焊后根据相关标准进行接头的拉伸、弯曲、冲击、疲劳以及周期浸润腐蚀试验与分析。结果表明,与镀铜焊丝焊接接头相比,无镀铜焊丝焊接接头的拉伸强度、冲击吸收功、疲劳强度以及耐大气腐蚀性能也都符合规定的要求。     

SMA490BW耐候钢MAG焊接头断裂韧性研究

为研究常温下服役480万km后高速列车用SMA490BW耐候钢焊接接头的断裂行为,通过断裂韧度试验获得焊接接头焊缝、热影响区和母材的断裂韧度。结果表明：母材的常温断裂韧度优于焊缝的。通过对微观组织和断口形貌的对比分析,阐明了焊接接头各区域的微观断裂机理,焊缝金属较低的断裂韧度主要是由晶粒粗大和存在粗大的先析铁素体造成的,对新型焊接技术应用于高速列车的设计制造及材料服役性能评估具有非常重要的意义。     

Q345NS钢焊接接头耐硫酸腐蚀特性研究

采用硫酸浸泡实验,研究了Q345NS钢焊接接头耐硫酸腐蚀行为,并对焊接过程中合金元素扩散和耐硫酸腐蚀的行为与机理进行了分析.结果表明:焊接过程中,母材与焊材之间的元素浓度差促使母材中Cr、Cu、Sb等合金元素向焊缝内扩散富集,同时,焊接过程中的高温会促进该进程,导致热影响区靠近母材一侧形成了合金元素贫瘠带;焊缝处高温导...