Q345/316L异种钢焊接残余应力与变形数值模拟

文中基于SYSWELD有限元分析软件对Q345/316L异种钢焊接过程的瞬态温度分布、残余应力及变形进行了数值模拟,并通过试验对其模拟结果进行了验证. 试验测量结果与数值模拟结果吻合良好,证明了利用SYSWELD模拟异种钢焊接的可靠性. 结果表明,异种钢焊接温度场呈不对称分布,Q345侧的高温区域范围更大. 不论是横向残余应力还是纵向残余应力,沿焊缝方向均呈帽状分布且在焊缝中部位置存在最大残余应力;在垂直于焊缝中央截面上,纵向残余应力与横向残余应力在焊缝和焊缝附近区域分布是不连续的,存在较大的应力梯度且应力状态也较复杂,而最大残余应力出现在Q345侧的熔合线处. 不同的热输入下模拟结果表明,在保证焊接接头质量的前提下,最好采用小热输入的焊接工艺.     

超声辅助铝/钛搅拌摩擦搭接接头的成形和组织

借助超声波辅助的方法对铝/钛异种合金进行搅拌摩擦搭接,研究超声波作用对接头的成形和组织的影响. 结果表明,当超声波施加在铝板时,接头的钩状缺陷较高,且会出现孔洞缺陷;当超声施加在钛板时,接头无缺陷. 超声振动能够增大铝/钛界面扩散层的厚度,对接头性能的提高起到一定的促进作用. 当搅拌头转速为300 r/min时,界面扩散层厚度较薄;当搅拌头转速升高至500 r/min时,界面生成一层厚度约为1 μm的金属间化合物. 超声辅助焊接可明显提高接头的断裂载荷.     

2205双相不锈钢搅拌摩擦焊接头组织和性能

采用不同搅拌头转速,研究了搅拌头转速对4 mm厚2205双相不锈钢板材搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响. 结果表明,当焊接速度为50 mm/min时,搅拌头转速在600 ~ 800 r/min的范围内,均可获得表面成形良好且内部无缺陷的接头.接头搅拌区在动态再结晶的作用下组织得到细化,硬度值较高,热影响区在焊接热作用下组织粗化,硬度值较低.整个接头的铁素体含量在50% ~ 60%范围内,且随着转速的升高搅拌区的铁素体含量有所增加. 当转速为600 r/min时,接头的抗拉强度达到最大824 MPa,为母材的97.3%,断裂位置为接头的热影响区.     

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.     

航空发动机转子组件电子束焊变形预测

航空商用发动机组件尺寸精度要求较高,且组件焊接后盘心位置不能进行机械加工,因此采用数值模拟的方法对转子组件进行焊接变形预测. 试验将基于热弹塑性理论计算提取固有应变数值;通过理论计算得到GH4169合金电子束焊缝的固有应变值,分析焊接工艺参数对焊缝固有应变的影响规律;建立结构件模型,分析焊接工艺、焊接顺序及工装条件下组件焊接变形. 结果表明,相比于第一,第二和第三级盘,第四级盘心轴向变形最大,且通过增大扫描速度和改变约束方式的方法可以有效减小焊接变形,从而完成对转子组件焊接变形进行预测和控制.     

相对流速对316L钢焊缝在液态铅铋合金中腐蚀行为的影响

在核工业领域,316L不锈钢因其优异的性能常被作为核用钢种,液态铅铋合金常作为加速器次临界驱动系统(ADS)的冷却剂,高速流动的液态铅铋合金(LBE)会对316L不锈钢焊缝造成氧化腐蚀,同时氧化腐蚀后的产物也会对液态LBE造成污染,所以研究316L不锈钢焊缝在液态铅铋合金中的腐蚀行为具有重要意义. 文中对比研究了使用母材作为焊丝进行TIG焊的316L不锈钢焊缝在550 ℃动态(相对流速为1.70,2.31,2.98 m/s)液态LBE中的耐腐蚀性能,试验时间为1 500 h. 结果表明,三组试样都生成了双氧化层,外氧化层主要为Fe₃O₄,内氧化层主要为FeCr₂O₄,内氧化层相对于外氧化层较致密;随着流速的提高,元素的传质过程变快,氧化腐蚀加剧,内氧化层增厚.     

Q235钢搅拌摩擦焊接头微观组织与力学性能分析

在焊接速度为100 mm/min和搅拌头转速为450 r/min的工艺参数下,采用钨铼合金搅拌头对3 mm厚Q235钢进行了搅拌摩擦焊试验,并对接头的微观组织及力学性能进行了研究. 结果表明,在该工艺参数下可以获得表面无缺陷、成形良好的焊缝. 焊后搅拌头表现出一定程度的磨损及氧化. 接头截面各区域承受不同的热力联合作用,经历了不同的组织转变过程,但均保持铁素体和珠光体组织. 接头显微硬度最大值位于焊核区. 接头拉伸断裂位置处于热影响区,拉伸断口呈韧性断裂特征.     

高镍球铁同质电焊条焊缝组织形成规律

针对铸铁在焊接过程中焊缝易产生白口、裂纹和淬硬组织等技术难题.采用自制高镍球铁同质电焊条,探索了高镍球铁同质焊缝组织形成规律及其与接头力学性能的相关性.结果表明,焊缝组织由分枝细小的柱状奥氏体枝晶+球状石墨+少量晶间碳化物组成.焊接电流的增大使焊缝中柱状晶变得粗壮,石墨球化率升高,晶间碳化物数量增多.当焊接电流一定时,随着预热温度的增大,石墨形态变差,碳化物数量增多,接头抗拉强度减小而硬度增大.采用大电流不预热焊接工艺可以获得综合性能优良的铸铁同质焊缝.     

基于焊工调节的铝合金脉冲MIG焊背面熔透建模

针对铝合金薄板脉冲MIG焊背面熔透难题,提出一种基于焊工调节的背面熔透建模与控制方法.设计焊接速度随机变化波形,致使铝合金背面熔池尺寸动态波动,采用被动视觉系统实时采集背面熔池图像,焊工观察图像熔池大小,手工调节焊接电流保证背面熔宽的均匀性,同时开发图像处理算法提取背面熔宽.采用最小二乘系统辨识法建立焊工调节电流与背面熔宽的非线性Hammerstein模型.开展了铝合金脉冲MIG焊电流扰动和焊接速度扰动试验.结果表明,基于焊工调节的非线性Hammerstein模型可以有效地控制背面熔宽,且具有良好的抗干扰能力.     

铝锂合金焊接技术的研究现状分析

铝锂合金作为轻质金属材料,具有优良的综合性能,因此应用前景十分广阔.从铝锂合金的焊接性出发,分别对铝锂合金弧焊,高能束焊,搅拌摩擦焊,扩散焊以及钎焊的研究现状进行了讨论.结果表明,采用各种焊接技术均可实现铝锂合金的焊接.分析了采用各种焊接技术焊接铝锂合金时的优势以及不足,并对各种焊接技术所获得接头的性能以及工艺改进措施进行了研究.针对目前各种焊接技术急需解决的问题以及铝锂合金焊接的发展方向,总结出了今后铝锂合金焊接研究的重点内容,并对铝锂合金焊接前景进行了分析与展望.