TA19钛合金惯性摩擦焊接工艺

采用惯性摩擦焊接工艺对TA19钛合金进行了焊接试验研究,针对不同工艺参数下的焊接接头力学性能进行了室温拉伸、高温拉伸及显微硬度等测试,并对优选工艺后焊接接头显微组织进行了分析. 结果表明,TA19钛合金具有良好的惯性摩擦焊接性,在合理焊接工艺条件下能得到高强度焊接接头;焊接接头各区域中焊缝区显微硬度最高,随着向母材区过渡,显微硬度逐渐降低;焊缝区为典型的动态再结晶组织,主要由少量沿β相晶界分布的沿晶α相+α′马氏体组成,热力影响区由变形初生α相+α′马氏体组成,热影响区微观组织与母材相近,仅有部分板条状β相及板条状次生α相发生交叉分布.     

DH36钢水下摩擦塞焊工艺及力学性能

文中通过工艺试验研究了DH36钢水下摩擦塞焊工艺窗口及焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,在焊接转速较低时,焊接接头根部容易形成“未结合”焊接缺陷,提高焊接转速可有效避免缺陷的形成;焊接转速为7500r/min、轴向压力在30~45kN范围是较适宜的焊接工艺参数;焊接接头焊缝组织主要为板条马氏体和贝氏体,焊接热影响区的组织主要为贝氏体;焊接接头的拉伸性能和冲击性能均随焊接转速的提高有不同程度升高,但随轴向压力的变化不具有明显规律性;在较优的焊接工艺参数下（焊接转速7500r/min、轴向压力40kN）焊接接头屈服强度为370MPa,抗拉强度为530MPa,断后伸长率为22.5%,结合线处0℃冲击吸收功为42.5J。     

铝合金搅拌摩擦焊缝摩擦塞补焊组织与力学性能

对2219-T87铝合金搅拌摩擦焊缝进行摩擦塞补焊工艺试验,对塞补焊接头的焊缝成形、显微组织、显微硬度和抗拉强度进行了观察和测试,对拉伸断口进行了扫描电镜观察.结果表明,在7 500 r/min的焊接转速和40~55 kN的焊接压力下可获得无缺陷摩擦塞补焊接头;塞补焊接头沿垂直于搅拌焊缝方向的最大抗拉强度和断后伸长率分别可以达到336 MPa和8%,分别相当于母材抗拉强度和断后伸长率的73.9%和66.7%;在母材和塞棒之间的底部结合面是最薄弱的区域,如何控制该区域的结合强度是影响摩擦塞补焊接头拉伸性能的关键因素.     

X52管线钢摩擦塞焊工艺与接头组织性能

在自主设计研制的摩擦叠焊系统上对X52管线钢进行了摩擦塞焊工艺试验。观察和测试了接头的微观组织和力学性能。结果表明,摩擦塞焊工艺获得的接头强度比母材高,拉伸断口全部位于远离焊缝的母材;随着离焊缝中心距离的减少,硬度值逐渐增加,在焊缝中心附近达到最大260HV;焊缝中心0℃冲击功为109J,略低于结合界面处的119J。与母材290J的冲击功实测值相比,接头韧性降低的原因是由于焊接热循环过程中在焊缝及热影响区产生了粗大的贝氏体等组织。     

不同环境下X65管线钢摩擦塞焊搭接焊接头组织和力学性能分析

为了研究摩擦塞焊搭接接头的金相组织和力学性能,分别在空气中和水下对圆锥形搭接试样进行试验. 结果表明,在空气中焊接时,没有焊接缺陷的产生;在水下焊接时,低的焊接工艺参数导致接头产生未填充和未连接两种焊接缺陷. 接头中焊缝和热影响区组织为上贝氏体,母材为细小的铁素体和珠光体组织. 接头的硬度分布为母材最低,热影响区次之,焊缝最高,水下搭接接头的硬度一般高于空气中接头的硬度. 在空气中焊接时,只有塞孔底部的拉伸试样断裂在结合线处;而在水下焊接时,靠近塞孔底部的两个拉伸试样在结合线处发生断裂.     

严寒条件下X80钢管道全自动外焊焊缝组织与性能

在?30 ℃严寒环境下进行了X80管线钢MAG电弧多层多道焊接试验,研究了22 mm厚管线钢焊接接头的显微组织、拉伸性能、显微硬度以及低温冲击韧性. 结果表明,在严寒条件下采用高强韧焊丝获得的接头,其焊缝组织组成主要为针状铁素体和先共析铁素体,粗晶区存在大量板条状贝氏体铁素体;焊接接头硬度呈“M”形分布,粗晶区的大量板条状贝氏体铁素体是该区域显微硬度值最大的主要原因;焊接接头的平均抗拉强度为684 MPa,具有延性断裂的典型特征;接头韧性薄弱区集中于焊缝区域,其平均冲击吸收能量为83 J. 与常温焊接相比,由于严寒条件焊接提高了冷却速度,促进了针状铁素体和M/A岛状组织的析出,严寒条件下接头的抗拉强度和显微硬度增加,但焊缝区域低温断裂韧性显著下降;同时,严寒条件下施焊更易产生气孔缺陷.     

Ti-22Al-27Nb合金线性摩擦焊接头组织与显微硬度分析

对Ti-22Al-27Nb合金进行了线性摩擦焊及热处理试验,并对热处理前后焊接接头的微观组织和显微硬度进行测量分析. 结果表明,利用线性摩擦焊方法焊接Ti-22Al-27Nb合金得到的接头无焊接缺陷. 焊态下,焊缝区形成了B2单相区组织. 热力影响区为B2 + O + α₂相三相区,出现等轴α₂相,针状O相几乎消失. 热处理后在焊缝区析出板条状O相和针状O相,热力影响区为O相均匀分布的两相区. 母材处的显微硬度值最低约为300 HV,随着向焊缝靠近,显微硬度值逐渐增加,焊缝中心达到最大值354 HV. 热处理后,由于板条O相和针状O相的沉淀析出,使焊缝中心显微硬度急剧增加.     

不等厚B340LA/B1500HS异种高强钢薄板TIG焊接头成形及组织性能

利用金相、显微硬度等测试手段对不等厚B340LA/B1500HS异种高强钢薄板TIG焊接头的成形、显微组织及硬度进行试验分析。试验结果表明,采用TIG焊能够获得外观成形良好、没有明显缺陷的异种高强钢焊接接头。随着焊接速度的增加,焊缝厚度和焊缝宽度逐渐变小;焊缝区主要存在珠光体和铁素体,当焊接速度较高时焊缝中存在一定的板条状马氏体组织。马氏体组织的存在促使高焊接速度条件下焊缝区硬度的显著提高,约为HV1200,而低焊接速度条件下焊缝区硬度约为HV550。     

焊接速度对TRIP 590钢焊接接头组织与力学性能的影响

以TRIP 590钢为对象,研究焊接速度对其焊接接头微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着焊接速度的提高,焊缝逐渐变窄并且趋于平滑。焊接接头HAZ区存在大量的贝氏体和铁素体。板条状马氏体是WZ区的主要组织。提高焊接速度可以细化晶粒,提高WZ区的强度和硬度。焊缝中心的硬度最高,从焊缝中心经HAZ区到BM区,硬度逐渐下降。     

CSP热轧双相钢DP600电阻点焊性能研究

采用电阻点焊对CSP热轧DP600进行焊接试验,得到焊接工艺窗口,并研究了焊点的十字拉伸力、显微组织和显微硬度。结果表明:采用单相交流点焊工艺,焊接窗口从8.9～12.2 kA,焊缝组织为板条状马氏体组织。焊点直径和拉力值随焊接电流增加呈先增大后减小的趋势。点焊接头焊缝区显微硬度最高,随着焊接热输入的增加,焊缝区显微硬度呈下降趋势;热影响区无明显软化及硬化现象。     

轴向偏移量对水下摩擦塞焊接头质量的影响

采用天津大学自主研发的水下摩擦塞焊设备,进行了不同塞孔与塞棒轴向偏移量(即不同同轴度)对接头质量影响的试验。对接头底部拐角处形貌进行了观察分析,对比分析了不同塞孔与塞棒设计尺寸和不同塞孔与塞棒轴向偏移量得到的接头质量。结果表明,在端部接触面积及塞孔与塞棒间隙较小的A类塞孔与塞棒形状尺寸下,不同偏移量均无法获得较高的接头质量,塞棒偏移后间隙较大的一侧缺陷更加严重。在无偏移的情况下,使用端部接触面积及塞孔与塞棒间隙较大的B类塞孔与塞棒的接头底部拐角处存在微小缺陷,接头质量总体较好。主轴的对中位置精度应控制在±0.5 mm以内。     

Microstructure and mechanical properties of underwater friction taper plug weld on X65 steel with carbon and stainless steel plugs

Underwater friction taper plug welding for X65 pipeline steel was performed using Q345 structural steel and 316L stainless steel plugs. Weld microstructures, defects formation and mechanical properties were investigated. Using Q345 plugs can produce defect free and overmatching welded joints whose impact toughness was also favourable. Lower bainite and lath martensite in the weld zone resulted in high hardness with maximum value up to 418?HV10. Using 316L plugs can significantly reduce weld zone hardness due to austenite dominated microstructure. Microcracks can easily emerge at and may propagate along γ–δ phase boundaries to form macrocracks. Intermittent cracks were found along the bonding interface of all the 316L plug welds, which should be caused by the relief of the residual stress.     

Improving the Weld Formation and Mechanical Properties of the AA-5A06 Friction Pull Plug Welds by Axial Force Control

In the present study, the weld formation and mechanical properties of the AA-5A06 friction pull plug welded(FPPW) joints were improved by controlling the axial force history. Several defect-free FPPW joints were made successfully by using the welding parameters of 15–20 k N/s axial loading rate, 20–30 k N axial welding force and 6–7 mm axial feeding displacement. The results indicated that using higher axial loading rate and axial welding force produced more stable heat generation and shorter frictional heating time between the frictional interface. In this case, the plastic flow of the materials around the hole could be further improved since the axial feeding displacement of the plug was increased. The maximum ultimate tensile strength(UTS) and elongation of the FPPW 5A06 joints were 314 MPa and 4.8%, respectively. The thermal mechanically affect zone(TMAZ) had the lowest hardness value throughout the joint and was found as the fracture location to all the tensile samples. The softening of TMAZ was mainly caused by the weakening of the cold work hardening and the coarsening of grains.     

送丝位置对铝/镀锌板CMT搭接接头组织与性能的影响

采用CMT搭接方法研究不同送丝位置对6082铝合金/镀锌板搭接接头质量的影响. 使用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析焊接接头的形貌,微观组织及元素分布;通过拉伸试验检测接头的力学性能. 结果表明,1和2位置时,焊缝成形不饱满,锌层蒸发严重,界面处形成FeAl₂,FeAl及FeAl₃的金属间化合物,承载力达到6 kN;当3,4和5位置时送丝位置指向铝板,焊缝成形饱满,界面处形成Fe_6.6Al₃Zn_0.2和Fe₂Al₃Si_0.3,厚度约为2 μm,承载力达到7.5 kN,综上所述,CMT焊接铝合金/镀锌板时送丝位置应偏向铝板,可得到综合性能更好的焊接接头.     

聚变堆用CLAM钢激光焊接接头显微组织及性能

对聚变堆用CLAM钢进行了激光焊接试验,并对接头进行740℃/1 h焊后回火处理,分别对热处理前、后接头的显微组织及性能进行了研究.结果表明,获得了成形良好、无缺陷的焊接接头;焊态下,焊缝由淬硬的板条马氏体和大量的δ铁素体组织组成.完全淬火区由板条马氏体和极少量的δ铁素体组成,其硬度高达545 HV;焊后热处理使焊缝及完全淬火区的板条马氏体分别转变为碳化物弥散分布的回火马氏体和回火索氏体组织.显著降低了接头的淬硬程度,最大硬度仅比母材高约15%;焊后回火热处理前、后接头的抗拉强度均高于基体母材,虽然焊后热处理使接头强度有所降低,但仍达到原始母材的98%以上.     

新型9Cr-1Mo钢搅拌摩擦焊接头组织及性能

采用钨铼合金搅拌工具对新型9Cr-1Mo钢进行搅拌摩擦焊工艺试验,探讨焊缝成形、组织及性能变化规律. 结果表明,在300和400 r/min的转速,50 mm/min的焊接速度下可获得无缺陷接头;焊缝主要由搅拌区和热力影响区组成,具有明显的马氏体淬硬组织特征;高温热影响区为淬硬马氏体和回火马氏体混合组织,低温热影响区为过回火马氏体组织. 焊缝区具有晶粒细化特征,其晶粒尺寸约为母材69.2%. 焊缝区产生明显硬化,最高硬度约为母材硬度值的2.0倍. 焊接接头抗拉强度达到母材98%以上,搅拌区和热影响区冲击吸收能量分别达到母材的77.8%和87.4%,表明搅拌摩擦焊接头仍具有较好强韧匹配.     

TRIP980高强钢电阻点焊接头的组织及力学性能

采用电阻点焊对TRIP980高强钢进行焊接. 通过单因素法和焊后回火优化了焊接参数和工艺,研究了较优焊接参数和工艺时的接头熔核显微组织及力学性能,结果表明,优化参数为9.5 kA,22 cycle,3 kN,接头熔核为粗大的马氏体组织,接头硬度为617.1 HV,最大拉剪载荷为17.8 kN;在此基础上增加焊后回火,回火电流6.3 kA、回火时间13 cycle,接头组织显著细化,接头硬度降低至574 .0 HV,接头最大拉剪载荷提高到19.5 kN,增幅为9.6%,断口形式由原先的界面断裂转变为纽扣断裂.