TA2的钨极氩弧焊单面焊双面成形焊接工艺研究

以厚度为6 mm的TA2板的焊接为例,研究了工业纯钛板单面焊、双面成形的焊接工艺。该工艺采用手工钨极氩弧焊打底、自动氩弧焊焊接,有效地控制了焊接接头缺陷的产生。此工艺方法合理,获得了良好的焊缝组织和焊接接头力学性能。     

焊接方法对WH80钢焊接接头组织及力学性能的影响

针对WH80钢,采用3种不同的焊接工艺方法,选取合适的焊接工艺参数,成功制备3组焊接接头。通过金相组织观察、显微硬度测试、冲击性能测试及冲击断口扫描分析试验研究不同焊接方法对WH80钢焊接接头组织及力学性能的影响。结果表明:不同焊接工艺下焊接接头各区域显微组织形态及晶粒大小各有不同,焊接接头硬度差异明显,焊缝区硬度均高于热影响区;3种焊接方法相比,SMAW的焊缝硬度值最高,GMAW的次之,SAW的最低;GMAW与SMAW的常温与低温冲击韧性相对较高,SAW的最低。     

国外焊接新工艺--双面电弧焊技术

介绍了一种新的电弧焊工艺——双面电弧焊(DSAW),它能够有效增加焊接熔深、改进焊接质量,而不增加过多费用,并改善了接头的显微组织和机械性能。从已成功进行的多种铝合金和奥氏体不锈钢的双面TIG焊试验中可看出,本方法与常规的单面电弧焊方法相比,能大大提高焊接质量;与先进的高能束焊(激光或电子束焊)相比,其工艺简单、成本低廉,可应用于大型结构件的焊接,因而对航空、航天、化工等产品的焊接有应用前景。     

马氏体不锈钢焊接接头动态断裂韧性的研究

进行了G242焊条的修复焊接接头与母材动态断裂韧性及疲劳寿命的试验,通过分析无任何附加工艺条件的焊缝状态（简称焊态）;焊后对焊缝表面锤击;焊接时对每道焊缝进行锤击;焊后氩弧重熔焊趾;焊接时对每道焊缝进行锤击,且焊后分别进行600℃、650℃、700℃的热处理等工艺条件下焊接接头的性能变化规律,通过扫描电镜、光学金相探明不同工艺条件下焊接接头微观断裂机制及组织性能变化,通过接头硬度测试,测定不同工艺条件下接头硬度分布,以间接反映其组织及强度变化趋势。最终确定了采用马氏体不锈钢焊条施焊时合理的焊接工艺措施及焊后热处理制度。     

MB8镁合金及其焊接接头显微组织及力学性能的研究

通过TIG电焊机对MB8镁合金板材进行焊接,研究MB8镁合金母材及其焊接接头的显微组织和力学性能,分析焊接接头的硬度分布和应力集中系数。试验结果表明:接头焊缝区、热影响区、母材区的组织分别为粗大铸造柱状晶、大小不一的等轴晶和细小均匀的晶粒;焊缝区硬度值最低,母材区硬度值变化幅度较小,最高达48.2HV;TIG焊接接头的力学性能远低于母材,接头焊缝及近缝区晶粒粗大,焊趾处存在应力集中,同时伴有焊接残余拉应力,这些因素是导致焊接接头力学性能降低的主要原因;母材及焊接接头的拉伸断口均呈现撕裂棱形貌,表现为脆性解理断口。     

5083铝合金搅拌焊接头力学性能研究

用自行设计的Flared-TrifluteTM搅拌头对2mm厚的5083铝合金板材进行搭接搅拌摩擦焊实验,通过测量焊接接头的单向剪切拉伸强度和接头各区域材料的硬度。结果表明:当旋转速度为1800r/min,进给速度为30mm/min,接头的拉伸剪切强度可以达到200.12MPa;相邻的第二道焊接没有对第一道焊缝硬度分布产生影响。     

MAG焊接工艺对NM400钢接头组织与性能的影响

通过改变焊接工艺参数对NM400钢板进行活性气体保护的熔化极氩弧焊(MAG)焊接试验。观察焊接接头各区域显微组织,测试焊接热影响区尺寸及焊接接头的力学特性。结果表明:随着焊接线能量的增大,焊接接头的热影响区宽度增加;焊接接头显微组织变粗大,并出现魏氏组织和贝氏体组织;焊接线能量的增加,是导致焊接接头显微硬度、拉伸性能降低的主要原因。     

AZ80-Ce0.9镁合金电子束焊接接头组织性能研究

为提高铸态AZ80镁合金焊接接头性能,用真空电子束焊接工艺焊接85 mm厚的AZ80-Ce0.9镁合金,用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜和万能试验机等研究焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊接接头焊缝区的晶粒细小,尺寸为5～10μm,晶内存在点状Al3Ce相,其尺寸和数量均小于母材,且焊缝区硬度高于母材,平均硬度为66.94HV;焊接接头拉伸断裂均发生在母材位置,抗拉强度、伸长率为184.6 MPa、5.2%;焊接接头拉伸断口呈解理台阶和韧窝状特征的混合断裂形式;添加Ce可提高AZ80-Ce0.9镁合金焊接接头的综合性能。     

9Ni钢焊接接头低温性能研究

针对国产9Ni钢,对其进行焊接及热处理工艺制定。采用多层多道手工电弧焊,焊条为ENiCrMo-3,焊前不预热且严格控制层间温度;选择双相区处理工艺。通过高低温拉伸试验、低温冲击试验、硬度测试及金相组织观察检测焊接接头性能。结果表明,9Ni钢接头低温冲击韧性和抗拉强度均满足要求,对其制定的焊接和热处理工艺切实可行。     

9Ni钢焊接接头低温性能研究

针对国产9Ni钢,对其进行焊接及热处理工艺制定。采用多层多道手工电弧焊,焊条为ENiCrMo-3,焊前不预热且严格控制层间温度;选择双相区处理工艺。通过高低温拉伸试验、低温冲击试验、硬度测试及金相组织观察检测焊接接头性能。结果表明,9Ni钢接头低温冲击韧性和抗拉强度均满足要求,对其制定的焊接和热处理工艺切实可行。     

30mm厚7A52铝合金搅拌摩擦焊接组织与性能研究

针对30 mm厚的7A52铝合金,采用搅拌摩擦焊接技术进行单道焊接试验,利用光学显微镜等工具对焊接接头组织及力学特性进行研究。结果表明:沿焊缝区横截面的硬度分布呈现W形,TMAZ/HAZ过渡区为接头软化区,硬度最低值在前进侧的TMAZ/HAZ过渡区;焊接接头强度达到母材强度的85.8%,断裂于TMAZ/HAZ过渡区,为韧窝断口形貌。     

激光工艺参数对AM80镁合金焊接接头性能的影响研究

用激光对AM80镁合金进行焊接试验,研究激光焊接参数对AM80镁合金焊接热裂倾向及接头抗拉强度的影响,对焊接接头的显微组织、力学性能进行分析.结果表明:AM80镁合金脉冲激光焊接热裂倾向随脉冲时间的延长而降低,当脉冲时间为7 ms时,形成无裂纹焊接接头;影响接头抗拉强度最主要的参数为峰值功率,其次为离焦量;当激光峰值功率为2500 W,脉冲时间为7 ms,离焦量为1 mm时,焊接接头的抗拉强度达142.5 MPa,焊接接头断裂在焊缝中心位置,断口呈韧性断裂,焊缝中心显微硬度最高.     

5A06铝合金活性TIG焊接头组织与性能研究

采用防锈铝合金专用活性剂,进行5A06铝合金TIG焊接试验,研究5A06铝合金活性TIG焊接头的组织与性能。使用光学显微镜、扫描电子显微镜观察焊接接头的组织形貌,用电子探针分析焊缝区域的化学成分变化,并通过拉伸、断口观察等试验分析活性剂对焊接接头力学性能的影响。结果表明:与常规TIG焊相比,活性TIG焊的焊缝组织细密,基本不存在气孔、裂纹等焊接缺陷;活性TIG焊接头的拉伸强度、综合断裂伸长率和显微硬度均得到提高,焊接接头的性能良好。     

焊接工艺对低合金海洋用钢焊接接头耐蚀性的影响

采用不同焊接工艺制备10CrNiSiMnCu钢焊接接头的腐蚀试样,通过室内挂片和电化学测试,探讨焊接工艺对焊接接头腐蚀性能的影响。分析结果认为,接头各区夹杂物、化学成分和微观组织的差别,是导致接头各区耐蚀性差异和不同种类接头耐蚀性差异的重要影响因素;熔合区由于成分、组织的不均匀,微观缺陷和焊接残余应力的存在等促使该区容易发生沟槽状腐蚀;焊接过程中输入的线能量较高,是造成埋弧焊接头的耐腐蚀性比其手工焊接头好的主要原因。     

6061-O铝合金搅拌摩擦焊研究

采用搅拌摩擦焊(FSW)方法对6mm厚的6061-O铝合金板材进行对接,利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析母材和焊接接头的显微组织和断口形貌,并测试其拉伸性能和显微硬度。结果表明:焊接速度v为300mm/min时,当搅拌头旋转速度n低于800r/min,6061-O铝合金FSW接头出现明显的未焊合缺陷;当转速提高到1200r/min,接头缺陷消失,接头拉伸性能与母材接近。在所选工艺参数下获得的FSW接头硬度均比母材高,最高点均出现在焊核区;断口分析表明,断裂均为韧性断裂,且位置均出现在远离接头的前进侧热影响区。     

30CrMnSi钢激光焊接工艺研究

为减小薄板30CrMnSi钢的焊接变形,提高焊接效率,采用CO2激光对其进行了激光焊接工艺研究。采用激光显微镜、扫描电镜仪对微观组织进行了表征,采用显微硬度计、材料试验机等仪器对性能进行了测试。研究发现,激光焊接后的焊接接头分为焊缝区、热影响区、母材以及焊缝与热影响交界区和热影响与母材交界区5个部分。焊缝与热影响交界区显微硬度最高,母材显微硬度最低。焊接速度越快,焊缝的显微硬度越高,焊缝越窄。焊接速度越快焊接变形越小,激光功率4 kW、焊接速度8 m/min条件下,100 mm长度范围内的变形0.1 mm.激光焊接接头的抗拉强度高于母材110~170 MPa,母材为韧性断裂,断口呈典型的韧窝形态,热影响区发生脆性断裂,断口呈准解理断裂,随着焊接功率和速度的提高,热影响区的拉伸强度有降低的趋势。     

中厚度高氮钢双丝MIG焊接头组织和性能研究

采用双丝熔化极惰性气体保护焊接(双丝MIG)方法,对厚20、40 mm的高氮奥氏体不锈钢板进行了焊接。研究了焊接接头的组织、硬度、力学特性及断口形貌。结果表明:高氮奥氏体不锈钢双丝MIG焊接热影响区和焊缝的组织为奥氏体+少量δ-铁素体,显微硬度明显低于母材;20 mm厚板双丝MIG焊接接头抗拉强度和韧性优于40 mm厚板;拉伸和冲击断口形貌为明显的韧窝。     

基于超声波焊接工艺的AZ31B接头组织及力学性能研究

AZ31B镁合金易氧化、耐蚀性差,为避免高温对其焊接接头质量的影响,用超声波焊接工艺制备镁合金焊接接头,研究不同焊接能量下接头界面温度、接头形貌及力学性能。结果表明：随焊接能量增加,焊接接头界面温度和塑性变形单调增加且出现了波浪状、漩涡状形貌,当焊接能量达3 500 J时接头处出现明显裂纹;接头显微硬度随焊接能量增加先增后降,焊接能量为500、1 500、2 500、3 500 J时,界面结合区的硬度比母材分别提高17%、25%、33%、28%;随焊接能量增加,接头剪切力在2 500 J达到峰值后降低,接头断裂形式由界面断裂转变为沿焊接区域边缘断裂。     

薄壁钛合金T形接头摆动激光填丝焊组织与性能

在摆动激光填丝焊接中,热输入是影响焊接接头组织与性能的关键因素,因此开展热输入与组织和力学性能的相关性研究,为进一步提高薄壁钛合金接头的力学性能提供数据支撑及相关理论依据。采用摆动激光填丝焊对2 mm厚的TC4钛合金T形接头进行焊接试验,对比分析不同位置的微区组织与力学性能。研究结果表明：焊缝表面成形良好,无未熔合、气孔、夹渣等焊接缺陷;焊缝组织主要由α′马氏体和初生β相组成,并有少量的孪晶和位错产生;热影响区主要由母材中未发生相变的α相和α′马氏体组成;焊接接头硬度值在286～413 HV之间浮动,其中焊缝区硬度值最高,与母材相比硬度值约提升38%,随着焊接热输入增大,相变生成α′马氏体越多,显微硬度增大;焊接接头平均抗拉强度为1 076 MPa,略高于母材,拉伸试件断裂位置为母材,断口呈现出韧性断裂特征;焊接接头平均剪切强度为679 MPa,剪切试件断口起裂位置为焊缝内部,焊缝区断口呈沿晶断裂特征,热影响区断口呈解理和准解理穿晶断裂特征。     

7A52铝合金厚板搅拌摩擦焊接头性能研究

采用搅拌摩擦焊工艺对20mm厚的7A52铝合金进行了焊接,用金相显微镜、扫描电镜等分析测试手段,分析了焊接接头的组织与性能。研究表明:20mm厚的7A52铝合金,在合理的工艺参数下,接头强度可达母材的87%;焊核区发生动态再结晶,生成细小的等轴晶粒。断口分析表明,搅拌摩擦焊接头断口为明显的韧窝形貌,并用位错理论解释了微观断裂机制。