980MPa高强钢焊接接头薄弱环节的确定

通过在低温下进行拉伸试验、冲击试验以及扫描电镜下的断口观察,对屈服强度为980 MPa新型高强钢的MAG和TIG焊接接头的性能和断裂机理进行了研究,并在此基础上确定焊接接头的薄弱环节,提出其薄弱环节对接头整体性能的影响规律.结果表明,这两种焊接方法焊缝金属的抗拉强度与母材相差不大,但其断面收缩率有所降低;焊缝金属尤其原...     

304不锈钢薄板列置双TIG高速焊缝组织与性能

相比常规速度不锈钢焊接,高速焊接过程中焊缝金属的凝固过程及组织形态将会发生变化,从而影响焊缝组织和性能. 对1.2 mm厚304不锈钢薄板对接,采用列置双TIG焊在焊接速度为3.0 m/min时获得了良好焊缝成形,并与常规速度单TIG焊接工艺相比,采用非标准拉伸试样测试了焊缝性能,并分析了其组织. 结果表明,高速双TIG焊接焊缝中心生成等轴晶,两侧树枝晶未形成对向生长的定向晶粒,焊缝抗拉强度及断后伸长率略低于母材;相比常规单TIG焊接工艺,高速双TIG焊接热影响区晶粒平均直径降低了10.3%,但焊缝中心晶粒平均直径增大了12.9%;焊缝抗拉强度和断后伸长率分别提高了4.3%和23.2%,焊缝中心硬度值略高于母材.     

Influence of pre- and post-weld heating on weldability of modified 9Cr–1Mo(V–Nb) steel pipe under shielded metal arc and tungsten inert gas welding processes

Abstract

Welding of modified 9Cr–1Mo(V–Nb) steel pipes has been carried out via shielded metal arc (SMA) and tungsten inert gas (TIG) welding processes. The weld joints have been produced using different preheating temperatures, followed by post-weld heat treatment (PWHT) at various temperatures. The microstructures of the weld and of the heat affected zone (HAZ) of the weld joints have been studied under the optical microscope and correlated with the preheating and PWHT. The average hardness of the weld and different regions of the HAZ, and tensile properties of the weld joints have also been studied and correlated with the preheating and PWHT. The tensile properties of the SMA and TIG weld joints produced using preheating and PWHT at various temperatures are compared and correlated with their microstructures. It is noted that a comparatively high preheating temperature of the order of 573 K is beneficial, and PWHT is necessary to reduce the susceptibility to cold cracking of weld joints of the present steel. The PWHT at 1123 K enhances ductility to fracture, but decreases the tensile strength of the base material, causing fracture of both the SMA and TIG weld joints from this region close to the HAZ. The tensile properties of SMA welds are found to be superior to those of the TIG welds, especially for PWHT at temperatures up to 1023 K.     

Comparison of Microstructure and Residual Stress Between TIG and MAG Welding Using Low Transformation Temperature Welding Filler

A Cr–Ni type of low transformation temperature(LTT) welding filler was devised in the present study. The LTT weld microstructures of the tungsten inert gas(TIG) and metal active gas(MAG) weldings were investigated by using electron-backscattered diffraction and orientation imaging microscopy. The results showed that the LTT weld microstructures prepared by TIG and MAG weldings were primarily martensite with 17.5% and 8.0% retained austenite,respectively. The LTT weld metal using TIG welding had larger grain size than using MAG. In addition, based on the Taylor factor calculation, the weld metal using MAG welding was more competent in repressing fatigue crack initiation.Meanwhile, the high angle and coincidence site lattice grain boundaries were dominant in the LTT weld metal using MAG welding. Moreover, the hardness of the LTT weld metal using MAG welding was higher than that of using TIG. Based on heat input and phase transformation, finite element method was applied to analyzing the tensile residual stress(RS)reduction in welded joints prepared by both conventional and LTT welding fillers, respectively. The corresponding outcome confirmed that the LTT weld metal using MAG welding was more beneficial to tensile RS reduction.     

22MnB5超高强钢焊接组织与性能

采用钨极氩弧焊方法,实现了22MnB5超高强钢淬火前后同种材料之间的连接,进行了焊接接头拉伸试验和热影响区内显微组织及硬度分布试验,并对焊接前后材料的抗腐蚀性能进行了试验分析.结果表明,淬火处理后22MnB5组织结构从铁素体+珠光体组织转变为马氏体组织,显微硬度与抗拉强度大幅度提高,原始及淬火后材料的焊接接头具有良好的力学性能和组织形貌,焊后焊接接头抗拉强度和硬度略低于原始母材,经淬火处理后的材料焊后抗拉强度达到1179.59 MPa,略低于淬火材料但比原始母材高很多,淬火热处理材料的腐蚀速率略有上升,而焊接后将大幅度增加腐蚀速率,通过比较淬火焊缝钢腐蚀速率最大.     

Nd:YAG激光焊接800 MPa TRIP钢的接头组织与性能

采用Nd:YAG激光对强度为800MPa,厚度为1.2mm的TRIP钢板进行焊接.研究焊接速度对焊缝外观和截面成形的影响及接头的组织特点、硬度、强度和成形能力.激光功率相同,焊接速度较低时焊缝易产生气孔,速度较高时易发生飞溅;焊接速度对焊缝熔深及熔宽也有影响.焊缝组织主要由马氏体构成,从焊缝、热影响区到母材,组织中马氏体含量下降,接头的最高硬度出现在焊缝或热影响区.在平行于焊缝方向,焊接接头的抗拉强度高于母材,垂直于焊缝方向,接头的抗拉强度与母材相当.由于焊缝中出现马氏体,接头的塑性和韧性降低,板材的冲压成形能力下降.     

2219高强铝合金超快变换VPTIG焊缝组织和性能

研究开发了一种适用于铝合金材料的新型超快速变换变极性方波电弧焊接技术,以2219-T87高强铝合金为试验对象,采用高频变极性TIG电弧焊接工艺,研究了变极性方波电流频率对焊缝显微组织和拉伸性能的影响.结果表明,随着电流极性变换频率的提高,2219-T87铝合金焊接接头显微组织明显细化,由粗大柱状晶转变为细小等轴晶,接头抗拉强度和断后伸长率显著提高,接头断裂类型由脆性断裂转变为"韧性+脆性"的混合型断裂模式.当电流极性变换频率为1kHz时,2219-T87焊接接头抗拉强度和断后伸长率分别达到母材金属的69%和58%.     

热处理对80μm间隙下IC10高温合金TLP扩散焊组织及高温性能的影响

采用瞬间液相扩散焊技术焊接了80 μm间隙下的IC10高温合金,利用扫描电镜(SEM/EDS)、纳米压痕仪及高温拉伸试验机对热处理前后IC10接头焊缝组织形貌、弹性模量、显微硬度、高温拉伸、高温持久性能及接头断口形貌进行了测试. 结果表明,当采用SBM-3作为中间焊料,焊缝间隙尺寸为80 μm时,在1 250 ℃,5 MPa,6 h的焊接工艺条件下,焊缝组织与母材组织形貌成分相近. 经过热处理后,测得其在1 100 ℃的温度下,抗拉强度可达268 MPa,高于母材(275 MPa)的97.5%;对焊缝的高温持久性能进行了检测,测得其在温度1 100 ℃,应力为36 MPa的条件下,焊缝持久寿命大于117 h,高于母材的90%. 在接头结构中,较大体积浓度的γ + γ′相存在于焊缝中,接头结构由母材平稳过渡到焊接接头. 高温拉伸及高温持久试验中裂纹从硼化物和碳化物的边缘以及γ + γ′共晶边缘处的微孔扩展. 热处理提高了母材弹性模量的同时降低了焊缝的弹性模量,接头弹性模量的降低提高了TLP扩散焊接头的高温力学强度.     

AZ71镁合金TIG焊焊接接头微观组织与力学性能

采用钨极氩弧焊接方法对2.2mm厚镁合金AZ71薄板进行焊接加工。焊后对接头进行拉伸试验和硬度测试,结果表明:采用90A的电流焊接时,接头抗拉性能最好(281.23MPa),达到母材的89.58%。断裂发生在焊缝区,焊接接头断口呈准解理断口,接近解理断口;母材断裂为延性断裂,断口呈韧窝断口;焊缝区显微硬度最高,其次是母材,热影响区硬度最低。     

不锈钢旁路分流MIG-TIG双面电弧焊工艺特性

以6 mm厚304不锈钢为试验材料,进行旁路分流MIG-TIG双面电弧焊接工艺试验.试验发现,该工艺不仅可以获得稳定可靠的焊接过程和美观的焊缝成形,还具有显著增加接头熔深、减少焊接缺陷、提高焊接生产率和降低焊接成本等优势,可实现在小电流(110 A)下6 mm厚304不锈钢的可靠连接.相同条件下,旁路分流MIG-TIG双面焊的熔化效率可达60.2%,远高于TIG焊的17.6%和旁路分流MIG焊的43.2%.拉伸试验表明,焊接接头的抗拉强度为776.5 MPa,约为母材强度的95%,接头断裂发生在焊接热影响区而非焊缝处,拉伸断口与受力方向约为45°,且断口表面颜色灰暗,呈典型的剪切型韧性断裂特征.     

采用镍基和奥氏体焊材焊接Cr13钢焊接接头性能

采用ER309L氩弧焊丝的奥氏体焊材和ERNiCrFe-3镍基焊丝的镍基焊材对Cr13钢母材进行TIG焊接,通过无损检测、显微组织、力学性能和耐腐蚀性能试验,对两种焊材的焊接接头性能进行研究.结果表明,两种焊接接头均未发现焊接缺陷,焊接接头属于高强匹配,弯曲性能合格.与奥氏体焊材焊缝相比,镍基焊材的焊缝冲击韧性低,硬度高,耐电化学腐蚀性能高.     

ZL114A铸铝搅拌摩擦焊接头性能

研究了采用不同焊接参数时ZL114A铸铝搅拌摩擦焊接头的金相组织、硬度分布及力学性能。结果表明，ZL114A铸铝的搅拌摩擦焊焊接性良好。焊核区的微观组织是无方向性的、细小的等轴晶粒。细化的硅粒子均匀布满整个焊核区。与粗大的树枝状母材相比，焊核晶粒细小、均匀而致密，没有观察到气孔等缺陷。焊缝区硬度分布较母材稳定，变化范围小。随着焊速增加，硅粒子所占体积比逐渐下降。热一机械影响区晶粒被拉长。接头的力学性能与焊接参数的匹配有关系。采用高焊速及转速与焊速比在3左右，获得的接头抗拉强度可达到母材的91％。焊后经T6热处理，可与同炉热处理母材等强。     

CO_2激光焊接600MPa DP钢接头组织与性能

采用CO2激光对抗拉强度为600MPa,厚度1.4mm的DP钢进行焊接.研究焊接速度对焊缝外观和截面成形的影响、接头的组织特点、硬度、强度和成形能力.结果表明,激光功率相同,焊接速度较低时焊缝易产生气孔,焊接速度较高时易发生飞溅;焊接速度对焊缝熔深及熔宽也有影响.焊缝区组织主要由马氏体构成,从焊缝、焊接热影响区到母材,组织中马氏体含量下降,接头的最高硬度出现在焊缝或热影响区.在平行于焊缝方向,焊接接头的抗拉强度高于母材,垂直于焊缝方向,接头的抗拉强度与母材相当.由于焊缝出现马氏体组织,接头的塑性和韧性降低,板材的冲压成形能力下降.     

5A06铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊T形接头组织与性能

采用静止轴肩搅拌摩擦焊方法实现了10 mm厚5A06铝合金T形接头的焊接. 通过低主轴转速匹配高焊接速度与高主轴转速匹配低焊接速度两组不同的焊接参数,结合拉伸试验、宏观与微观金相分析、电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,EBSD)分析与扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)断口分析,研究了热输入对焊接接头力学性能与组织的影响. 结果表明,在两组焊接参数下均可获得无孔洞缺陷的全焊透T形接头,焊缝表面光滑平整,几乎无减薄发生;热输入不同会改变搅拌针与周围材料的摩擦形式,引起焊缝出现弱结合缺陷,并影响接头抗拉强度; 在高主轴转速匹配低焊接速度时,焊缝中心重叠区顶部易产生弱结合缺陷,导致接头抗拉强度较低,为198 MPa,拉伸试样断裂在筋板. 在低主轴转速匹配高焊接速度时,焊缝无缺陷存在,接头抗拉强度为287 MPa, 拉伸试样断裂在底板.     

Pulse TIG Welding of Two Al-Mg-Si Alloys

This article reports the influence of pulse tungsten inert gas (TIG) welding parameters on the microstructure, hardness and tensile strength of weld joints of two Al-(0.5-0.8%)Si-(0.5-0.6%)Mg alloy (T4) produced by using three pulse frequencies (25, 33, and 50 Hz) and two duty cycles (40 and 50%). It has been observed that the mechanical properties (hardness and tensile strength) are sensitive to microstructure of weld metal, which is appreciably affected by the pulse parameters. Low frequency produced higher strength and hardness than high pulse frequency under identical welding conditions. Weld metal and HAZ were found stronger than the base metal. SEM study showed that the fracture of weldment was mostly brittle type.     

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.     

P92钢的CMT+P焊接接头组织性能

介绍了冷金属过渡+脉冲(CMT+P)焊接的焊接方法和特点. 采用CMT+P焊接工艺对P92钢板进行了对接焊接试验,并对比分析了P92钢的CMT+P焊接工艺与TIG打底+SMAW填充焊焊接工艺的焊接接头组织和性能. 结果表明,两种工艺的焊接接头经热处理后均为回火马氏体组织,且CMT+P的马氏体板条间距较小,热影响区为等轴晶且较窄,高温蠕变性能相对较好;CMT+P焊接接头抗拉强度优于母材,且冲击韧性与TIG打底+SMAW填充焊焊接头冲击韧性水平相当. 进而证实了CMT+P可作为P92钢焊接工艺的一种新选择.     

Incoloy 825镍基高温合金电子束焊工艺及接头组织与力学性能分析

采用电子束焊，对空冷器管箱Incoloy 825镍基高温合金进行对接焊试验. 通过对焊接接头的组织观察，并结合拉伸力学性能以及接头的冲击韧性等试验，分析镍基高温合金电子束焊接头的组织和力学性能. 结果表明, 采用电子束焊焊接镍基高温合金可以得到良好的焊接接头，焊缝区组织由大片等轴晶和少量柱状晶组成；焊缝区没有出现明显的元素烧损现象；焊缝、热影响区硬度达到母材硬度值；焊缝接头抗拉强度达到600 MPa，接近母材抗拉强度，接头断裂形式为韧性断裂；焊缝和热影响区的冲击吸收能量高于母材区，其中焊缝区的冲击吸收能量达到了262 J，冲击断口形貌为韧窝状.     

超声电弧激励电流对MGH956合金TIG焊缝气孔和拉伸性能的影响

通过高频调制TIG焊电弧激发超声电弧,对MGH956合金进行TIG焊接,对比了在不同激励电流作用下焊缝的气孔数量和性能的变化,分析了超声电弧的作用机制.结果表明,与未施加超声电弧相比,在激励电流为5A或10 A时,焊缝气孔明显长大,但数量并没有减少,在激励电流提高到20A或30 A后,气孔数量急剧减少;超声电弧的引入,使焊接接头的抗拉强度得到提高,且在激励电流为20 A时,焊缝的抗拉强度达到最大为550 MPa,达到母材的76％,同时接头由完全的脆性断裂变成脆性-韧性混合断裂形式.     

厚板钛合金窄间隙TIG焊接头组织与性能

采用氩弧焊的方法在窄间隙条件下,采用TIG填丝多层焊的方式实现了TC4厚板钛合金的优质连接．结果表明,通过优化焊接参数和合理的惰性气体保护方案设计,保证了接头的完整性与可靠性．通过宏观和微观金相分析,发现窄间隙焊接条件下晶粒生长遵循联生结晶生长规律;由于受到焊接热循环的作用,致使接头显微结构随着冷却速度变化呈现不同的组织结构;窄间隙TIG焊接头因啮合强化而使得接头强度得到提高,焊缝的平均强度达到母材的90％以上．