薄壁6061铝合金TIG焊接结构强度研究

焊缝强度是影响薄壁承压容器整体强度的关键因素，为研究保证其焊缝强度的焊接及热处理工艺路线．采用TIG方法对薄壁6061铝合金材料进行了焊接，焊后采用了固溶加人工时效的热处理方式。通过拉伸试验对焊缝的强度进行研究，确定了合适的焊接参数和热处理工艺，分析了焊缝缺陷的产生原因和解决办法。     

HG785D薄壁槽形件对扣焊接工艺

研究HG785D薄壁槽形件对扣焊接工艺,分析总结出一套关于HG785D薄板焊接的较为合理的焊接工艺规范,可减小薄壁件焊接存在的复杂、多元变形,达到单面焊接双面成型。有效地解决了薄壁梁焊接存在的技术难题,保证焊缝射线探伤一次检验合格。对焊缝进行力学性能试验。结果表明焊缝的强度、冲击功均超过基材,强度达到Ⅰ级要求。焊接工艺经多次检验效果良好,为低合金高强钢薄板焊接提供了技术支持。     

T250无钴马氏体时效钢薄壁件焊接工艺试验

为了确保T250无钴马氏体时效钢薄壁筒形压力容器的焊接质量和可靠性,制备薄壁片状、筒形焊接试件及角焊缝焊接试件进行了钨极氩弧焊焊接工艺试验。试验结果表明,T250钢具有良好的焊接性,薄壁件钨极氩弧焊不易出现冷裂纹,焊前不需预热,焊后不需进行消除应力的热处理;焊接时,应严格控制焊接电流,防止出现焊接缺陷;焊接后,焊接接头的强度不高,需要通过时效或固溶+时效处理才能达到超高强度钢的强度,其时效工序不可忽视。     

热处理对Ti1300高强钛合金电子束焊接组织和力学性能的影响

对不同原始状态的Ti1300合金电子束焊接样品进行不同的热处理,研究了焊前热处理和焊后热处理工艺对合金焊接样品的组织和力学性能影响。结果表明,焊接前不同热处理对合金焊缝组织和性能影响不大,在焊缝无热处理情况下,焊缝主要由较大尺寸的柱状β晶和亚晶构成,形成的α相极少,并主要分布在稳定晶粒的晶界处,这种组织使得焊缝区的强度和塑性明显低于基体。焊接后无论采取哪种热处理工艺,都无法改变合金焊缝区β晶粒的形态和尺寸,亚晶依然存在。热处理可以调节焊缝区α相的含量、尺寸和形态,但析出的α相的分布总体趋向于在稳定晶界处形成。焊缝区的性能依赖于析出α相的尺寸和数量,当单独在较低温度退火或时效时,焊缝区α相强化效果明显,焊缝强度大于基体,断裂发生在基体。     

热处理对304不锈钢板激光焊接接头组织和力学性能的影响

采用YAG脉冲激光焊对304不锈钢薄板进行了搭接焊接,焊后并进行了不同工艺的热处理,分析了热处理工艺对焊接接头组织、硬度和抗拉强度的影响。试验结果表明:对焊接试样进行1000℃保温60min水冷(固溶处理)后,焊缝中心显微组织呈等轴晶,组织细小分布均匀,焊缝边缘呈柱状晶,垂直熔合线向中心延伸。焊缝区平均硬度达到216.4HV,接头抗拉强度为375MPa,远高于其他热处理工艺的接头抗拉强度。采用该热处理工艺,焊缝质量较好,具有较高的力学性能。     

多次热处理对TA15钛合金电子束焊接头组织和性能的影响

通过对TA15钛合金薄板电子束焊接头进行多次热处理试验研究,分析了不同热处理制度对接头组织和性能的影响。结果表明,多次热处理工艺对钛合金板材电子束焊接头抗拉强度和屈服强度影响不大,断后伸长率和断面收缩率稍微有些下降。对母材、热影响区、焊缝的微观组织影响不大。     

ZG270-500与40Cr的焊接

重型装载机(ZL50)中,焊接桥壳是重型工程车车桥的主体.根据强度要求,一般采用ZG270-500(35)钢经正火处理后与40Cr钢经调质处理后(270-320HBW)焊接在一起完成.2种钢材均为中碳钢,采用常规的焊接工艺,需要进行焊前预热和焊后热处理才能达到焊缝性能的要求.本文介绍一种无需焊前预热和焊后热处理的焊接工艺,也能达到车桥桥壳焊缝强度要求.     

焊接线能量对T122钢焊缝组织及硬度的影响

采用钨极氩弧焊工艺在不同焊接工艺参数下对T122钢进行了焊接,并对焊接接头进行了焊后热处理,热处理温度为760℃、恒温时间为1 h,对热处理后的焊缝进行了微观组织观察及显微硬度测试,并对δ铁素体的含量进行了测定。结果表明:焊接电流选择100 A,焊缝中δ铁素体含量低于5%,焊缝及热影响区硬度满足标准要求。     

焊后热处理对Al-Mg-Sc合金板材焊接接头组织与力学性能的影响

采用Al-Mg-Se-Zr焊丝为填充材料对Al-Mg-Sc合金薄板进行手工非熔化极惰性气体保护焊(TIG焊),并对焊接接头进行350℃下保温1h的焊后热处理.通过拉伸实验、显微硬度测试、SEM及TEM观察对热处理前、后的Al-Mg-Sc合金焊接接头的力学性能及微观组织进行了对比研究.结果表明:热处理前焊接接头强度为332MPa;经350℃/1h热处理后,焊接接头强度增至410 MPa,焊接接头强度系数达到0.98,焊接接头延伸率由5.6%增加至14.4%,并且焊缝区的显微硬度得到大幅度提高,拉伸时断裂位置由焊缝区转移到了熔合区.焊后热处理使焊缝区析出大量弥散分布的Al3(Sc,Zr)粒子,这些粒子与基体共格,使焊缝区的硬度、抗拉强度和屈服强度大幅度提高.     

单道单面焊双面成形焊接工艺在低压薄壁容器生产中的应用

采用高效药芯焊丝CO2气体保护焊进行了低压薄壁容器筒体纵缝机动焊的单道单面焊双面成形焊接工艺试验研究,结果表明,焊缝成形美观,焊接接头力学性能良好,RT射线结果合格,能够满足容器设计要求。将该焊接工艺应用到低压薄壁容器的焊接,简化了焊接工序,提高了生产效率,为以后类似低压薄壁容器焊接提供了一些借鉴。     

镁合金交流TIG和脉冲TIG组织性能分析

采用交流TIG和交流脉冲TIG两种焊接方法焊接变形镁合金AZ31B板材,利用高速摄像机和红外热像仪研究稳定焊接过程中的电弧形态和焊接温度场,观察焊接接头的微观组织并进行力学性能拉伸试验.发现脉冲焊接在峰值电流加热时的电弧形态明显大于交流TIG焊接时的电弧.对比焊接温度分布曲线可以看到,脉冲焊接时熔池两侧区域的冷却速度更快.脉冲焊接接头的热影响区更窄,而且晶粒更细小均匀.拉伸结果显示交流脉冲TIG焊接接头强度高于交流TIG焊接接头强度.     

热处理对1Cr18Ni9Ti与2Cr13钢板焊接接头耐腐蚀性的影响

通过填丝钨极氩弧焊方法对1Cr18Ni9Ti与2Cr13钢板进行焊接,并对焊接接头进行焊后热处理。采用SEM对焊接接头热处理前后的组织进行观察及分析;采用模拟海水浸泡试验,测量了焊接接头的交流抗阻和极化曲线。结果表明,1Cr18Ni9Ti和2Cr13钢板焊接接头热处理前焊缝为典型的柱状晶,组织为板条马氏体+奥氏体+第二相;热处理后焊缝组织为回火索氏体+奥氏体+第二相。热处理前后,焊接接头耐腐蚀性由强到弱的顺序都为:奥氏体母材>奥氏体侧热影响区>焊缝区>马氏体侧热影响区>马氏体母材。对比而言,热处理后焊接接头中马氏体母材区的耐蚀性略有升高,其他区域均有下降。     

Microstructure and Mechanical Properties for TIG Welding Joint of High Boron Fe-Ti-B Alloy

采用钨极气体保护焊,以基体金属作为焊接填料,可以成功实现对高硼Fe-Ti-B合金的焊接。对焊件的微观结构进行了分析,研究表明,高硼Fe-Ti-B合金的焊接质量良好,焊接接头处不存在裂纹、未熔合、未焊透等缺陷;熔合区和热影响区的微观结构与基体明显不同,但能谱分析表明其化学成分非常均匀。对焊件进行了力学性能测试。测试结果表明,相对于基体材料,焊件的屈服强度略有升高,但抗拉强度降低。尽管如此,焊后高硼Fe-Ti-B合金的抗拉强度高于580 MPa,屈服强度高于400 MPa,焊件的力学性能已达到一个较高的水平。     

纳米贝氏体钢再纳米化焊接接头组织和性能

采用TIG焊方法对纳米贝氏体钢板进行表面堆焊并快速进行再纳米化处理,通过SEM和TEM观察了焊接接头不同区域的组织特征和形态,使用XRD和TEM电子衍射花样对各种相进行鉴定,并获得相应相的含量,采用拉伸试验和硬度测试获得了再纳米化焊接接头的力学性能.结果表明,经过再纳米化处理,纳米贝氏体钢焊缝区和淬火区组织转变为纳米级片层状的贝氏体和奥氏体,其中焊缝奥氏体含量为13%,而且淬火区片层厚度与母材相当约为70 nm,焊缝区片层厚度大于母材约为300 nm.力学性能测试结果表明,再纳米化焊接接头抗拉强度为1500 MPa,硬度为7000 MPa,与母材相差无几,其中接头断裂位置为回火区,是由于回火区析出大量碳化物导致的.     

焊后热处理对输送H_2S介质压力管道维修焊接接头组织性能的影响

采用手工钨极氩弧焊(TIG焊)打底,焊条电弧焊(SMAW)填充、盖面的焊接工艺对输送H_2S介质压力管道(20钢)进行维修焊接,并对其焊接接头进行720～750℃下保温1h的焊后热处理.对热处理前、后焊接接头组织和性能进行分析研究,结果表明:720～750℃×1h热处理使焊缝区与热影响区成针状分布的魏氏组织铁索体晶粒得到细化,并使其呈退化形态;焊缝区、热影响区与母材的显微硬度整体呈下降趋势;焊接接头抗拉强度大幅度提高,断裂均处在远离焊缝的母材上.焊后热处理有效地降低了焊接接头的残余应力,改变了残余应力的分布特征,使其分布趋于"均匀",拉应力大幅度降低.     

Mechanical Properties and Microstructure of TIG and FSW Joints of a New Al-Mg-Mn-Sc-Zr Alloy

A new Al-5.8%Mg-0.4%Mn-0.25%Sc-0.10%Zr (wt.%) alloy was successfully welded by tungsten inert gas (TIG) and friction stir welding (FSW) techniques, respectively. The mechanical properties and microstructure of the welded joints were investigated by microhardness measurements, tensile tests, and microscopy methods. The results show that the ultimate tensile strength, yield strength, and elongation to failure are 358, 234 MPa, and 27.6% for TIG welded joint, and 376, 245 MPa and 31.9% for FSW joint, respectively, showing high strength and superior ductility. The TIG welded joint fails in the heat-affected zone and the fracture of FSW joint is located in stirred zone. Al-Mg-Mn-Sc-Zr alloy is characterized by lots of dislocation tangles and secondary coherent Al₃(Sc,Zr) particles. The superior mechanical properties of the TIG and FSW joints are mainly derived from the Orowan strengthening and grain boundary strengthening caused by secondary coherent Al₃(Sc,Zr) nano-particles (20-40 nm). For new Al-Mg-Mn-Sc-Zr alloy, the positive effect from secondary Al₃(Sc, Zr) particles in the base metal can be better preserved in FSW joint than in TIG welded joint.     

热碾压对AZ31镁合金焊接接头组织和性能影响

采用交流钨极氩弧焊和热碾压装置对AZ31变形镁合金进行焊接试验和热碾压试验;利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、电子拉伸试验等手段对焊接接头的显微组织、元素分布、断口形貌、接头硬度和强度等进行分析。结果表明:热碾压熔焊接头的抗拉强度可达225 MPa,为母材金属的90%以上,而焊态下熔焊接头的抗拉强度仅为母材金属的60%左右;热碾压焊接试样的伸长率(9%～11%)均高于焊态试样的(6%～8%);热碾压接头断口呈现一定的准解理断裂特征,且可以观察到热碾压塑性变形流变线,而焊态断口呈现以解理断裂为主的断裂机制,同时伴随有极少量的韧窝断裂特征。     

铝合金多股复合焊丝脉冲MIG焊接接头组织与性能分析

选用铝合金多股复合焊丝对5A06板材进行脉冲MIG对接焊接,并与传统单丝TIG焊接接头的组织与性能进行对比.结果表明,采用铝合金多股复合焊丝脉冲MIG焊时,焊接接头的抗拉强度最大可达340 MPa （为母材强度的86.7%）.MIG焊接接头性能与TIG焊相比差异较小,但MIG焊可以提高焊接效率约4倍.焊接接头热影响区的软化主要受较高的热输入导致的晶粒尺寸增加、再结晶比例较大以及析出相的粗化和减少影响,而采用铝合金多股复合焊丝脉冲MIG焊能够降低焊接过程的热输入,细化晶粒,减弱MIG焊接接头中Mg元素的烧损和析出物的减少,达到控制焊接接头软化的目的.     

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.     

2219铝合金不同气氛下TIG焊焊接接头组织性能

为研究氦弧TIG焊焊缝质量,对比分析了2219铝合金氦弧TIG焊与氩弧TIG焊焊缝成形及组织性能.结果表明,在背部熔宽相同的条件下,氦弧TIG焊焊缝正面熔宽、下塌量及热影响区宽度均小于氩弧TIG焊,氦弧TIG焊与氩弧TIG焊焊缝的微观组织及第二相组织基本相似,焊缝区晶粒为等轴晶,热影响区晶粒为粗大的板条状,组织为粗大的α铝基体与金属间化合物Al₂Cu及少量的共晶组织,焊缝区的第二相组织明显多于热影响区,无法发挥弥散强化的作用.氦弧TIG焊与氩弧TIG焊焊接接头的断裂方式均为韧性断裂,抗拉强度基本保持一致,氦弧TIG焊焊接接头的断裂总延伸率高于氩弧TIG焊,维氏硬度高于氩弧TIG焊焊缝的硬度.