超高强双相钢DP1180激光拼焊接头组织及性能研究

对超高强双相钢DP1180进行激光拼焊,焊后对接头微观组织及力学性能进行研究。结果表明:焊缝区由粗大的板条状马氏体和铁素体组成,热影响区组织不均匀并出现明显软化现象;室温拉伸时在热影响区软化区位置发生断裂,抗拉强度为1249 MPa,是母材的98%,伸长率为4.8%,是母材的64%;杯突试验断裂也发生在热影响区,断口平行于焊缝,杯突值为6.9 mm,是母材的70%。     

高强钢激光复合焊接T型接头组织分析

采用15kW高功率激光复合焊接船用低合金高强钢T型接头构件.测定了接头截面的显微硬度,通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了焊缝微观组织.结果表明:焊接接头没有气孔、裂纹等缺陷;焊缝和热影响区显微 硬度均高于母材,焊缝显微硬度最高为290HV;焊缝组织主要为细条状的粒状贝氏体和少量的M-A组元.贝氏体铁素体为细条状的铁索体,晶粒细小,晶界密度高.Cu、Ti等微合金元素形成的碳化物沉淀强化相分布于贝氏体铁素体内.细条状的粒状贝氏体组织的晶粒细化及其微合金碳化物(Cu,Ti)xCy的沉淀强化使得焊缝强度高于母材.     

激光功率对不等厚异种汽车高强钢板激光焊接头性能的影响

采用不同的激光功率,进行了不等厚DP600/DP980异种高强钢的激光对接焊,并对接头的显微硬度、拉伸和冲击性能进行了测试,观察了接头的显微组织和拉伸断口形貌。结果表明,随激光功率从1.5 k W增加至3.5 k W,焊缝中心晶粒先细化后粗化,熔合区平均晶粒尺寸先减小后增大,抗拉强度和冲击吸收功均先增大后减小;激光功率优选为2.5 k W,此时焊缝硬度最低值与最高值的差异仅为9 HV。     

中温回火对异种高强钢薄板激光拼焊接头组织性能的影响

本文利用激光焊工艺对B340L-B1500HS异种高强度钢进行了不等厚薄板焊接,研究了中温回火对接头组织性能的影响。试验结果表明,B340LA一侧的热影响区经过回火处理后,板条状马氏体组织消失并转变为铁素体组织：B1500HS％热影响经回火处理后原有粗大组织得到细化,转变为更加细小的铁素体组织。回火后焊缝中马氏体组织转变为回火托氏体组织,而针状马氏体和魏氏体组织消失,接头的硬度显著下降,焊缝附近硬度过渡更加平缓,有利于焊缝韧性的提高。     

激光功率对钢/铝激光辅助搅拌摩擦焊接头的影响

在保证其他焊接参数不变的条件下,设置6种不同的激光功率分别对Q235钢板和6061-T6铝板进行了激光辅助搅拌摩擦对接焊,接着对焊完的6组试件分别做了拉伸实验,研究了激光功率对Q235钢/6061-T6铝合金焊接接头性能的影响。发现当激光功率为900 W时抗拉强度达到最高,当激光功率为600 W时抗拉强度为最低。利用扫描电镜以及EDS分别对激光功率为900 W和激光功率为600 W的试件做了微观组织观察和成分分析,讨论了金属间脆性化合物层的厚度和类别对接头抗拉强度的影响。最后对试件的金相组织进行了观察。结果表明:激光功率、金属间脆性化合物层的厚度以及种类对钢铝激光辅助搅拌摩擦焊的接头性能有显著的影响。在激光功率大小合适的情况下,会形成厚度较薄并且铁元素含量较高的铁铝金属间脆性化合物层,并且保证接头良好的焊接性能。     

高强钢激光-电弧复合焊接接头组织和性能

采用激光-电弧复合焊接的方式对高强钢进行了焊接,并利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及显微维氏硬度计对接头试样进行了观察和测试。结果表明,焊接接头由焊缝区、热影响区、软化区三个区域组成。焊缝的等轴晶区硬度较低,树枝晶区的硬度稍高于等轴晶区,热影响区与焊缝区的硬度基本相同,其硬度值基本在500~600 HV之间,软化区最低,基体硬度在400 HV左右。焊缝区和热影响区组织均为板条状马氏体,不存在铁素体组织。     

焊接速度对高强镀锌钢板激光焊接头组织和性能的影响

采用激光焊接的方法对1.5 mm厚的DOGAL 800DP高强度镀锌钢板进行对接焊,通过用金相显微镜对接头显微组织进行观察,用万能拉伸试验机对接头抗拉强度及伸长率进行测试,研究了焊接速度对其焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明,焊缝组织主要为贝氏体+少量的先共析铁素体及侧板条铁素体,热影响区组织主要为板条马氏体+贝氏体,马氏体含量明显高于焊缝;随着焊接速度提高,焊缝中铁素体含量减少,马氏体含量增加,热影响区组织细化,接头抗拉强度和伸长率均先升高后降低,当焊接速度为0.8 m/min时强度最高,1.0 m/min时伸长率最大;焊接速度高于1.2 m/min或低于0.6 m/min都不利于获得力学性能优良的焊接接头,当焊接速度为1.0 m/min时,接头具有最佳强塑性匹配。     

焊接速度对TRIP590钢激光焊接头组织性能的影响

利用金相、拉伸及硬度试验研究不同焊接速度对TRIP590钢激光焊接头组织结构及力学性能的影响。结果表明,接头热影响区(HAZ)组织主要由贝氏体、铁素体及残留奥氏体组成,焊缝区(WZ)主要由板条状马氏体组成,随焊接速度提高,马氏体板条更加细长,晶粒细化。接头宏观断裂发生在母材区,其抗拉强度与母材相当。接头焊缝区硬度达430 HV,约为母材2倍,随焊接速度提高,热影响区变窄,焊缝硬度增加。     

不同焊接方法对超高强装甲钢焊接接头力学性能与组织的影响

装甲钢MAG工艺常采用奥氏体、铁素体不锈钢焊丝,使得焊接接头抗拉强度和硬度会大幅度降低,同时造成热影响区的局部软化,降低了装甲车辆的防护性能。为了满足超高强装甲钢焊接接头强度和硬度防护要求,该文对超高强装甲钢激光焊接工艺进行了研究,分别为MAG、激光自熔焊、激光填丝焊、激光-电弧复合焊4种焊接方法,研究接头拉伸、弯曲、硬度等性能指标及接头组织。结果表明,激光焊接头的焊缝组织为粗大的板条马氏体,MAG焊缝组织为铁素体和粒状贝氏体;对于激光焊和MAG,淬火粗晶区均为粗针状马氏体,淬火细晶区为细小的针状马氏体,不完全淬火区为马氏体与铁素体的混合组织。激光焊接头的抗拉强度和硬度远高于MAG,激光焊接头的抗拉强度可达到母材的90%以上,硬度约为母材的82%,大大提高了防护型车辆的防护性能。然而,激光焊接头的抗弯强度要低于MAG,无论面弯还是背弯,激光焊弯曲试样通常在弯曲角度10°～30°之间即发生断裂,大大低于MAG弯曲角度90°（不断裂）,从而限制了其使用场景。     

高强钢激光—电弧复合焊接研究

高强钢具有强度高、质量轻等优点,在军事、车辆、海洋工程、船舶制造等领域被广泛应用。然而由于其硬度高、延展性低且易开裂,因此焊接高强钢极具挑战性。激光—电弧复合焊接结合两种热源的优点,能够消除单独热源存在的缺陷,改善焊接质量。本文主要对现有高强钢激光—电弧复合焊接方式进行总结与研究。     

焊接工艺对高强度贝氏体钢激光-电弧复合焊接头组织和性能的影响

针对高强度贝氏体钢,对比研究了单层单道和两层两道激光-电弧复合焊对焊接接头组织和硬度、拉伸、冲击等力学性能的影响。结果表明:两种工艺下所得到的接头焊缝区组织存在明显差异,而热影响区组织未见明显不同;两种工艺下的接头全厚度试样和分层试样的抗拉强度接近,而单道焊接头全厚度试样塑性较差;两种工艺下焊缝区和焊接热影响区的冲击吸收功均低于母材,且单道焊焊缝的不同区域的韧性存在较为明显的差异。     

低合金高强钢激光穿透焊接头性能研究

研究了不同工艺参数下低合金高强钢激光穿透焊T型接头的宏观形貌、微观组织、显微硬度和扭转性能。结果表明:在一定的激光功率下,控制焊接热输入使其略高于深熔焊阈值2.4kJ/cm,可获得适宜的熔深和结合区宽度。焊缝组织为方向性明显的低碳板条马氏体,垂直熔合线向焊缝中心生长,硬度约为320HV。热影响区宽度约为1mm,组织细小,存在较多的粒状贝氏体。结合区宽度越宽,T型接头所能承受扭矩越大。     

铜对钢/铝激光-MIG复合焊接头组织及性能的影响

采用激光-MIG复合焊方法研究了铜对SYG960E超高强度度钢/6061铝合金焊接接头微观组织及力学性能的影响.结果表明,与MIG焊相比,激光-MIG复合焊有利于改善焊缝成形及焊接质量.钢/铝界面层具有双层结构,靠近铝焊缝侧为针状的FeAl₃金属间化合物,而靠近钢母材侧为条状的Fe₂Al₅金属间化合物.铜对钢/铝界面层及接头的力学性能具有显著的影响.添加铜后可以有效地减小界面层厚度和裂纹敏感性,降低钢/铝接头的最高硬度,明显提高接头的抗拉强度,接头强度可以提高110%,这主要与铜抑制界面层生长和改善界面层中Fe-Al金属化合物的脆硬性有关.     

921A钢激光-MAG复合焊接头组织及性能

针对6 mm厚的921A钢板,采用激光-MAG复合焊接工艺进行对接焊试验,并对焊接接头的显微组织、硬度、拉伸性能、耐腐蚀性能等进行了分析。结果表明,采用激光-MAG复合焊工艺可获得成形连续美观的焊接接头,无未熔合、裂纹、气孔等缺陷;焊缝组织为针状铁素体、少量沿晶界析出的先共析铁素体及长条状贝氏体,热影响区组织为马氏体;焊接接头的拉伸性能和冲击性能均符合国家标准要求,焊缝强度高于母材,但塑韧性低于母材。峰值硬度在热影响区,为315 HV,焊缝硬度约为280 HV,符合最高硬度不得超过410 HV的规定。焊缝耐电化学腐蚀性能最强,母材次之,热影响区最低;激光和MAG电弧2种热源共同作用区域的组织分布更加均匀,硬度及耐腐蚀性能较激光单独作用区域有了明显改善。创新点： 采用激光-MAG复合焊实现了6 mm厚度921A钢板无缺陷对接焊的一次焊接成形。焊缝晶粒更加细化,分布更加均匀;焊缝抗拉强度、硬度、电化学腐蚀性能均高于母材,冲击吸收能量满足船级社要求。     

40mm高强钢窄间隙激光填丝焊接头组织与性能

采用窄间隙光纤激光填丝多道焊的方法焊接了40 mm厚Q345D船用钢板,利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机分析了接头组织与性能。结果表明,选取合适的窄间隙激光填丝焊工艺可以得到成型好、无气孔和未熔合等缺陷的焊接接头,焊缝由13层构成,每层堆高约3 mm,焊缝宽度约为3.5 mm。填丝焊缝组织主要为铁素体和粒状贝氏体,焊缝中心冲击韧性良好。热影响区主要为马氏体组织,填丝焊的最高硬度值均出现在焊接热影响区,随着热输入的增加,热影响区最高硬度增加。拉伸试样均断于母材,焊接接头具有良好的力学性能。     

激光功率对Al/Ti激光-GMAW复合熔钎焊接头组织及力学性能的影响

采用激光-GMAW复合熔钎焊方法进行了3mm厚的6061铝合金与Ti-6A1-4V钛合金的平板对接焊接试验,结合宏观金相观察、扫描电镜分析、抗拉强度测试对比分析了激光功率对焊缝成形、接头组织及力学性能的影响规律.结果 表明,当激光功率小于3.0kW时,对接面下部无法产生有效的冶金结合,接头强度仅为80 MPa;界面化合...     

镀层对铝/钢激光焊接头组织与性能的影响

通过不同镀层铝/钢激光焊接试验,对其焊接接头形貌、微观组织、力学性能及电化学腐蚀性进行了研究。结果表明,镀层元素为铝元素时,焊接接头背面铝向钢侧的铺展宽度最大,有利于接头性能的提高。而镀层元素含锌时,靠近钢侧的金属间化合物向钢侧锯齿状生长较为明显。通过对接拉伸试验可知,镀层金属为铝锌两种元素时,力学性能优于分别镀铝、镀锌接头的力学性能。电化学腐蚀时,腐蚀电流越小,则接头的抗腐蚀性能就越好,当镀层金属为锌元素时,铝钢接头的抗腐蚀性能最好。     

高强钢激光焊接研究进展

高强钢以其超高的强度、良好的塑韧性和较好的焊接性能得到广泛应用。目前,随着激光加工技术应用的发展,国内外许多学者已对高强结构钢的激光焊接技术进行系列研究。但是在高强钢焊接接头的裂纹、接头软化以及焊接工艺参数对接头成形的影响等方面的研究还有待继续深入。本文着重从这三个方面入手,概述了近年来国内外高强钢激光焊接的研究现状,并对其发展方向进行了展望。     

10CrNi3MoV钢激光-MAG复合焊接头组织与力学性能

针对10CrNi3MoV钢激光-MAG复合焊接头的“脆硬”行为,借助光学显微镜、透射电镜、数显硬度仪、MTS电子万能试验机等试验手段,全面分析了接头各区域组织、合金元素分布、显微硬度和力学性能等.结果表明:复合焊接头组织硬化现象明显,焊缝区平均硬度高达324 HV,较常规MAG提高46％,过热区平均硬度高达357 HV,较常规MAG提高42％;与常规MAG焊相比,复合焊接头焊缝中心冲击韧性较低,呈现一定的脆化现象;复合焊焊缝组织主体为粒状贝氏体,多呈长条状分布,且内部分布着较多大尺寸的M-A岛,针状铁素体含量很少.针对复合焊接头“脆硬”行为,提出通过优化焊接材料成分,并对工件进行低温预热的方式进一步提高焊接接头的综合力学性能.     

D406A超高强度钢激光-TIG复合填丝焊接头组织与性能分析

采用激光-TIG填丝复合焊接6.6 mm厚的D406A超高强度钢,分两层进行焊接。优化工艺参数后,对焊接接头的宏观成型、显微组织特征、显微硬度、拉伸性能及冲击性能进行分析。结果表明,在优化的工艺参数范围内,焊缝成型良好,无裂纹等缺陷;接头宏观尺寸及显微组织具有非均匀性,电弧区焊缝熔宽是激光区的3.9倍;接头显微组织为尺寸不均匀的马氏体,回火区存在屈氏体,在板条马氏体内部存在高密度的位错,片状马氏体内部同时存在孪晶和位错;母材硬度最低,热影响区硬度最高,回火区存在软化,其硬度为母材的90%;拉伸试样断裂在回火区,抗拉强度为母材的93%;焊缝的冲击吸收能量为母材的76.2%,冲击韧性较低。