一种锰镍钼硼合金系埋弧焊丝焊接低碳贝氏体钢接头的组织及性能

用自行设计的锰镍钼硼合金系焊丝对低碳贝氏体钢进行双面焊;利用光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸和冲击试验机以及显微硬度计等研究了焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊缝和热影响区显微组织都主要是针状铁素体和粒状贝氏体;HAZ区组织粗大,存在软化问题;在较小的焊接线热输入条件下,焊接接头强韧性匹配较好,抗拉强度为803.63 MPa,焊缝和热影响区冲击韧性分别为193J和232J。     

焊接线能量对低碳贝氏体钢焊接接头性能的影响

根据低碳贝氏体钢焊接接头强韧性要求,选择所设计的一种烧结焊剂,采用不同的焊接线能量,对低碳贝氏体钢进行埋弧焊。通过金相分析和力学性能测试等方法,对其焊接接头的组织和性能进行了研究。结果表明:焊接线能量为26.86 kJ/cm时,焊接接头HAZ冲击韧性优异,达254 J,但焊缝区冲击韧性差,仅为86 J。而焊接线能量为29.45kJ/cm时,焊接接头的性能相对优异,焊缝区和HAZ的冲击功分别达167和159 J。在此焊接线能量下,焊缝区组织为粒状贝氏体,并且有弥散分布的夹杂物颗粒析出,单丝埋弧焊焊接线能量为29.45 k J/cm左右时最为适宜。     

元胞自动机法模拟Al-Cu单相合金凝固组织

改进模拟枝晶生长常用的二维元胞自动机模型,根据Al-Cu二元合金相图,拟合出固液分配系数和液相线斜率随温度变化的曲线方程,并将其耦合入改进的模型中。应用该模型模拟出金属凝固过程中单个、多个枝晶的生长形貌和溶质浓度分布,将模拟结果与固液分配系数和液相线斜率恒定时得到的结果进行对比分析。结果表明,改进后的模型实现了枝晶生长过程中固液相溶质浓度的分离,耦合曲线方程后模拟得到的溶质浓度分布更加均匀平滑,更符合凝固基本理论。     

非均匀温度场Fe-0.06%C合金焊接接头凝固过程模拟分析

利用元胞自动机和有限差分(CA-FD)法,采用宏-微观两种尺度,将宏观温度场与微观枝晶生长过程耦合在一起,再现了Fe-0.06%C二元合金焊接熔池的凝固过程.同时,探讨了边界散热速率对焊接熔池中枝晶生长形貌及晶粒尺寸的影响;分析了形核基底数与枝晶生长间的关系;并用实验对模拟结果进行了验证.结果表明,在熔池凝固过程中,温度梯度沿散热边界向绝热边界方向不断减小,等温线弧度不断增大;熔池散热边界附近的液相中溶质浓度远远高于绝热边附近和模拟区域中心的液相溶质浓度;模拟区域内的温度梯度随着边界散热速率的增大而升高.此外,随着形核基底的增加,柱状晶数量基本不变;而等轴晶数量不断增多,分布范围逐渐扩大,但尺寸有所减小.模拟结果反映了焊接熔池的凝固过程,并与实验结果吻合,为实际焊接工艺的选取提供了一定的参考.     

焊剂各组元间交互作用对焊缝工艺性的影响研究

从研究焊缝工艺性出发,采用基于数理统计理论发展起来的均匀设计法建立数学模型,研究了高速埋弧焊烧结焊剂各组元之间的综合交互作用及其对焊缝工艺性的影响规律,得到了焊剂组成成分对焊缝工艺性影响规律的定量描述回归方程,从根本上提供了改善高速埋弧焊焊接工艺性的理论依据。结果表明:CaF₂与ZrO₂的交互作用对焊缝成形的影响为负相关,与CaO的交互作用对焊缝成形的影响则为正相关;当（MgO+CaO）/SiO₂的比例不大于3时,可增强焊接熔池的脱硫能力,从而改善焊缝成形。