随焊冲击旋转挤压控制LD10薄板件焊接变形和热裂纹的研究

LD10铝合金薄板在焊接过程中易产生焊接热裂纹,焊后薄板件易产生较大的焊接变形。采用冲击旋转挤压头对焊缝及相邻区域施加一定频率的冲击旋转挤压作用,使焊缝及近缝区产生塑性延展;对LD10常规焊接件和随焊冲击旋转挤压件的焊接残余变形与焊接残余应力进行测量,对比分析了常规焊接件和随焊冲击旋转挤压件的拉伸试验、维氏硬度、断口分析和金相组织,明确了随焊冲击旋转挤压工艺对焊接件组织及性能的影响。试验结果表明,随焊冲击旋转挤压处理后,工件的残余应力被降低到较低水平,随焊冲击旋转挤压工艺起到控制焊接残余应力和变形的作用,并且抑制了焊接热裂纹的产生。     

轴类零件大面积堆焊残余应力及组织性能分析

针对残余应力、组织成分对再制造堆焊层质量的影响,运用仿激光焊技术,采用H13CrMoA焊丝,在变速箱主动轴上整周堆焊不同厚度的焊层,用X射线残余应力分析仪测试堆焊层表面的残余应力,电解抛光堆焊层,分析堆焊层的应力梯度和界面应力,通过X射线能谱仪（EDS）分析堆焊层界面处成分分布,用扫描电镜（SEM）观测其组织形貌,结果表明：堆焊层表面峰值应力为拉应力,且随厚度的增加变化不大;沿垂直于单条焊缝中心线至轴心线方向所测的应力存在一定应力梯度,A0和A1界面处残余拉应力较大,A2界面处为较小残余拉应力;堆焊层界面处组织成分分布较均匀。     

一种大型齿轮焊接修复工艺的研究

采用"堆焊过渡层+喷焊表面层"的方法对磨损失效的齿轮进行了再制造,对富氩气体保护焊堆焊的过渡层进行了力学性能试验及微观组织分析,对氧乙炔火焰喷焊的表面层进行了硬度测试及耐磨损性能测试.试验结果表明,堆焊的过渡层具有良好的结合强度和冲击韧性,喷焊的表面层具有较高的表面硬度及耐磨损性能.这种"内韧外硬"的力学性能正好能够满...     

模具修复梯度耐磨堆焊层组织性能研究

提出了采用“母材 过渡层 耐磨层”的复合堆焊修复方法。工艺试验表明,通过打底焊过渡层的方法可以有效防止堆焊出现的裂纹。金相显微分析表明,采用Cr-Mo-W-Nb系耐磨堆焊焊条的堆焊合金组织为马氏体基体 残余奥氏体 碳化物,基体上分布的碳化物使堆焊层具有强的耐磨性。性能测试结果表明,堆焊表面平均硬度达到HRC60.1,完全满足模具材料硬度要求,硬度梯度分布合适,堆焊层耐磨性为母材的7.58倍。     

汽车半轴45钢的表层堆焊修复及焊后热处理

采用等离子弧堆焊工艺对45钢表层堆焊高铬高镍粉末合金,并对堆焊试样整体分别进行空冷及500℃焊后热处理。利用金相显微镜、显微硬度计、冲击试验机对焊后空冷及焊后热处理条件下的焊接热影响区及堆焊层的组织、硬度、断口形貌进行分析。试验结果表明,焊后不同处理条件下热影响区及堆焊层的组织形貌、硬度及焊接熔合区的断口形貌具有较大差异。焊后空冷条件下,热影响区主要为方向各异的针片状魏氏体,堆焊层主要为粗大的针状马氏体。热影响区与堆焊层之间的硬度梯度较高,且堆焊层硬度均匀性较差,同时焊接熔合区的冲击韧性较低。焊后500℃热处理条件下,热影响区的魏氏组织转变为大小均匀的粒状铁素体和珠光体,堆焊层转变为细小的板条状回火马氏体,焊接热影响区与堆焊层之间硬度梯度明显降低,同时堆焊层的硬度分布均匀且焊接熔合区冲击韧性较高。     

超声冲击对厚板异种钢T型焊接接头组织与硬度的影响

在18,27μm冲击振幅下对Q420qD/20MnMoNb厚板异种钢T型焊接接头焊趾区进行超声冲击处理,分析了不同冲击振幅下焊趾处的显微组织、残余应力以及显微硬度,并与超声冲击前的进行了对比。结果表明：超声冲击处理后焊趾表层出现塑性变形层、大量位错及较高残余压应力,晶粒细化,硬度提高。当超声冲击振幅由18μm增至27μm,塑性变形层深度由约120μm增大至144μm,亚晶尺寸进一步细化至约25 nm,位错密度进一步增大至约2.48×10¹⁴ m^-2;表面残余压应力增大至约433 MPa,其影响深度增大至约1 410μm;表面硬度增大至约400 HV,硬化层深度增加至约900μm。     

超声冲击对30CrMnSiNi2A钢补焊接头显微组织和性能的影响

对30CrMnSiNi2A钢3次补焊接头焊趾区域进行超声冲击处理,通过组织观察、拉伸试验、硬度测试和残余应力测试等方法研究了超声冲击对补焊接头显微组织、力学性能和残余应力的影响。结果表明：超声冲击使得在距离补焊接头表面约100μm区域产生晶粒细化和塑性变形;由于超声冲击影响层的厚度与补焊件相比较小,因此超声冲击对补焊接头拉伸性能的影响不大;超声冲击使得补焊接头表面的显微硬度显著提高,这与补焊接头表面产生的晶粒细化和位错运动阻力增大有关;超声冲击可将补焊接头在多次补焊过程中累积的残余拉应力转化为残余压应力。     

多道多层堆焊成形数值模拟及残余应力研究

本文利用Marc有限元软件对高温合金的多道多层堆焊过程进行了数值模拟,讨论了堆焊厚度和堆焊路径对焊后残余应力的影响。结果表明,堆焊厚度的增加会导致横向残余应力峰值增大,并使堆焊层局部应力的方向改变,从而受到多向应力作用,因此堆焊层在满足使用要求的前提下,堆焊厚度不易过大。同时,由于受到前后焊缝温度的影响,堆焊层间存在应力释放的现象。另外,对比了“逐道堆焊”和“逐层堆焊”过程中焊后残余应力分布情况。“逐层堆焊”相比于“逐道堆焊”所产生的残余应力分布更加均匀,且残余应力峰值更小。     

焊后加热对Fe-Cr-C耐磨层组织硬度的影响

采用埋弧堆焊方法在Q235低碳钢基体上制备了Fe-Cr-C耐磨堆焊层.研究了焊后高温加热过程对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金组织及硬度的影响,并探讨了焊后加热温度对碳迁移的影响.利用XRD、光学金相显微镜、SEM分析了焊层的显微组织.结果表明,高温加热后焊层的显微组织和物相发生了变化,堆焊层硬度降低,熔合线附近出现明显的增碳和脱碳层,分析了堆焊层组织硬度变化与加热温度的关系.     

曲面冲击头随焊冲击旋转挤压法控制40Cr钢冷裂纹

采用随焊冲击旋转挤压法控制高强钢冷裂纹。为了增强加载区域的塑性延展,进行了曲面冲击头的设计,对强拘束度条件下40Cr钢工件,利用冲击旋转挤压曲面头进行了间距分别为80mm、100mm和110mm的随焊加载。采用小孔法测量了接头处的残余应力。实验结果表明,随焊冲击旋转挤压法能够显著减小残余应力,从减小接头残余应力的角度控制了高强钢焊接冷裂纹。     

含钒高铬铸铁自保护金属芯堆焊焊丝的研制

研制了一种自保护金属芯堆焊药芯焊丝。堆焊过程飞溅小，焊缝成型美观。堆焊层组织为马氏体＋残余奥氏体＋碳化物硬质相。堆焊层硬度为HRC60，相对耐磨性为Q235钢的21倍。焊丝的熔滴过渡方式为典型的短路过渡。研究焊丝粉芯成分对焊丝的性能发现，石墨可以有效的降低飞溅，当粉芯中的石墨含量为3％时，堆焊过程中的飞溅率最低，此外增加粉芯中钒的含量，堆焊层的硬度和耐磨性上升。     

Cavitation erosion of NiAl-bronze layers generated by friction surfacing

Friction surfacing is a solid-state process, which allows deposition welding at temperatures below the melting range. For this investigation coating layers of NiAl-bronze were deposited by friction surfacing on self-mating substrates, followed by microstructural characterisation. Further, cavitation tests were performed in order to investigate wear resistance. Cavitation erosion mechanisms were analysed by means of optical and electron microscopy. All coatings show incubation periods about twice as long as those of the substrate material, while their average rate of material loss is about one half of that of the substrate. The differences in cavitation erosion resistance are due to more ductile behaviour of the coatings, as well as corrosion increasing the wear of the as-cast material.     

高氮钢激光电弧复合堆焊层的电化学腐蚀性能

采用电化学腐蚀方法研究了不同焊接参数对堆焊表层腐蚀行为的影响。研究结果表明,堆焊层耐蚀性随堆焊电流I、激光功率P、堆焊速度v的增大呈现先升高后降低的趋势;I=220 A,P=3.2 kW,v=0.8 m/min时,焊缝氮含量较高,试样表面钝化膜稳定性较好,抗点蚀能力最强。观察试样腐蚀形貌发现,I=260 A或v=0.6 m/min时,焊缝表面点蚀坑大而密集,并形成腐蚀沟,焊缝中的树枝晶有连续生长并向外扩展的趋势;P增至3.2 kW时,焊缝中的粗大柱状树枝晶变为均匀细小的条状枝晶,改善了耐蚀性。     

钴基硬质合金的堆焊

近年来随着煤化工行业的兴起,更多的压力容器在耐腐蚀、耐高压、耐疲劳应力的基础上,要求设备具有更好的耐冲击及磨损性能。某公司承制了两台包括硬质合金堆焊的设备。在制造过程中摸索并掌握了钴基硬质合金的焊接性,并在焊接工艺参数控制方面也积累了一些经验。     

U70MnSi和40Cr钢电火花表面强化层的组织与性能

采用硬质合金YG-8和焊条FW-1101作电极,在电火花表面强化器上强化了U70MnSi钢和40Cr钢的表面;用X射线衍射仪分析了强化层的结构,用滚动和滚、滑磨损试验研究了强化层的耐磨性,用阳极极化和浸泡试验研究了40Cr钢表面强化后的耐腐蚀性能。结果表明：强化层是由化合物和非晶组织组成的混合层;表面强化后试样的耐磨性明显提高;40Cr强化层的混合组织对耐腐蚀性能的影响超过了层中缺陷和残余应力的影响,使其耐腐蚀性能提高。     

基于TiC-VC的抗磨粒磨损堆焊焊条

用钛铁、钒铁、石墨、人造金红石等组成焊条药皮，通过高温电弧，台金反应生成TiC-VC，研制了硬度高、抗裂性好的耐磨粒磨损堆焊焊条。通过扫描电镜、工艺性能试验、磨粒磨损试验等，系统地研究了焊条药皮组分对堆焊层硬度、工艺性能、耐磨性及显微组织的影响。结果表明：随着药皮中钛铁、钒铁、石墨组分增加，堆焊层硬度提高，但焊接工艺性能恶化。堆焊层显微组织为低碳马氏体和碳化物。堆焊抗裂性优于D618、D667焊条，相对耐磨性可达D667焊条的8倍。     

核阀零件激光熔覆层耐磨抗蚀性能对比研究

研究在１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢核阀零件上分别采用激光熔覆和等离子喷焊２种工艺形成的涂层对耐摩擦磨损与抗腐蚀性能的影响。使用５ｋＷ横流ＣＯ２激光器对预置于阀门零件基体上的Ｃｏ基自熔合金粉末进行熔覆加工,得到的熔层与等离子焊层相比,激光熔覆层缺陷率低,被机体稀释率更小,成品率更高,其组织致密均匀、晶粒细小、熔层硬度与强韧性更高。性能试验证明激光熔覆层有更好的耐摩擦磨损和抗腐蚀性能。     

脉冲频率对激光熔覆层微观组织与性能的影响

激光熔覆层内粗大的晶粒与硬质析出相会对涂层耐腐蚀性能与耐冲击性能产生不利影响。采用脉冲激光熔覆技术研究了脉冲频率对涂层微观组织及性能的影响。利用扫描电镜形貌表征涂层微观组织,采用高速摄像机与数值仿真方法分析熔池形貌与温度变化;使用显微硬度计、磨损试验机、夏比冲击试验机及电化学腐蚀仪分别对涂层进行硬度、耐磨性、耐冲击性及耐腐蚀性测试。结果表明,涂层组织随脉冲频率的增大而粗化,同时,脉冲激光会使涂层内部析出相数量先减后增;涂层耐磨性随脉冲频率增大而降低,频率为20 Hz时涂层组织细化且存在细小硬质析出相,耐磨性最佳;涂层耐冲击性与耐腐蚀性随脉冲频率增大会先升后降,频率为80 Hz时涂层硬质相数量明显减少,此时具有最佳的耐冲击性与耐腐蚀性。