高强钢激光焊接凝固裂纹研究现状

采用激光自熔焊、激光填丝焊及激光-电弧复合焊进行高强钢焊接时均会出现热裂纹,且以凝固裂纹为主.针对该问题,文中综合论述了近些年激光及其复合焊高强钢凝固裂纹的研究情况,介绍了凝固裂纹的特点、形成机制及防止措施.从目前的研究结果来看,高强钢激光焊接中凝固裂纹以焊缝纵向裂纹为主,国内外主要从化学成分、熔池几何形状、焊接参数、拘束度4个影响因素研究凝固裂纹的形成,研究侧重于熔池的凸起部分和深宽比对凝固裂纹形成的影响,凸起部分会造成凝固延迟、产生大的拉应力、促进S,P杂质元素的偏析;较大的深宽比会造成局部应力集中从而引发裂纹产生.采用不同工艺方法改变焊缝几何形状是解决激光焊接凝固裂纹的一个重要方向.     

激光焊接技术在船舶制造中的发展及应用现状

激光焊接技术作为激光加工技术的研究热点之一,近年来在船舶制造领域的应用引起各国的广泛关注,随着造船工业对节能高效、低碳环保、生产自动化的发展要求逐步提高,激光焊、激光复合焊等新型焊接工艺得到了飞速发展。介绍激光焊接技术在船舶制造领域的发展及应用现状,分析激光复合焊在船用铝合金、防锈铝,船用T型高强钢及不锈钢的焊接优势,提出深入研究激光复合焊接工艺在船用合金材料焊接应用的必要性。     

Fe-Mn-Al-C系高Mn-Al轻质钢研究进展

Fe-Mn-Al-C系轻质钢以其低密度和高强韧性在车辆、交通运输、航空航天和发电厂等零部件的结构材料应用领域中受到广泛关注。基于当前Fe-Mn-Al-C系轻质钢的研究成果及其表现出的优异性能，综述了Fe-Mn-Al-C系高Mn-Al轻质钢在成分设计、显微组织特征和力学性能以及应用性能等方面的研究进展，重点阐述了轻质钢强韧化机制、力学性能和应用性能特点，并结合目前国内外学者对Fe-Mn-Al-C系高Mn-Al轻质钢的最新研究成果进行了展望。该系轻质钢的强韧化机制与析出相(MC型碳化物、κ-碳化物、B2和DO₃粒子等)的析出机理及其对轻质钢强韧化机制的影响机理和析出相对该系钢的氧化性、腐蚀性和耐磨性等各项应用性能的作用机制是今后该系轻质钢的重要研究方向。开展析出相可控析出研究有助于突破新一代钢铁材料增强增韧技术瓶颈，加快其实际应用。     

2.25Cr1Mo与13MnNiMoNbR异种钢的焊接

锅炉给水预热器壳程筒体材质为低合金高强钢13MnNiMoNbR与管板材质为低合金耐热钢SA336GrF22cl3(2.25Cr1Mo锻)异种钢相焊,由于金属组织和化学成分都不相同,物理性能差别较大,焊接时易出现多方面的问题。通过焊接试验,确定了低合金耐热钢(2.25Cr1Mo锻)与低合金高强钢(13MnNiMoNbR)相焊时,在低合金耐热钢侧预先堆焊一层低合金高强钢焊接材料的隔离层,采用与2.25Cr1Mo钢一致的较高温度的焊后热处理后,再进行整个焊缝的焊接,随后焊接接头采用与13MnNiMoNbR钢一致的较低温度的焊后热处理。这样既可以减少熔合区成分不均匀所带来的问题,同时也能保证焊接接头的各项性能。试验结果表明,所制定的焊接工艺能够获得满意的焊接接头质量。     

1700 MPa级高强钢焊接工艺试验及工艺评定

1700 MPa级高强钢是为新型装备开发的新型材料,该材料的核心技术为纳米析出相强化技术和组织精细化控制技术,使其兼备高强度和高韧性,解决了车辆材料强韧性匹配难度大的问题。对1700 MPa级高强钢进行了焊接接头力学性能试验、焊接裂纹敏感性试验和焊接工艺评定,为该1700 MPa级高强钢的应用提供了试验依据。     

07MnNiMoVDR钢制2000m3丙烯球罐冬季焊接施工的难点与应对措施

采用高强钢07MnNiMoVDR用于建造2000 m3丙烯低温球罐.由于高强钢07MnNiMoVDR在冬季焊接施工比较复杂,必须采取有效的防护措施.为确保焊接质量,针对国产高强钢07MnNiMoVDR焊接特性以及冬季焊接施工的难点,采取了焊前预热、焊接线能量控制、层间温度控制、焊后消氢热处理和焊接关键点等措施,有效保证...     

海洋平台焊接技术及发展趋势

焊接技术是海洋平台建造的关键工艺。随着深海油气资源的勘探开发,海洋平台用钢向着高强度、大厚度、良好的低温韧性等方向发展,国内海洋平台焊接技术存在自动化水平低、焊接效率低、焊接质量波动大等问题,严重制约着国内海洋工程装备制造的发展。大厚度高强钢的高效焊接技术、高强钢焊接热影响区的脆化和软化、焊接结构的应力与变形控制是现阶段海洋平台焊接亟待解决的问题。窄间隙焊接、激光电弧复合焊、K-TIG、热丝TIG是新型的高效高质量焊接工艺,适用于海洋平台用钢的焊接,可进一步深入研究并在海洋平台建造领域推广应用。     

Q1400超高强钢激光-MAG复合焊抗裂性研究

针对超高强钢在焊接过程中容易产生裂纹等问题,采用激光-电弧复合焊对20 mm厚Q1400E超高强钢进行了抗裂性研究。通过斜Y坡口裂纹敏感性试验发现,在焊缝中心偏上位置易产生焊接裂纹。经过金相组织检查、表面形貌检查、EDS能谱分析等检测手段,确定此裂纹为凝固裂纹。裂纹产生原因：（1）液态金属补缩不足导致缩松;（2）C、S、P等有害元素发生微观偏析;（3）母材淬硬性大,坡口尖角处的拘束应力大。利用激光复合焊接方法深熔焊接特点及焊前预热措施进一步降低了焊接拘束应力,结果表明,采用激光功率8 500 W,焊接电流250 A,焊接电压24 V,焊接速度1.2 m/min,预热200℃的工艺参数可以有效解决20 mm厚Q1400超高强钢的焊接裂纹问题。     

高端液压支架焊接工艺

从母材成分、焊接材料、焊接参数、焊接顺序及焊后热处理等方面对高端支架高强钢的焊接工艺进行探讨;制定出合理的焊接工艺,达到控制结构件焊接变形,保证结构件的焊接质量的目的.     

低合金高强钢激光-MAG复合热源焊接工艺研究

采用常规MAG焊进行低合金高强钢焊接时容易发生焊接冷裂纹,研究针对HQ785T1低合金高强钢采用激光- MAG复合热源焊接技术进行焊接工艺研究.结果表明,采用激光- MAG复合热源焊接技术可以实现HQ785T1高强钢板室温无预热高效优质焊接,焊接接头力学性能良好,焊缝成形美观,焊接效率显著提高.     

十万立储罐国产高强钢12MnNiVR的冬季焊接施工

十万立储罐材质多为高强钢,焊接施工比较复杂,尤其是在冬季进行焊接,必须采取有效的防护措施方可进行.为确保原油储罐的焊接质量,针对国产高强钢12MnNiVR焊接特点,采取有效的焊接工艺措施,如焊前预热、焊接工艺参数的控制、焊后保温缓冷等,有效保证了油罐的冬季焊接施工质量.     

汽车高强钢冷酸轧焊接工艺的研究

通过改变冷轧激光焊机的焊接工艺,进行生产高强钢冷轧钢带的对比研究,得出生产冷轧高强钢最适宜的激光焊接工艺。试验证明使用具有前后预热系统的激光焊机,并选择合理的焊接工艺,使得高强钢的焊缝具有很好的韧性,轧机断带率也大大降低。     

不同厚度汽车用高强钢板激光焊接临界速度的研究

激光焊接由于其独特的优点被广泛应用.不同厚度的焊件有相应不同的激光焊接工艺参数窗口.为了方便实际生产中激光焊接参数的设定,对不同厚度汽车用高强钢激光焊接的临界速度进行了研究.对于不同厚度的三种汽车用高强钢,在不同激光功率条件下,通过对相应焊接速度的变化,找出相应功率下的焊接过熔透和未熔透的速度临界点,确定厚度和激光功率对焊接速度的影响.实验结果表明,对于相近厚度的B450LAD钢和DP600钢,其焊接临界速度状况相同;板厚增加,焊接最大和最小临界速度均下降.对不同功率下焊接过熔透和未熔透临界点的线形拟合,得到了不同厚度钢板的激光焊接适用参数区域,为实际激光焊接参数设定提供了参考.     

低合金高强钢激光-电弧复合热源焊接冷裂纹敏感性分析

通过扩散氢含量测定,并利用经验公式计算JFE980S低合金高强钢冷裂纹敏感性和焊前预热温度,同时采用斜Y形坡口试验、金相试验以及残余应力测定等方法,研究低合金高强钢抗冷裂性能,对比分析了激光-电弧复合焊和MAG焊工艺对接头抗冷裂性能的影响.结果表明,激光复合焊抗冷裂性优于MAG焊方法.因复合焊加入了激光,使得焊缝熔深增加,拘束减小,并且激光在前,对焊接试板有一定的预热作用,使冷裂纹形成倾向进一步降低,特别是在无法预热的情况下,激光复合焊更能够体现出优势.     

电子束焊接技术在高强合金上的应用和发展

综述了国内外电子束焊接在高强合金上的应用.从焊接工艺、组织分析、焊后热处理以及计算机模拟等方面对高强钢、高强铝合金和高强钛合金三种高强合金的电子束焊接进行了介绍,总结电子柬焊接在高强合金上应用的不足之处,并对未来的进一步研究进行展望.     

15CrNiMoV与超高强钢Tenaris S690的焊接工艺

针对低合金高强钢在焊接过程中容易出现接头淬硬脆化,塑、韧性下降,冷裂纹等问题,对15CrNiMoV与超高强Tenaris S690钢的焊接工艺进行了研究,采用混合气体保护STT(表面张力过渡)焊打底,焊条电弧焊填充、盖面,通过选择焊接材料、焊前预热、严格控制道间温度,确保合理的焊接热输入、焊后保温等措施,确定了合理的焊...     

双相钢焊接性及其激光焊的研究现状

双相钢(DP)作为一种新型先进高强钢(AHSS)近年来广泛应用于汽车制造领域.其激光焊由于具有焊缝强度高、冲击韧性和抗腐蚀性能好、热影响区小、焊后变形小、焊缝表面光洁、美观等诸多优点,正逐渐被国内外许多汽车公司广泛引进应用.介绍了双相钢组织性能特点及焊接特性,并对激光功率、焊接速度、离焦量等影响激光焊接头质量的因素和双相钢激光焊的研究现状作了简单介绍.     

Nb对Fe-28Mn-10Al-C低密度钢组织与机械性能的影响

开发制备了一种汽车用含0.5%Nb(质量分数)的Fe-28Mn-10Al-C-0.5Nb低密度钢,旨在研究Nb在奥氏体Fe-Mn-Al-C低密度钢中的存在形态,以及Nb添加对Fe-Mn-Al-C低密度钢组织与力学性能影响。结果表明,Fe-28Mn-10Al-C低密度钢中加入Nb后,奥氏体晶粒平均尺寸由39.49μm细化到13.67μm,且退火孪晶形成受到抑制。随着Nb添加,Fe-28Mn-10Al-C低密度钢的屈服强度和抗拉强度分别升高170MPa和64MPa,断后伸长率升高11.5%,强度与延展性表现出良好平衡。加Nb低密度钢的高强度与高韧性与Nb C析出相的沉淀强化和奥氏体细晶强化有关,且含Nb低密度钢屈服强度的升高主要由析出强化引起。     

Nb对Fe-28Mn-10Al-C低密度钢组织与机械性能的影响（英文）

开发制备了一种汽车用含0.5%Nb(质量分数)的Fe-28Mn-10Al-C-0.5Nb低密度钢,旨在研究Nb在奥氏体Fe-Mn-Al-C低密度钢中的存在形态,以及Nb添加对Fe-Mn-Al-C低密度钢组织与力学性能影响。结果表明,Fe-28Mn-10Al-C低密度钢中加入Nb后,奥氏体晶粒平均尺寸由39.49μm细化到13.67μm,且退火孪晶形成受到抑制。随着Nb添加,Fe-28Mn-10Al-C低密度钢的屈服强度和抗拉强度分别升高170MPa和64MPa,断后伸长率升高11.5%,强度与延展性表现出良好平衡。加Nb低密度钢的高强度与高韧性与Nb C析出相的沉淀强化和奥氏体细晶强化有关,且含Nb低密度钢屈服强度的升高主要由析出强化引起。     

基于人工神经网络的船舶高强钢焊接变形分析预测

以新型船舶高强钢为主要对象 ,在物理模拟试验和有限元分析基础上 ,通过人工神经网络建立船舶分段钢结构焊接变形数值模拟模型 ,仿真焊接工艺参数、板材厚度、焊接顺序等因素对船体钢结构变形的影响 ,探索抑制船舶高强钢焊接变形的有效途径。仿真结果表明 ,在各种因素中组焊顺序是影响焊接变形的主要因素 ,通过选择小电流同向分段退焊工艺将有效抑制船体分段钢结构焊接过程中产生的变形 ;采用上述方式建立的模型可以快速预测、预报船舶高强钢焊接过程中产生的变形量 ,为新型船舶研制、生产提供真正的理论指导 ,避免焊接试验的盲目性