钛合金活性剂氩弧焊研究进展(1)

钛合金氩弧焊时加卤化物等活性剂焊接(A-TIG焊)不仅气孔明显减少,而且熔深可成倍增加,焊接接头力学性能也有所改善.由于焊接热输入可大大降低,因此会改善焊接接头组织和减少应力变形.厚板焊接时可大幅度提高生产率.文中介绍了A-TIG焊活性剂及形态、活性剂对焊缝熔深/熔宽比及焊接质量的影响、深熔机理及焊缝成形问题,并对一些问题进行了评论.     

焊前预热对40Cr钢手工自蔓延焊接接头质量的影响

通过对经焊前预热的40Cr钢焊接宏观过程、微观组织和力学性能的分析,研究了焊前预热对其手工自蔓延焊接接头质量的影响.结果表明,母材经预热后,焊缝熔池熔深增大,有利于单面焊双面成形;焊缝缺陷明显减少,力学性能得到有效提高.     

304N2不锈钢管全位置A-TIG焊接工艺

A-TIG焊接是一种采用活性剂来增加焊缝熔深的高效TIG焊接技术。与常规TIG焊相比,A-TIG焊具有焊接效率高、焊缝质量良好及成本低廉等优点。采用A-TIG焊接技术对核电常用的304N2高强度不锈钢管道进行全位置焊接,对焊接接头进行超声波探伤检测、显微组织分析及力学性能测试。试验结果表明,对于不开坡口6 mm厚的304N2高强度不锈钢管采用A-TIG焊接,可实现一次焊透、单面焊双面成形,同时获得外观良好的焊缝,接头显微组织和力学性能均优于常规TIG焊接,且其力学性能均达到标准要求。     

活性剂对3003铝合金直流A-TIG焊的影响

对3003铝合金进行直流A-T1G焊接试验,选用卤化物NaC1、CaF2和氧化物SiO2、MnO2、TiO2作为活性剂,分别研究了单一组元和多组元表面活性剂对焊接熔深、焊缝成形以及接头组织的影响.结果表明:在进行铝合金直流TIG焊时,在焊缝表面涂敷一定成分活性剂能够增加焊缝熔深,改善焊缝质量,提高焊接生产率.总体来看,除NaC1增加熔深有限外,其余活性剂普遍增加熔深1倍以上.多组元配方活性剂增加熔深效果好于单组元活性剂,其中PS5活性剂熔深增加3倍以上,且焊缝成形良好,未见裂纹、气孔、夹渣等缺陷.分别对TIG焊和A-TIG焊接头组织进行观察,A-TIG焊较TIG焊的焊缝组织明显细小,而活性剂对焊接热影响区的平均晶粒度影响不大.     

非铁金属的焊接

铝合金焊接快速成形层间间隔时间分析;焊接参数对铝合金激光-MIG电弧复合焊缝熔深的影响;异种铝合金搅拌摩擦焊接头的微观组织与力学性能;钛合金激光焊接头质量控制工艺的研究现状;ZnCl3和TiO2活性剂对镁台金TIG焊的影响     

非铁金属的焊接

铝合金焊接快速成形层间间隔时间分析;焊接参数对铝合金激光-MIG电弧复合焊缝熔深的影响;异种铝合金搅拌摩擦焊接头的微观组织与力学性能;钛合金激光焊接头质量控制工艺的研究现状;ZnCl3和TiO2活性剂对镁台金TIG焊的影响     

单一活性剂对AZ31B镁合金薄板A-TIG焊的影响

针对镁合金AZ31B,选取氧化物Al_2O_3、氯化物CdCl_2、氟化物AlF_3为活性剂进行活性焊接试验。通过涂覆不同活性剂后,分别采用5 mm板材表面堆焊和2 mm板对接焊试验分析其对焊缝熔深、表面形貌和焊接接头微观组织及力学性能的影响。试验结果表明,堆焊试验中所选活性剂对焊缝表面成型影响各不相同,但均能增加焊缝熔深,其中CdCl_2效果最好;对接焊试验中,活性焊接头强度与普通TIG焊相当,所有拉伸试件均在热影响区断裂;焊接接头仍然为混合断裂方式。     

活性剂对钛合金钨极氩弧焊的影响

对TC4钛合金进行直流正接TIG和A-TIG焊接试验,选用卤化物CaF2、NaCl和氧化物Cr2O3、SiO2、TiO2作为活性剂,研究单一组元活性剂对焊缝表面成形、焊缝熔深及接头组织的影响.结果表明:涂敷活性剂对焊接过程稳定性没有产生明显影响,焊缝表面平整光滑,成形良好.选择合适的活性剂,能够在一定程度上增加焊缝熔深.活性剂成分不同,熔深增加程度也不同,其中SiO2增加熔深作用较为明显,熔深增加约1.9倍.通过金相组织观察,发现TIG和A-TIG焊接头显微组织相似,其中焊缝组织为α+α′,热影响区组织为α+β+α′.     

低碳钢A-TIG焊的活性剂研制

研究了表面活性剂对低碳钢TIG焊的影响。在分析各单一活性剂对焊缝熔深、表面成形影响规律的基础上，确定了活性剂的基本组成体系。利用正交试验法对多组元配方进行了研究，得出了各组元百分含量变化对焊缝熔深的影响规律，SiO2含量为40％时对焊缝熔深的影响最为显著，TiO2和Cr2O3在含量小于30％时对焊缝熔深的增加作用明显，卤化物含量较小时对焊缝熔深的增加作用明显。考虑焊缝的表面成形，得到由CaF2、SiO2、TiO2、Cr2O3等组成的低碳钢A—TIC焊活性剂，可使焊缝熔深增加3倍，在正常焊接规范条件下，不开坡口可将12mm厚低碳钢钢板对接一次焊透，表面成形良好。     

焊接电流对涂覆TiO_2活性剂AZ31镁合金TIG焊的影响(英文)

研究焊接电流对涂覆TiO2活性剂AZ31镁合金板材活性钨极氩弧焊(A-TIG)焊接接头的宏观形貌、微观结构和力学性能的影响。实验结果表明,随着焊接电流的增加,焊缝的熔深和熔宽比增加,涂覆TiO2的焊缝表面形貌逐渐恶化;焊缝中α-Mg晶粒尺寸增加,颗粒状β-Mg17Al12数量增多。与普通的TIG焊相比,A-TIG焊缝熔深明显增加并且晶粒尺寸粗化。当焊接电流小于130 A时,涂覆TiO2焊接接头的极限抗拉强度值随着焊接电流的增加而增加,当焊接电流超过130 A时其抗拉强度值开始下降;焊缝热影响区和熔合区的平均显微硬度随着焊接电流的增加逐渐降低。     

Alternative current flux zoned tungsten inert gas welding process for aluminium alloys

Abstract

A new variant of activating flux tungsten inert gas (TIG) welding process called flux zoned TIG (FZ-TIG) welding is proposed to weld aluminium alloys based on the mechanism of activating flux constricting welding arc. This process can not only increase weld penetration but also obtain perfect weld surface appearance simultaneously. An alternative current FZ-TIG welding is made using SiO₂ as the side region material and flux FZ108 developed by the authors with uniform design method as the central region coat material. The weld penetration can reach above three times that of the conventional alternative current TIG welding. All the weld shape, weld microstructure and weld mechanical properties are fine. Except for argon shielding gas flowrate, other welding parameters, including welding current, welding speed, central coat width, central coat content and solvent, have great effect on the weld penetration of alternative current FZ-TIG welding for aluminium alloys.     

Effect of weld microstructure on weld properties in A-TIG welding of titanium alloy

1　INTRODUCTIONTheactivatingTIGwelding (A TIG)wasfirstlydevelopedbyPatonWeldingInstitute ,Ukraine ,inthe 196 0s[1,2 ] .Itisnotuntiltheendof 1990sthatA TIGweldinghasbeenwidelyresearchedinEuropeandUS ,forexample ,TWIandEWI[3] .Thefluxes ,whichweredevelopedbyEWI ,havebeenappliedintheUSNavyshipbuildingindustry[4 ] .Theprincipleofthistechniqueisthatathincoatingofactivatingfluxiscoatedonthesurfaceofthebasemetalbeforeweld ing .ComparedwiththeconventionalTIGwelding ,the penetrationca…     

铝合金分区活性TIG焊接法研究

针对铝合金材料,提出了一种新型活性焊接方法--FZ-TIG焊(Flux Zoned TIG Welding).在传统TIG焊接前,在待焊焊道表面中心区域涂敷低熔沸点低电阻率活性剂,在两侧区域分别涂敷高熔沸点高电阻率活性剂,然后进行正常焊接,可以同时保证焊接熔深显著增加和焊缝表面成形良好.以自行研制的FZ108活性剂进行了FZ-TIG焊,并与传统TIG焊、采用FZ108作为活性剂的A-TIG焊、采用SiO2作为活性剂的FB-TIG焊进行了对比.发现在相同参数下,采用FZ-TIG焊进行焊接,焊缝熔深明显大于传统TIG焊、A-TIG焊和FB-TIG焊,达到TIG焊熔深的3倍以上,并且焊缝成形良好,焊缝组织细化,力学性能改善.     

随焊超声施加方法对铝合金TIG焊缝成形影响

在铝合金TIG焊接的过程中,超声能量处理熔池可以改善焊缝成形、组织与接头力学性能.文中研究了随焊超声施加方法对铝合金TIG焊缝成形的影响,结果表明,连续施加超声会导致熔池熔体飞溅,焊缝成形不佳;间断施加超声可以有效避免熔体飞溅,焊缝成形良好.随焊超声冲击及随焊滚动超声技术均可实现间断施加超声,结果表明,尽管随焊超声冲击使熔宽变小,但是低频冲击作用对TIG焊缝成形具有副作用,会减小熔深.而采用随焊滚动超声技术,可以有效避免低频机械冲击的不利影响,焊缝熔宽变小的同时熔深也增大.     

高硅粉煤灰活性剂对Q235钢液态金属表面张力及TIG焊缝的影响

为了认识高硅粉煤灰对Q235钢液态金属表面张力的影响，以及表面张力变化后对TIG焊缝的形貌、组织和性能的影响规律. 测量了不同温度下有、无高硅粉煤灰的Q235钢液态金属铺展面积，建立了温度与铺展面积间的经验公式；基于同一焊接参数，研究了高硅粉煤灰作为添加的活性剂对焊缝形貌、焊缝组织及接头的硬度的影响. 结果表明,高硅粉煤灰能够显著地降低液态金属的表面张力，增加焊缝的深度，细化焊缝晶粒，提高接头的力学性能.     

不锈钢活性激光焊工艺研究

以不锈钢SUS304作为试验对象,分别研究了焊接速度、散焦离焦量、激光功率和保护气体等工艺参数以及活性剂和活性元素硫对不锈钢YAG激光焊焊缝成形的影响.试验结果表明,各焊缝表面成形良好,焊接速度和激光功率能明显影响焊缝成形,散焦离焦量和保护气体种类对YAG激光焊焊缝成形的影响较小.与硫含量较低的情况相比,活性剂和活性元素硫含量较高的情况下均能使得焊缝熔宽发生明显收缩,随着热输入量增加,活性剂增加熔深的效果也越明显,表明活性剂对熔深的影响效果与焊接过程的热输入量有密切联系.     

2219铝合金直流正极性A-TIG焊接技术

提出了一种用于2219铝合金焊接的新方法,焊前在待焊表面预先涂敷一层除气去膜活性剂,实现了2219铝合金的直流正极性焊接. 研究不同的活性剂浓度对2219铝合金直流正极性活性TIG焊(A-TIG)焊缝表面成形、气孔缺陷、微观组织以及力学性能的影响. 结果表明,当活性剂浓度为10%时可以获得无气孔缺陷、表面成形和力学性能良好的2219铝合金直流A-TIG焊缝. 与变极性TIG焊相比,焊接过程电弧稳定性好,热输入小,焊缝质量优异.     

高端刀具异种钢A-TIG焊焊接性

针对高端刀具焊接时必须整体预热,接头质量不稳定的问题,采用A-TIG焊接方法对高端刀具中的430不锈钢刀背和3Cr13-1Cr17-3Cr13"三明治"复合不锈钢刀刃进行焊接.研究了活性剂对焊缝熔深﹑焊缝气孔﹑接头力学性能﹑微观组织及接头抗腐蚀性能的影响,并和常规TIG焊进行了比较.结果表明,利用A-TIG可以无需预热实现430不锈钢刀背和3Cr13-1Cr17-3Cr13"三明治"不锈钢刀刃的焊接,且单面焊双面成形,焊缝中未出现气孔、裂纹,接头抗拉强度可达606 MPa;接头热影响区非常窄,焊缝晶粒得到细化;活性剂的加入未降低焊接接头的抗腐蚀性能.因此,高端刀具异种钢A-TIG焊具有良好的焊接性,接头质量高.     

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。