20Cr钢与B级钢焊接接头的组织和性能

采用低温冲击试验、拉伸试验、硬度试验以及金相分析等方法对ER50-6焊丝气体保护焊焊接20Cr钢与B级钢焊接接头的显微组织和性能进行了研究.结果表明,用ERS0-6焊丝气体保护焊焊接20Cr钢和B级钢可获得性能良好的焊接接头,其接头的强度不低于B级钢.焊缝组织为网状分布的先共析铁素体及少量无碳贝氏体;20Cr钢侧近缝区有无碳贝氏体及少量板条马氏体;在B级钢侧热影响区的块状铁素体基体上有少量粒状贝氏体.     

30CrMnSiNi2A与Q235异种钢焊接接头组织与性能分析

目的探讨30CrMnSiNi2A与Q235异种钢焊接接头的组织与性能。方法采用手工电弧焊对两者进行焊接,为了获得性能良好的焊接接头,焊前对其进行焊前预热,焊后对其进行焊后退火。通过X射线探伤检测,拉伸、冲击试验,显微硬度检测及光学显微镜金相分析等一系列工艺试验,对焊接接头进行研究。结果焊缝质量等级达到Ⅰ级;焊缝组织为先共析铁素体、针状铁素体、珠光体组织;30CrMnSiNi2A侧热影响区组织为回火索氏体,粗晶区组织片层厚度大于细晶区组织片层厚度;Q235侧热影响区由不完全重结晶区、细晶区、粗晶区组成。结论 30CrMnSiNi2A与Q235钢焊接后,获得了工艺性、力学性能良好的接头,可运用于2种材料焊接的实际生产。     

1.4003铁素体不锈钢与Q235-C钢焊接接头的组织和力学性能

采用室温拉伸、不同温度冲击、硬度及金相检验等分析方法对用熔化极混合气体保护焊焊接的1.4003铁素体不锈钢与Q235-C钢焊接接头的显微组织和性能进行了研究.试验结果表明:该焊接接头的抗拉强度与母材相当,焊缝的冲击性能略低于母材,1.4003铁素体不锈钢的热影响区(HAZ)冲击性能较差,焊缝为奥氏体+铁素体双相组织;Q235-C钢的熔合区出现明显界限,1.4003铁素体不锈钢焊接热影响区为晶粒粗大的单一铁素体组织.     

FH40+317L复合钢板焊接接头性能分析

对FH40+317L复合钢板的焊接工艺性能进行了试验,分析了焊接接头各区域的金相组织及冲击断口形貌特征。结果表明,FH40+317L复合钢板焊接接头强度及塑性与母材匹配,复层侧不同位置处冲击结果基本相当,-60℃冲击试样断口均为韧性断裂形貌,过渡层未出现马氏体组织。      

T91钢焊缝及热影响区显微组织图象分析

T91钢具有良好的高温抗氧化性和抗腐蚀性,该钢含8％－9．5％Cr,合金含量复杂,焊接难度大,运用金相显微镜和扫描电镜（SEM）分析了不同爆接工艺条件下T91耐热钢焊缝及热影响区或区域显微组织特征,利用XQF－2000型显微图象分析仪对显微组织中各相的相对含量和奥氏体晶粒度进行了测量,分析了焊接线能量对T91钢焊接接头区组织性能的影响,结果表明,采用多道焊焊接工艺,严格控制焊接线能量在16kJ/cm左右,可以防止T91钢焊缝区奥氏体晶粒粗大,避免在热影响区出现声状铁素体组织,从而保证焊接接头区具有良好的组织性能。     

高强钢焊接接头显微组织的研究进展

综述了热输入、合金元素、冷却速率和应变速率对高强钢焊接接头显微组织的影响和高温共聚焦显微镜原位观察高强钢显微组织的最新研究进展,总结了高强钢焊接接头粗晶热影响区显微组织的转变机理。结果表明:通过延长冷却时间、减少热输入量、控制合金元素的含量和采用预处理提高应变速率等方法,可以调控高强钢焊接接头显微组织中马氏体、粒状贝氏体和针状铁素体的含量达到最佳比例,从而优化高强钢焊接接头的力学性能。通过高温共聚焦显微镜可以观察到高强钢相变的动态过程,从而得出高强钢的相变原理,为高强钢焊接工艺的制定提供指导。     

Q345/316L钢焊接接头的腐蚀性能

目前,对Q345/316钢焊接接头腐蚀性能的研究报道较少。采用手工电弧焊焊接Q345钢和316L钢,并以不同温度作时效处理,利用高温高压釜腐蚀失重法研究了焊接接头在3种盐度模拟海水中的腐蚀性能。采用体视显微镜和扫描电镜观察了焊接接头整体及不同区域的腐蚀形貌并分析其机理。结果表明:在模拟海水中,Q345/316L钢焊接接头中Q345钢侧热影响区发生点腐蚀,随Cl-浓度升高,腐蚀程度加剧;在同一盐度海水中,经不同温度时效处理的焊接接头的腐蚀速率不同,250℃时效处理后的最低,而550℃时效处理的最高;焊接接头腐蚀产物膜的主要成分为Fe3OOH。     

5052-H112铝合金搅拌摩擦焊接头应力腐蚀的研究

采用慢应变速率拉伸法分析了6mm厚5052铝合金及其搅拌摩擦焊接头在大气及海水环境下的应力腐蚀敏感系数,通过OM、SEM、显微硬度仪等分析了接头组织形貌、断口形貌及接头硬度。结果表明:焊核区晶粒由细小的等轴晶粒组成,平均晶粒尺寸约为5μm,为母材的1/10;合金及其接头在应变速率为3.36×10-6 s-1时的应力腐蚀敏感系数分别为1%、2%,应力腐蚀系数小;硬度最小值及接头断口均位于接头返回侧热影响区,为接头的薄弱区;接头断口均由细小、均匀的韧窝组成,呈典型的切断形貌,接头在海水中的断口韧窝较大气中平而浅,这与接头的应力腐蚀倾向有关。     

不同强度级别双相不锈钢激光焊接头的组织与力学性能

目的 为了合理制定不同强度等级DP钢同种和异种接头的激光焊接工艺,研究激光焊接工艺对接头组织性能的影响。方法 采用SEM、硬度试验、拉伸试验等手段,研究不同强度等级DP钢同种和异种激光焊接接头的微观组织和力学性能。结果 对于同种DP钢激光焊接,由于接头各个区域经历的热循环不同,因此其马氏体体积分数和形态、含碳量等存在明显差异。在焊缝熔合区,由于冷却速度较高,因此马氏体体积分数较高且为细条状,硬度高于母材硬度。在热影响区,由于马氏体发生了回火分解,因此其硬度值低于母材硬度,且软化的程度和范围大小与DP钢的强度级别相关。软化的热影响区成为接头的薄弱区域,降低了接头的拉伸性能。在异种DP钢激光焊接接头中,焊缝熔合区的硬度也明显高于母材硬度。靠近高强度级别母材侧的热影响区范围更大,软化程度更明显,接头硬度分布不再对称。接头的抗拉强度与低等级DP钢母材的抗拉强度基本一致。结论 激光焊接工艺对不同强度等级DP钢同种和异种接头组织性能的影响存在较大的差异,DP钢强度级别越高,接头或接头对应侧的热影响区软化程度越明显,这在制定焊接工艺以及焊后处理工艺过程中需要予以考虑。     

TIG与FSW焊接工艺下2219铝合金疲劳裂纹扩展性能研究

目的 研究钨极惰性气体保护焊（TIG）和搅拌摩擦焊（FSW）对2219铝合金焊接接头疲劳性能的影响,并探究这2种不同焊接技术条件下焊接接头疲劳裂纹的产生与裂纹扩展原理,了解2种焊接接头的抗裂纹扩展能力,为工程实践应用提供数据参考。方法 采用疲劳裂纹扩展试验方法,测试上述2种焊接工艺条件下焊缝金属和热影响区组织的疲劳裂纹扩展速率da/d N和阈值,使用光学显微镜和扫描电子显微镜观察并分析金相组织和疲劳断口形貌特征。结果 疲劳裂纹倾向于沿裂纹处萌生,裂纹的存在成为主要的裂纹扩展源头,有利于加速裂纹向前延伸。热影响区由于组织结构不均匀,不同位置的晶粒尺寸存在明显差异,疲劳裂纹扩展路径倾向于沿靠近焊缝一侧向靠近母材区域扩展。TIG焊接工艺下焊缝金属和热影响区的裂纹扩展速率明显低于FSW焊接工艺下的焊缝金属和热影响区,与此同时,TIG焊接接头表现出优良的抗疲劳裂纹扩展性能。结论 通过此研究,建议2219铝合金焊接接头采用TIG焊接工艺,抗疲劳裂纹扩展效果更佳。     

A572 Gr.50厚板对接焊缝断裂性能研究

A572 Gr.50厚板常用于锅炉钢结构大板梁的加工制作,其对接焊缝易存在焊接裂纹缺陷。为评定含缺陷的锅炉钢结构大板梁的安全性,通过焊接接头模拟制作实际大板梁下翼缘的A572 Gr.50厚板对接焊缝,分别对其母材、焊缝金属及热影响区材料进行了系列单轴静力拉伸试验、冲击韧性试验和直三点弯曲断裂韧度试验,并结合有限元分析对A572 Gr.50厚板对接焊缝存在裂纹缺陷时的断裂性能进行了研究。研究结果表明:厚板对接焊缝母材、焊缝和热影响区材料基本力学性能均能满足规范要求,均具有良好的塑性变形能力;随温度的降低,母材、热影响区及焊缝处的夏比冲击功减少,但均具有良好的冲击韧性;比较而言,母材的抗低温冷脆性能最好,焊缝最差;母材、焊缝和热影响区3个区域中焊缝的断裂韧度最差;厚板对接焊缝接头的焊缝区是大板梁焊接缺陷安全性评估的重点控制区域;基于断裂力学,可以运用有限元软件方便的对带裂缝的工作状态下工作的钢结构构件的断裂性能进行分析,保证其安全性。     

多次水下爆炸作用下钢板与焊接钢板冲击损伤特性

为了研究舰船结构在多次水下爆炸载荷作用下的抗爆抗冲击能力,基于水下爆炸鼓胀试验分别开展了5 mm、12 mm的船用A32背空钢板及焊接板的多次水下爆炸试验,得到了钢板与焊接板的塑性变形历程,测量并计算了钢板与焊接板受冲击区域沿半径各点处的挠度及厚度减薄率,分析了钢板与焊接板的塑性变形规律。结果表明:多次水下爆炸载荷作用下,焊接板与钢板的塑性变形形貌呈类球冠形,二者的厚度减薄率从中心位置到边界处呈先减小再增大的趋势,但焊接板的挠度小于钢板的挠度。A32钢板的变形模式主要为弯曲和拉伸变形,焊接板以弯曲变形为主。持续增加的水下爆炸载荷导致钢板中心位置与边界处拉伸断裂,而焊接板的焊缝及其热影响区发生脆性断裂。     

高阻尼GZ50铜合金盐雾腐蚀旋转弯曲疲劳试验研究

针对高阻尼GZ50铜合金的应用背景，结合PWC-6型旋转弯曲疲劳试验机，设计制作了一套盐雾腐蚀疲劳试验用装置，同时改良了另外一台同类型的旋转弯曲疲劳试验机。采用升降法，在盐雾腐蚀和空气环境下，分别在两台试验机上完成了两组不同试样尺寸的GZ50铜合金旋转弯曲疲劳试验，并对试验结果进行了比较和分析。试验结果为GZ50铜合金的具体应用提供了依据。     

Simulationsuntersuchungen der Wärmeeinflußzonen von Schweißverbindungen der Legierung Hastelloy B-2

Simulated Heat-Affected Zone Studies of Hastelloy B-2 Gleeble studies show that as-welded HAZ corrosion resistance of a low carbon nickel-molybdenum alloy can be preserved by using gasshielded-arc or covered electrode welding. A heat-affected zone study was conducted on a low carbon, nickel-molybdenum, corrosion resistant alloy, commercially known as Hastelloy alloy B-2. Six different production heats were thermally cycled with the Gleeble apparatus to 1300 °C (2372 °F) under several conditions to simulate the heat-affected zones produced by a number of different welding processes. Specimens were subsequently tested in boiling 10% HCl and in 20% HCl at 150 °C (302 °F) in an autoclave. Most of the corrosion penetration measurements were found to be less than the maximum allowable limits, reaffirming that the as-welded heat-affected zone corrosion resistance of alloy B-2 can be preserved when welding is accomplished with the recommended shielded metal rec, gas tungsten arc, and gas metal arc processes.     

汽车高强钢SG1000激光复合焊接力学性能研究

目的 针对汽车高强钢SG1000焊接接头恶化等问题,研究了SG1000激光复合焊接的力学性能。方法 选用等强匹配焊丝MG90-G对高强钢SG1000进行激光复合焊接,对焊接接头进行拉伸和低温冲击韧性试验,并结合扫描和硬度监测等手段对焊缝组织和断口形貌进行分析。结果 由于激光的预热作用,高强钢SG1000激光复合焊接成形件的焊缝美观,焊接过程稳定可靠,焊接熔池深度较大,有效改善了传统焊接的咬边、飞溅、气孔等缺陷。焊缝组织主要由板条马氏体和奥氏体晶粒组成,热影响区的过热区内部板条马氏体和奥氏体晶粒比较粗大,而焊接母材主要为细小的板条马氏体和奥氏体晶粒。焊接拉伸断口主要为细小且较浅的韧窝,且韧窝底部存在第二相粒子及夹杂物,焊接拉伸断口断裂于热影响区且微观形貌为韧性断裂;冲击微观形貌主要由准解理小平面及河流花样组成,且存在一定数量大小不一的韧窝交错分布,焊接冲击断口断裂于热影响区且微观形貌也为韧性断裂。结论 焊缝热影响区的晶粒比非热影响区的晶粒粗大,拉伸和冲击断裂均发生于热影响区;随着激光功率的增大,复合焊接接头的力学性能呈现逐渐增强的趋势;随着焊接速度的增大,复合焊接接头的力学性能呈现先增强后削弱的趋势。高强钢SG1000激光复合焊接最佳工艺参数如下:激光功率为9.5 kW,焊接速度为0.8 m/min,对应屈服强度为1 072 MPa,抗拉强度为1 175 MPa,断裂伸长率为13.5%,冲击断裂吸收的能量为30.8 J、焊缝中心显微硬度为342 HV。     

Microstructure and Mechanical Properties of Pulse MIG Welded 6061/A356 Aluminum Alloy Dissimilar Butt Joints

The microstructure and mechanical properties of pulse metal inert-gas(MIG) welded dissimilar joints between 4 mm thick wrought 6061-T6 and cast A356-T6 aluminum alloy plates were investigated. The tensile strength of the joints reached 235 MPa, which is 83% of that of 6061 aluminum alloy, and then decreased with the increase of travel speed while keeping other welding parameters constant. The microstructure, composition and fractography of joints were examined by the optical microscopy(OM),scanning electron microscopy(SEM) and electron probe microanalysis(EPMA). Grain boundary liquation and segregation occurred in the partially melted zone(PMZ) on 6061 aluminum alloy side, and brittle Fe-rich phases were observed in partially melted zone on A356 aluminum alloy side. The minimum microhardness appeared in heat-affected zone(HAZ) near A356 aluminum alloy substrate. The samples during tensile test failed mainly in PMZ and HAZ on A356 aluminum alloy side through mixed fracture mode with quasi cleavage and dimples on fracture surface.     

316L不锈钢焊缝腐蚀微电池的形成机理

为了探究316L不锈钢焊缝腐蚀微电池的形成机理,通过微观组织观察及电化学试验进行了分析。采用扫描电镜(SEM)对焊件三区(焊缝区、热影响区、母材区)的形貌及元素组成进行了观察分析,采用金相显微镜观察微观组织,并确定晶粒度及非金属夹杂物及其分布。结果表明:316L不锈钢焊缝形成腐蚀微电池的倾向与元素组成、非金属夹杂物和晶粒度大小等因素紧密相关;焊缝三区腐蚀电位、腐蚀电流不同,耐蚀性能差异较大,因而腐蚀电位最低的热影响区与腐蚀电位最高的母材区在电解液中比较容易形成腐蚀微电池,且热影响区可视为此微电池的阳极,腐蚀进程较快。     

热应变对2090铝锂合金焊接热影响区显微组织和力学性能的影响

采用焊接热模拟实验方法研究了在焊接热循环和应力－应变循环同时作用下，２０９０铝锂合金妆热影响显微组织和力学性能的变化特性，结果表明，在焊接热应变作用下，应变使合金中强化数量增多，晶车化，从而降低了２０９０铝锂合金焊接热影响我的软化倾向。     

钛-铝异种合金电子束焊接接头组织与性能研究

采用电子束焊接方法对厚度为2.5 mm的Ti6321钛合金板材和5083铝合金板材进行了对接焊接试验,并进行了力学性能、显微组织测试。结果表明,焊缝的钛侧及其热影响区组织主要是α'相和原始α相混合形成的马氏体组织,铝侧主要为粗大柱状晶组织,钛铝焊缝交界处析出少量Ti Al金属间化合物;焊接接头的拉伸强度约为219 MPa,接头断裂位置主要在铝侧焊缝位置,部分在钛铝两侧焊缝交界处的Ti-Al金属间化合物上。     

铝/钢搅拌摩擦焊对接焊缝组织及机理研究

为了提高Q235钢板和6082-T6铝合金对接的连接强度,采用搅拌摩擦焊进行对接焊接.研究了不同尺寸和形状的搅拌头、转速、焊接速度和偏移量等对铝钢对接焊缝组织的影响,进而优化了搅拌摩擦焊工艺.实验结果表明:不同形状的搅拌头影响接头"钉子"形状,接头的不同位置处由于受到不同热循环和搅拌导致晶粒尺寸不同,从而影响接头的力学性能.当搅拌针旋转速度260 r/min,焊接速度16 mm/min,针头偏向铝侧0.2 mm时,所得焊缝的拉伸强度为141.204 MPa,为最佳工艺参数.在此最优参数下获得过渡层的厚度约为8μm,界面的主要成分是Fe Al3.