DP540双相轮辋钢焊接接头组织特征及其不均匀变形研究

利用金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)研究了DP540双相钢闪光对焊接头各特征区域的组织。利用显微维氏硬度计和万能拉伸试验机测量了焊接接头的硬度和拉伸性能。研究发现:DP540双相钢闪光对焊接头存在5个特征区域,分别为焊接界面区、粗晶区、再结晶区、部分再结晶区和母材,其中界面区的硬度最高。焊接接头的屈服强度为464MPa,抗拉强度为517 MPa,断后伸长率为21. 5%,试样在应变为8. 5%时发生缩颈,断裂位置处于粗晶区。利用IPP分析软件统计了焊接接头各特征区铁素体和马氏体两相的比例,结果表明,不同特征区两相比例的差异是造成DP540双相钢焊接接头在拉伸过程中产生不均匀变形的主要原因。     

屈强比对DP540双相钢闪光对焊接头变形行为的影响

对屈服强度不同、厚度为6 mm的DP540双相钢板进行了闪光对焊。检测了焊接接头的显微组织和拉伸性能。结果显示：屈服强度为338 MPa的焊接接头屈强比为0.62,拉伸试样断裂在粗晶区;屈服强度约为450 MPa的焊接接头的屈强比为0.8～0.9,拉伸试样断裂于母材;屈强比较低的接头母材组织粗大且马氏体呈大块状,粗晶区部分铁素体晶粒尺寸达50μm以上;焊接接头在拉伸试验过程中首先在粗晶区产生塑性变形,其不同区域的变形不均匀;屈强比较大的焊接接头母材铁素体晶粒尺寸约为10μm,粗晶区铁素体晶粒尺寸约为20μm;特征区组织细小且马氏体呈岛状弥散分布的焊接接头在拉伸试验过程中能均匀变形。     

DP590镀锌双相钢CMT焊接接头显微组织及力学性能

针对汽车制造中薄板焊接质量问题及鉴于汽车行业对镀锌双相钢的大量需求,在弧长修正系数为0,送丝速度为3.0 m/min,焊接速度为400 mm/min的焊接工艺参数下,对1.0 mm厚的DP590镀锌双相钢进行了CMT搭接焊试验,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜与维氏硬度计等设备研究了焊接接头的显微组织与力学性能。试验结果表明,CMT焊接DP590镀锌钢能够得到成形良好的焊接接头。焊缝组织主要为板条马氏体,粗晶区由板条马氏体和少量铁素体组成,细晶区组织多为马氏体及少量贝氏体,不完全相变区中的铁素体含量增加,马氏体含量减少;焊接接头拉伸试验断裂位置在不完全相变区,属于塑性断裂,最大载荷为10.48 kN,与母材接近。焊缝平均硬度值最高,约为260 HV,不完全相变区显微硬度值最低,约为170 HV。该研究为DP590镀锌双相钢薄板CMT焊接提供工艺参考,对汽车轻量化生产制造具有重要的工程意义。 创新点： (1)针对汽车用钢薄板焊接的难点,提出具有低热输入焊接特点的CMT工艺。 (2)研究DP590镀锌双相钢CMT焊接接头显微组织及力学性能,研究结果可为工厂实际生产提供理论依据与数据支持。     

超塑成形TC4薄板激光焊接头组织及性能研究

对1mm厚Ti6A14V钛合金薄板进行了激光焊接工艺试验,研究结果表明:激光焊配合修饰焊工艺获得成形均匀和质量良好的接头,且焊缝内部无气孔、裂纹等缺陷。接头焊缝区组织以针状α′马氏体相为主,热影响区组织分为粗晶区和细晶区,粗晶区包含较多的针状马氏体,细晶区则为板条状α相+少量针状马氏体;接头硬度由母材区到焊缝区呈逐渐增高趋势,焊缝区显微硬度最高,为371 HV。薄板TC4钛合金激光焊接头拉伸强度与基材相当,断后伸长率略低于母材,接头横弯弯曲角度略低于母材,弯曲断裂于母材侧。     

DP600冷轧双相钢的激光焊接性

通过研究DP600冷轧双相钢激光焊接头微观组织、力学性能、显微硬度、杯突试验等进行考察焊接性能。试验结果表明,DP600双相钢在4种焊接工艺下均能获得合格的焊接接头,焊缝区产生了大量的马氏体组织,热影响区主要为马氏体和少量铁素体组织,拉伸试验均断于母材,杯突试验后形成的裂纹垂直于母材,热影响区未出现软化区。     

车用先进高强钢DP590光纤激光焊接接头组织及性能研究

采用光纤激光器对厚度为1.6 mm的DP590钢板进行激光对焊。结果表明,DP590钢焊缝组织主要是板条马氏体,硬度明显高于母材;热影响区可分为完全淬火区、不完全淬火区、回火区;焊接接头硬度分布不均匀,在焊缝有着最高硬度;热影响区过渡到母材时,硬度急剧下降,且存在轻微的软化区,最低硬度仅为176.4 HV;随着焊接速度的升高,焊接接头各区域宽度变窄,硬度随之增加,当焊速达到5 m/min时,其焊缝的最高硬度为所有试样中的最大值;在垂直于焊缝的负载下,3~5 m/min焊接速度的拉伸试样均断裂在母材,为韧性断裂。     

焊接速度对30CrMnSiNi2A钢电子束焊接头组织和力学性能的影响

30CrMnSiNi2A钢由于其出色的质强比成为制造飞机起落架、襟翼的重要材料。电子束焊的焊接速度对工程应用中30CrMnSiNi2A钢的微观结构和机械性能产生极大影响。接头微观组织从热影响区细小等轴的回火索氏体与马氏体混合组织,转变为焊缝区域的树枝状板条马氏体晶粒。显微硬度由母材向焊缝中心逐渐增高,焊缝区域显微硬度最高可达690HV0.2,约为母材的两倍;拉伸强度最高为842MPa,达到母材强度的96.9%。此外随着焊接速度的提高,晶粒尺寸减小,显微硬度随之提高;但HAGB和渗碳体数量的下降对接头强度不利,使得接头抗拉强度随焊接速度提高而下降,不同焊接速度下接头断裂模式均为脆性断裂。     

超高强度钢40CrNi2Si2MoVA激光焊接组织和性能研究

为了改善超高强度钢40CrNi2Si2MoVA的焊接性能,采用CO2激光对其进行了焊接处理。利用光学显微镜、显微硬度仪、电子万能试验机、电子扫描显微镜和X射线应力测定仪等对焊接接头的显微组织、硬度、拉伸强度、拉伸断口和残余应力进行了研究。结果表明,焊缝中心区组织为等轴晶,近中心区为小柱状晶,边缘区为柱状树枝晶与粗大柱状晶,熔合区为柱状晶、胞状晶。热影响区(HAZ)主要组织为板条马氏体、岛状马氏体、贝氏体及少量残余奥氏体;焊缝区平均硬度595HV,硬度最大值在HAZ,其值为637HV;从HAZ到基材硬度值下降显著;接头拉伸断裂部位发生在靠近焊缝基材区,拉伸断口为韧窝断口,其抗拉强度值和母材拉伸强度值相当,平均值为1607.8MPa,接头冲击韧度为54.5J/cm2;从焊缝中心区到基材区,焊接残余应力先增大,后减小,变化显著。     

ULCB钢电子束穿透焊组织与性能

为了进一步探索ULCB钢的焊接性能,采用真空电子束穿透焊不同束流强度对14 mm钢板对接接头进行了焊接,通过焊缝形貌比较,束流强度为100 mA时,接头焊缝成形最好,选取该接头做了拉伸、硬度、冲击试验及金相组织分析.结果表明,拉伸试样的断裂区域在母材区,抗拉强度为761 MPa、屈服强度为669 MPa,硬度范围在270~330 HV;冲击试样的断裂区域在热影响区,焊缝区平均冲击功为288 J,热影响区平均冲击功为273 J;接头显微组织中,焊缝区和热影响区产生了α'马氏体相,使焊缝区和热影响区产生相变强化,导致焊接接头的强度和硬度均高于母材.     

DP590高强钢激光焊接接头组织与显微硬度分析

使用YAG型光纤激光器对DP590钢进行激光焊接试验,研究了焊接接头的微观组织和显微硬度。结果表明:激光输出功率为3 k W,焊接速度为3、4、5 m/min时,焊接接头外观形貌较好,没有出现裂纹、气孔。随着焊接速度的增大,焊接接头的焊缝区和热影响区的宽度逐渐减小。焊缝中心的组织为板条状的马氏体,靠近焊缝热影响区的组织为马氏体和少量的铁素体,靠近母材热影响区的组织为马氏体和大量的铁素体。接头焊缝区的显微硬度明显高于母材,焊缝中心的最高硬度为380 HV。焊接接头的硬度从焊缝到母材呈逐渐减小的趋势。     

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。     

TC4钛合金激光-MIG复合焊接头组织性能

采用激光-MIG复合焊接方法实现了3 mm厚TC4钛合金的焊接,并研究了焊接接头的组织特征、硬度分布、拉伸性能和耐蚀性能。研究结果表明：激光-MIG复合焊接可以实现TC4钛合金的高质量焊接,焊缝成形良好,无明显缺陷;焊缝中心为粗大的β相柱状晶,晶内为细小的针状α′马氏体;热影响区主要为等轴状的α相+β相+α′马氏体,随着远离熔合线,晶粒越来越细且α′马氏体含量越少;焊缝区硬度最高、热影响区硬度次之,母材区硬度最低,且热影响区粗晶区硬度高于细晶区硬度;焊接接头平均抗拉强度为1 069 MPa,平均断后伸长率为5.3%,试样均断裂在靠近热影响区的母材区域,断口呈现塑性断裂特征,同时焊接接头的耐蚀性能略高于母材。     

TIG重熔对转向架用P355NL1钢焊接接头性能的影响

利用TIG重熔工艺对转向架用P355NL1钢对接接头进行处理,利用金相显微镜、维氏硬度计以及拉伸试验机研究了TIG重熔对焊接接头微观组织形貌、硬度和抗拉强度的影响。TIG重熔前后焊接接头母材及焊缝组织相同,而TIG重熔区主要为马氏体+少量的M-A组元。TIG重熔前后焊接接头母材及焊缝组织硬度相当,母材为160 HV,焊缝为190HV,而TIG重熔区的硬度显著提高到393 HV。TIG重熔前后焊接接头的抗拉强度基本不变,断裂部位均在母材上。     

激光速率对B52L高强度钢焊接接头综合力学性能的影响

利用光学电子显微镜、扫描电镜和透射电镜,以及硬度测试、拉伸试验等手段,对不同焊接参数下微合金高强钢的组织形貌和力学性能进行了研究。结果表明,在低焊速下,微合金钢的焊接接头出现缺陷,随着焊接速度的增加,焊接接头的宽度减小。焊缝区的组织在低焊速下会出现少量的贝氏体和铁素体,但主要组成为板条马氏体。热影响区的组织呈现不均匀状态,其细晶区组织细小,粗晶区组织晶粒尺寸粗大。微合金高强钢的焊接接头硬度峰值位于粗晶区,接头的拉伸断裂位置出现在母材区。     

厚板铜镍合金电子束焊的接头组织与力学性能

采用真空电子束焊接实现了船用厚板铜镍合金的优质可靠连接,焊后对接头组织、显微硬度、拉伸性能和冲击性能进行了测试研究。研究结果表明,焊缝为粗大的枝晶组织,热影响区为晶粒大小不等的孪晶组织,靠近焊缝处晶粒有异常长大;接头显微硬度最高值为HV0.2122,出现在热影响区;焊接接头最大抗拉强度达到342 MPa,与母材等强,拉伸试样均在母材断裂,拉伸断口分布大小不一的韧窝,呈明显的韧性断裂特性;焊缝最高冲击吸收功达到160 J,高于母材的,热影响区最低冲击吸收功121 J,略低于母材的。     

DP980双相钢CMT焊接接头组织及性能

基于冷金属过渡(CMT)焊接技术,对1.2 mm厚DP980双相钢进行焊接试验。研究3～6 m/min送丝速度和350～600 mm/min焊接速度工艺参数对焊接接头显微组织与力学性能的影响。结果表明,CMT搭接焊工艺可制备无明显缺陷、成形性良好的DP980双相钢焊件;焊接接头热影响区分为完全相变粗晶区、完全相变细晶区及不完全相变软化区3个部分,主要由马氏体、铁素体和少量贝氏体组成;随着送丝速度的增大,粗晶区晶粒尺寸由13.89μm增大至25.17μm;随焊接速度的增大,粗晶区晶粒尺寸由26.86μm减小至16.11μm;完全相变细晶区平均显微硬度可达400 HV,而软化区硬度则降低至260 HV;在3 m/min送丝速度和500 mm/min焊接速度条件下,焊件拉伸性能最佳,抗拉强度可达967 MPa;由于软化区铁素体富集,断口产生于软化区,断裂方式为韧性断裂。     

QP980-DP980异种先进高强钢激光焊接头微观组织及力学性能

采用光纤激光焊实现了异种汽车用先进高强钢QP980与DP980的拼焊连接,对异种焊接接头的微观组织、硬度分布进行了观察和测试,对焊接接头的拉伸性能进行了测试,对断口形貌进行了观察和分析。结果表明,焊缝区域的组织全为马氏体组织,且硬度最高(535 HV);两侧焊接热影响区均可分为完全相变区、不完全相变区和回火区三个区域。两侧热影响区中的完全相变区由于冷却速度快全部为马氏体组织,硬度提高;不完全相变区部分形成马氏体,成为马氏体和铁素体的混合区,回火区由于回火马氏体的出现使其硬度下降。QP980侧的回火区由回火马氏体、铁素体和残余奥氏体组成; DP980侧的回火区由回火马氏体和铁素体组成。接头拉伸断裂发生在DP980侧热影响区,抗拉强度达到DP980母材的98. 9%,断后伸长率约为DP980母材的70. 9%,断裂模式为韧性断裂。     

一种Fe-Cr-Ni-Mo高强高韧合金钢焊接接头的组织和力学性能

采用熔化极活性气体保护焊(MAG焊)对一种Fe-Cr-Ni-Mo高强高韧合金钢板进行多道次焊接,利用SEM、EPMA、TEM以及拉伸、冲击等实验研究了焊接接头的组织和力学性能。结果表明,焊缝金属由柱状晶和等轴晶组成,其中上部焊缝以柱状晶为主,而下部焊缝的等轴晶含量增加。焊缝上部因冷速较快形成回火马氏体组织;下部因合金元素含量较高,淬硬倾向较强,形成了粒状贝氏体组织。靠近焊缝的热影响区为较粗大的马氏体组织,其硬度最大(621 HV),明显高于母材(410 HV)。上部焊缝金属的硬度为365 HV,低于母材,而下部焊缝的硬度高于焊缝上部和母材,为450 HV。因此,焊接接头上部拉伸试样在焊缝处发生断裂,断裂强度为1109 MPa,而焊缝的下部拉伸试样在母材处发生断裂,断裂强度为1183 MPa。本实验用Fe-Cr-Ni-Mo合金钢的焊接接头强度较高,焊接强度系数不小于0.93,焊缝金属的冲击功为53 J。     

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。     

20CrMnSi低合金钢激光焊接头的组织与力学性能

在一定焊接参数下,利用氩气做保护气对20CrMnSi钢进行激光焊接,用光学显微镜观察了焊接接头的微观组织,用维氏硬度计测量了焊接接头的显微硬度。结果表明,焊接接头成形良好;焊缝组织为板条状马氏体,中心为细小的等轴晶,边缘为细小的柱状晶;过热区为马氏体和少量的珠光体,不完全正火区为马氏体与铁素体的混合组织;焊接接头的硬度分布不均匀,焊缝的硬度较母材的硬度高,焊缝边缘的硬度比焊缝中心的硬度高。