热输入对7075铝合金搅拌摩擦焊接头质量的影响

对厚度6.35 mm的7075铝合金板材进行搅拌摩擦焊接,研究了焊接过程中的热输入对搅拌摩擦焊接头的表面形貌、微观组织以及焊缝孔洞型缺陷的影响。试验结果表明,当焊接热输入较小时,接头外观成型良好,无飞边的产生,而当热输入较大时,接头表面成型较差,会在接头表面细密的鱼鳞纹上产生粗糙的毛刺;接头焊核区晶粒的尺寸与焊接热输入大小有一定的比例关系,当焊接热输入越大时,晶粒直径越大;焊接热输入对焊缝孔洞型缺陷也有一定的影响。当焊接热输入不足时,可能会导致接头产生孔洞型缺陷。     

焊接热输入对纯铜焊缝组织及其力学性能的影响

在纯铜(T2)钨极氩弧自动焊(TIG)条件下,研究了不同焊接热输入对焊缝成形、焊缝显微组织及力学性能的影响。结果表明:焊接热输入过大,焊缝正面出现咬边,焊缝反面过宽、余高过高,而焊接热输入过小焊缝未焊透,轧制时易出现根部裂纹;随着焊接热输入的增大,焊缝区以及热影响区晶粒尺寸都增大,接头塑性降低;焊后未轧制时,焊接热输入越大,接头强度越低,而轧制后,焊缝的抗拉强度没有明显的变化,焊接热输入小时的屈服强度明显高于焊接热输入大时的屈服强度,并且接头断裂均发生在焊缝熔合线区,说明熔合线区是整个焊接接头最为薄弱的环节。     

1060铝合金激光焊晶粒生长情况及其对接头力学性能的影响

采用宏观数值模拟与微观EBSD试验相结合的方法研究了激光焊焊接1060铝合金焊缝晶粒的生长情况及其对接头力学性能的影响。结果表明:晶粒尺寸随着热输入的降低而减小,焊缝中心逐渐产生致密的等轴晶,增强晶界强化作用,从而提升焊缝区塑性;在热输入降低过程中,熔池形状从椭圆状过渡为泪滴状,柱状晶生长形态受其影响由弯曲转变为竖直,柱状晶的生长方向与热流分布一致,垂直于熔化边界尾部,并且随着热输入降低与焊缝中心线夹角增大。柱状晶各向异性的特点使其与拉伸力趋近平行时抗拉强度更高;在较小热输入下焊缝晶粒会产生较为明显的立方织构,有助于提升焊缝区塑性;热输入由120 J/mm降至75 J/mm,接头拉伸强度逐步提升,而当热输入降至58 J/mm时焊接速度过快,会产生明显的气孔缺陷,使接头抗拉强度与75 J/mm时相比有所下降。     

GH2132合金环缝结构件裂纹敏感性研究

针对轴承座底盘与螺柱TIG焊环缝结构,对不同硼含量的GH2132合金进行焊接工艺试验,检测焊接接头表面及横截面裂纹,结合接头显微组织形貌及XRD残余应力测试结果分析裂纹形成机理。结果表明,GH2132合金底盘与螺柱TIG焊接头具有焊接裂纹敏感性,裂纹出现在熔合线附近的粗晶区,沿晶界向母材扩展,为液化裂纹。焊接接头裂纹敏感性随焊接热输入的增大而增大,合金中硼元素含量对液化裂纹敏感性有较大影响,含硼高的合金裂纹敏感性高于含硼低的合金。焊接接头裂纹的分布与该构件结构特征密切相关。由于轴承座底盘有一个中心孔且螺柱靠近中心孔的边缘,焊接时螺柱外侧焊缝受到的拘束应力大于其内侧焊缝,裂纹多出现在螺柱环形焊缝的外侧。     

不同焊接热输入下B610CF与16MnR异种钢焊接接头性能分析

采用混合气体保护焊,对新开发的低焊接裂纹敏感性钢B610CF与16MnR钢进行对接焊,试验研究了不同焊接热输入下焊接接头的微观组织和力学性能.结果表明,随着焊接热输入的增大,使焊缝区贝氏体含量下降,而且晶粒变粗大,但对两侧热影响区组织影响不明显;焊缝区的冲击性能明显下降,但对两侧热影响区冲击性能以及焊接接头的强度和塑性影响不明显.     

基于焊缝熔深优化的7075铝合金等离子-MIG复合焊接热裂纹敏感性EI北大核心CSCD

通过一次回归正交实验,建立了7075铝合金等离子-MIG复合焊接参数与焊缝熔深之间的定量关系;利用Gleeble^(-1)500热模拟试验机对7075铝合金进行热塑性实验,确定了合金的脆性温度区间;采用鱼骨法对7075铝合金进行焊接热裂纹敏感性实验,并用SEM、EDS等手段分析了热裂纹的类型及产生原因。结果表明,7075铝合金脆性温度区间为470~620℃;当焊接热输入分别为2.52、2.95和3.42 k J/cm时,随着热输入的增加,焊接热裂纹敏感性呈先降低后升高的变化规律,裂纹类型由母材部分熔化区的液化裂纹转变为焊缝金属区的结晶裂纹,其中当热输入量为2.95 k J/cm时,焊接接头不仅获得最佳的焊缝熔深,而且其热裂纹敏感性最小,焊接热裂纹呈结晶裂纹方式。     

基于焊缝熔深优化的7075铝合金等离子-MIG复合焊接热裂纹敏感性

通过一次回归正交实验,建立了7075铝合金等离子-MIG复合焊接参数与焊缝熔深之间的定量关系;利用Gleeble~(-1)500热模拟试验机对7075铝合金进行热塑性实验,确定了合金的脆性温度区间;采用鱼骨法对7075铝合金进行焊接热裂纹敏感性实验,并用SEM、EDS等手段分析了热裂纹的类型及产生原因。结果表明,7075铝合金脆性温度区间为470~620℃;当焊接热输入分别为2.52、2.95和3.42 k J/cm时,随着热输入的增加,焊接热裂纹敏感性呈先降低后升高的变化规律,裂纹类型由母材部分熔化区的液化裂纹转变为焊缝金属区的结晶裂纹,其中当热输入量为2.95 k J/cm时,焊接接头不仅获得最佳的焊缝熔深,而且其热裂纹敏感性最小,焊接热裂纹呈结晶裂纹方式。     

湿度对铝合金接头裂纹敏感性的影响规律及机理

采用能谱、扫描电镜和X射线衍射等测试方法,研究了湿度对铝合金接头裂纹敏感性的影响规律及机理. 结果表明,在40% ~ 80%相对湿度的条件下,改良的铝合金鱼骨试件接头表面可见结晶裂纹和液化裂纹;随着湿度的增大,接头裂纹敏感性逐渐提高,其中结晶裂纹的敏感性逐渐降低,液化裂纹的敏感性逐渐提高;湿度增大,铝合金焊缝晶粒逐渐细化,裂纹扩展阻力升高,焊缝组织细化导致结晶裂纹敏感性降低;同时提高湿度,电弧温度降低,焊接热输入量减少,液态金属越发不易在晶界处形成连续的网状薄膜结构,也导致结晶裂纹敏感性降低.     

超声振动对6061铝合金焊接热裂纹影响

为解决硬铝合金焊接接头软化严重的问题,选用7075铝合金作为填充材料对6061铝合金进行高组配焊接.焊接接头硬度确有提升,但在焊接过程中产生了热裂纹.文中设计了一个超声辅助平台将超声振动引入到传统的钨极氩弧焊中,在确保焊接接头硬度的条件下解决焊接热裂纹的问题.结果表明,超声功率较低时热裂纹消失,但超声功率达到480 W时,热裂纹再次产生.随着超声功率的增加,焊接接头的晶粒尺寸和形状发生了变化,熔合区的柱状晶被打碎,转变为较为细小的等轴晶,焊缝中心的等轴晶也发生了细化,在功率640 W时焊缝中心的平均晶粒尺寸最小.焊接接头中的析出相数量也随着超声功率的增大逐渐增多,分布逐渐均匀,对焊接热裂纹造成影响,因此存在一个超声功率的范围,能够同时解决焊接接头软化和焊接热裂纹的问题.     

PLC控制激光焊接2524铝合金接头的组织研究

采用PLC控制激光焊接工艺参数对2524铝合金进行了焊接处理,研究了激光功率、焊接速度和送丝速度对2524铝合金焊接接头热裂纹倾向和显微组织的影响。结果表明,随着激光功率的增加,焊接接头的裂纹总数量呈现不断增加的趋势;焊缝中心为等轴树枝晶组织,而靠近熔合线附近为柱状晶组织,焊缝中心的平均晶粒尺寸和靠近熔合线附近的焊缝柱状晶间距均增大;随着焊接速度的增加,焊接接头的裂纹总数量不断增加,热裂纹倾向加大,且焊缝区域的熔宽和焊缝面积减小;随着送丝速度的增加,焊接接头的裂纹总数量降低。采用填充焊丝的焊接工艺后,焊缝的成形性相对自熔焊接更好,且焊缝面积明显增大。     

热输入对铝合金双脉冲MIG焊接头性能的影响

采用双脉冲MIG焊技术对6061-T6铝合金进行对接连接,研究热输入对焊接过程、接头显微组织结构及力学性能的影响. 结果表明,在一定热输入范围内,双脉冲MIG焊焊接过程稳定,飞溅极少,焊缝呈现为美观的鱼鳞纹. 热输入较小时,焊接接头存在明显的未熔合和气孔缺陷,造成抗拉强度较低. 随着热输入的增加,焊接接头的热影响区宽度和熔合区晶粒尺寸逐渐增大,未熔合和气孔缺陷减少,抗拉强度显著提高.     

薄板TC4钛合金TIG电弧和激光焊接接头晶粒尺寸与微观组织

对薄板TC4钛合金进行TIG电弧和激光焊接技术研究,重点分析了TIG焊接电流、焊接速度和激光输出功率对TC4钛合金焊接接头晶粒尺寸、微观组织和显微硬度的影响规律. 试验结果表明,在实现薄板TC4钛合金完全熔透的条件下,激光焊接具有更小热输入,接头焊缝区和热影响区宽度也显著降低. TIG焊接接头晶粒尺寸随热输入增加,呈现增加趋势. 随距焊缝中心位置增加,焊接接头晶粒尺寸均逐渐降低. TC4钛合金激光焊接接头焊缝区呈现魏氏组织特征,针状α'马氏体细小. 近缝热影响区组织为网篮状α'马氏体,而近母材热影响区为未转变α相和针状α'马氏体的双相组织. 随距焊缝中心位置增加,马氏体生成量逐渐减少,焊缝显微硬度值呈现降低趋势;同时相比于TIG焊接,TC4激光焊接接头具有更高的显微硬度.     

EH40大热输入钢双丝窄间隙MAG焊接头组织与性能

利用双丝窄间隙MAG焊对84 mm厚EH40大热输入钢进行对接试验,对焊接接头的组织与力学性能进行考察分析,研究结果表明,双丝窄间隙MAG焊工艺适用于厚板大热输入船板钢的焊接,焊缝成形良好,未见宏观缺陷。焊接接头热影响区组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体与针状铁素体组织。接头抗拉强度近520 MPa,接近母材强度;试样弯曲180°,受拉面未见明显裂纹,双丝窄间隙MAG焊工艺可以获得力学性能优良的厚板EH40大热输入钢的焊接接头。     

焊接热输入对ADB610钢焊接接头组织性能的影响

采用三种焊接热输入对新开发的低碳贝氏体ADB610钢进行焊接,对其焊接接头的微观组织和力学性能进行了试验研究.结果表明,焊接接头的母材区、焊缝区和热影响区组织均为铁素体和贝氏体,在铁素体和贝氏体上还弥散分布着渗碳体;焊接热输入对焊缝区组织和冲击性能影响显著,过大的焊接热输入会使焊缝区贝氏体含量减少,铁素体含量增大,晶粒变粗大,冲击韧性明显降低.     

焊接工艺参数对 9Ni钢焊接接头组织 及弯曲性能的影响

在保证小热输入的前提下,采用不同的焊接工艺参数对9Ni钢进行焊条电弧焊,观察焊接接头金相组织,并对接头进行拉伸、硬度、冲击、弯曲试验,研究焊接电流电压及层间温度对焊缝组织及弯曲性能的影响。结果表明:两种焊接工艺参数下的焊缝组织均由奥氏体和析出相组成,采用较大焊接电流电压及不控制层间温度工艺的焊缝中出现明显的液化裂纹,热影响区组织中出现粒状贝氏体,采用较小焊接电流电压工艺的热影响区组织为板条马氏体。两种焊接工艺参数下的焊接接头拉伸、冲击、硬度试验均合格,采用较大焊接电流电压工艺,焊接接头的冲击值略低,热影响区的硬度值较低,接头塑性较差,在外力作用下裂纹沿着热影响区扩展导致弯曲断裂。采用小电流电压值焊接接头的塑性良好,弯曲试验合格。     

12Cr1MoV钢硬度超标焊缝的组织性能研究及原因分析

通过力学性能测试、金相组织检验及扫描电子显微镜观察等分析了某火力发电机组12Cr1MoV钢硬度超标焊缝的显微组织和力学性能。试验研究结果表明:12Cr1MoV钢硬度超标焊缝的强度高、塑性低、冲击韧性较差;焊缝硬度超标是由于焊后热处理恒温温度不足所致;焊缝硬度超标会使该材料焊接接头产生再热裂纹的倾向增大,容易出现早期开裂失效;采用较小的焊接热输入、有效的焊后热处理、减少接头部位的应力集中是减少12Cr1MoV钢焊接接头再热裂纹的有效措施。     

1561铝合金TIG深熔焊接头组织与力学性能

采用TIG深熔焊工艺,对1561高镁铝合金进行了焊接,并对接头的显微组织和力学性能进行系统分析.结果表明焊缝中无气孔和裂纹缺陷;打底焊道中部存在“∧”字形粗晶区,其上下部晶粒尺寸细小;双层焊经历第二道的盖面焊后,打底焊道晶粒明显长大,熔合区晶粒晶界发生重熔,焊缝软化现象仍有发生;焊缝和热影响区的显微硬度低于母材,但热影响区并没有表现出明显的软化现象.接头抗拉强度可达314 MPa,表明深熔焊工艺适合于1561高镁铝合金的焊接.     

BTW热轧中锰钢MAG焊接性能研究

研究了BTW热轧中锰钢MAG焊焊接性能,利用金相显微镜、拉伸试验机、冲击试验机、维氏硬度计等分析了焊接接头组织结构、力学性能等。实验结果表明,焊接接头平整、光滑,未发现夹渣、宏观裂纹等焊接缺陷。焊缝室温组织由铁素体和奥氏体组成,热影响区奥氏体晶界和晶粒内部有碳化物析出。焊接接头力学性能高于母材,室温抗拉强度在750 MPa以上,焊缝区冲击功为116 J。焊接接头热影响区显微硬度高于焊缝显微硬度,焊缝清根部显微硬度高于焊缝表面显微硬度。清根处焊缝显微硬度为290 HV,热影响区显微硬度在300 HV以上,焊接接头在(160 mm,180°)的弯曲试验中表现为合格。     

Fe-36％Ni合金搅拌摩擦焊接头组织与性能的改善

随着能源业的发展,Fe-36％Ni合金作为结构材料的应用需求越来越广,而电弧焊时存在严重的热裂纹和再热裂纹问题.采用搅拌摩擦焊方法焊接Fe-36％Ni合金可以有效地避免电弧焊带来的裂纹问题,获得成形良好的接头.但已有研究获得的焊缝组织均有晶粒粗化的特点,导致其接头力学性能低于母材.因此,需要解决晶粒粗化问题,寻找组织与性能获得改善的方法.采用控制焊接工艺的方法改善Fe-36％Ni合金搅拌摩擦焊接头的组织和性能.结果表明,在较低的焊接速度下,调整搅拌头转速更适合于控制Fe-36％Ni合金搅拌摩擦焊接头的晶粒尺寸.搅拌头低转速带来较低的焊接热输入,使焊缝具有晶粒尺寸与母材相当或较母材晶粒细化的组织.晶粒尺寸是接头力学性能的主导因素.在400 r/min和2 mm/s的焊接工艺下可获得与母材晶粒尺寸相近、强度和硬度相当、断后伸长率也较高的接头.     

基于断裂参量K因子的焊接接头等承载设计系统

以高效准确的获得含不同缺陷接头满足等承载时的形状参数为目标,结合断裂力学理论及专家系统思想,开发了基于断裂参量K因子的焊接接头等承载设计系统.结果表明,该系统不但可以高效准确的给出焊缝和母材都含缺陷以及焊缝含缺陷母材无缺陷的接头满足等承载时的形状参数,显著提高了等承载接头的设计效率及准确性,推广了等承载接头设计思想.而且能够计算含缺陷接头承受静载时的应力强度因子、J积分、裂纹尖端张开位移、临界载荷和临界裂纹尺寸以及含缺陷接头承受疲劳载荷时的许用载荷幅值和裂纹扩展速率等相关参量,为准确指导含缺陷接头形状设计及安全性评估提供了基础.