2205双相不锈钢激光焊接工艺参数对焊缝成形的影响

对5 mm厚2205双相不锈钢钢板进行了激光焊接试验,通过改变激光功率、焊接速度和离焦量,观察不同工艺参数下焊缝形貌、熔宽、熔深的变化情况,研究了激光焊接工艺参数对2205双相不锈钢焊缝成形的影响。结果表明,随着激光焊接功率的增加,焊缝熔深和熔宽逐渐增加,在大功率时出现"沙漏状"焊缝;焊接速度增加,热输入降低使熔宽和熔深逐渐减小;合理离焦量影响焊缝热输入,决定焊缝成形效果。     

316L不锈钢电子束锁底焊接接头成形及显微组织

针对激光焊对316L不锈钢进行锁底焊接时,焊缝出现气孔,裂纹等缺陷的问题,采用电子束焊接的方法对316L不锈钢进行锁底焊接,并对其焊接接头焊缝成形及显微组织进行了研究。研究结果表明,当焊接速度一定时,316L不锈钢随着焊接电流的增大,焊缝熔深变化不大,余高和熔宽都逐渐增大,焊缝深宽比由3.48减小至3.01;当电子束流一定时,随着焊接速度的增大,焊缝余高先增大后基本不变,熔深和熔宽都逐渐减小,焊缝深宽比由3.03增大至3.38。典型焊接接头组织主要为铁素体-奥氏体组织,且随着焊缝深度的增加,晶粒逐渐细化。焊缝边缘主要由密排的柱状枝晶、少量等轴晶组成;焊缝中心区域由细小的等轴晶、少量柱状枝晶组成;焊缝底部主要由呈片状细小的等轴晶组成。     

TC4钛合金不同焊接方法焊接性及接头性能分析

为了研究TC4钛合金在不同焊接方法条件下的焊接性及接头性能,对TC4钛合金分别进行了氩弧焊、冷焊、激光焊、电子束焊以及电阻点焊试验,并对接头的强度、硬度、塑性、韧性、金相组织等进行了对比分析。试验结果显示,采用TA18焊丝,氩弧焊接头强度平均值为982.5 MPa,伸长率为7.5%,强度和塑性匹配良好;冷焊接头强度平均值974.5 MPa,焊缝区硬度低于热影响区,热影响区宽度0.7~1.0 mm,焊接变形改善明显;激光焊接头强度平均值956.5 MPa,伸长率达母材水平;电子束焊接头强度高于母材,塑性低于母材,热处理后接头强度升高,焊缝区存在金相组织的梯度分布;电阻点焊接头的熔核直径和抗剪力随焊接参数增大逐渐增大。研究表明,TC4 钛合金具有良好的焊接性,在弧焊、束焊和电阻焊工艺下,焊接性良好,焊接接头金相组织合理,强度、塑性等 力学性能指标匹配良好。     

激光辅助破岩实验研究

采用高能激光束照射岩石表面,研究花岗岩和砂岩对激光热作用的敏感性规律,并对两种岩石的激光破岩效果进行表征。结果表明,激光照射花岗岩时,表面发生热应力破碎,生成透明玻璃泡,且有不同程度起裂。当激光功率(P=700 W)和作用时间一定时,随离焦量增大,玻璃泡直径先减小后增大。砂岩表面激光钻孔后,由黑色瓷釉层和褐色热影响区组成。当激光功率和作用时间一定时,随离焦量增大,砂岩钻孔直径、白色区直径和褐色热影响区直径均呈先增大后减小的趋势,且在离焦量L=103 mm时达到最大值。随激光入射角度的增大,砂岩孔型由圆形向椭圆形转变,且钻孔的黑色瓷釉层、红色和褐色热影响区基本呈现逐渐增大的趋势,钻孔直径变化不大,而孔深相应降低。     

625合金脉冲激光焊接工艺试验研究

625合金是固溶强化型镍基高温合金,采用Nd-YAG脉冲激光焊接方法对625合金试板进行对接焊焊接工艺试验研究,运用正交试验方法,考察了不同焊接工艺参数(包括电流百分比、脉宽、焊接速度、频率、离焦量和侧吹气量)下625合金试板激光焊接的试验指标(焊缝熔深、焊缝表面宽度和焊接接头收缩量)变化,并对试验数据进行了极差分析,获得了各个因素对试验指标的影响程度,得到了625合金激光对接焊的最佳工艺参数。     

焊接压力对TB2钛合金线性摩擦焊焊接接头组织性能的影响

为了研究线性摩擦焊焊接压力对焊接接头组织和性能的影响,以TB2钛合金为研究对象,在不同焊接压力下进行了线性摩擦焊焊接试验,并对接头进行了微观组织观察和力学性能测试。金相试验结果显示,焊缝界面两侧组织发生了明显的再结晶,接头热力影响区中,越靠近焊缝的晶粒变形程度越大;随着焊接压力的增大,焊缝再结晶晶粒尺寸和焊缝区的宽度也逐渐减小,热力影响区中晶粒变形程度增大,再结晶晶粒更加细小,再结晶位置由变形β晶粒内部和晶界转变为仅在β晶界。拉伸试验结果表明,摩擦压力大于70 MPa时,接头抗拉强度高于母材;摩擦压力为40 MPa时,结合面易形成氧化物残留,进而严重影响接头性能。     

工艺参数对低碳钢A-TIG焊缝成形的影响

研究了4 mm厚低碳钢钢板在不同工艺参数下A－TIG焊与TIG焊的焊缝成形规律。研究表明:焊接电流大小对焊缝及HAZ的大小及形状有很大的影响,随着电流的增大,熔深及焊缝表面的熔宽都增大,但在相同电流下,A－TIG焊的熔深比TIG焊大,表面熔宽比TIG焊窄;随着电流的增大,HAZ的形貌有明显变化,随着电流的增大,添加活性剂后的A-TIG焊焊缝熔深增大的效果也越来越明显。     

基于ANSYS的Ti2AlNb钛合金电子束焊接数值模拟

为了优化Ti2AlNb钛合金的电子束焊接工艺,利用ANSYS有限元分析软件对壁厚3.5 mm的Ti2AlNb钛合金电子束焊接过程进行数值模拟,运用双椭球热源进行加载,改变电子束流以及焊接速度,分析了电子束流和焊接速度对温度场分布、熔池形貌、熔深、熔宽以及热循环性能的影响,确定了最优的焊接工艺参数。模拟结果显示,焊接速度越小,熔深越大,熔宽也越大;电子束流值越大,熔深与熔宽均增大;电子束流值越大,峰值温度越大;焊接速度越快,峰值温度越小,且升温至峰值温度的时间越短。研究表明,加速电压60 kV,电子束流值为35 mA,聚焦电流380 mA,焊接速度600 mm/min为3.5 mm厚Ti2AlNb钛合金电子束最优焊接工艺参数。     

工艺参数对奥氏体不锈钢激光搭接焊接接头质量的影响

采用高功率激光器和焊接机器人对304不锈钢薄板进行了激光搭接焊接工艺试验,测试分析了304不锈钢激光焊接接头的组织及力学性能,研究了工艺参数(激光功率和焊接速度)对焊接接头表面质量、焊缝组织及其力学性能的影响。研究结果表明,激光功率和焊接速度的搭配对焊接接头质量影响较大,激光功率和焊接速度的合理搭配是获得高质量焊接接头的保证。     

弧焊机器人焊接工艺参数计算方法研究

为了提高弧焊机器人在工程机械领域的工作效率,减少焊接编程中通过试验途径获取焊接工艺参数造成的资源浪费,根据焊缝理论体积与焊接时弧焊机器人所填充焊丝体积相等的关系,求解出焊缝横截面面积与焊接电流、焊接速度及所用焊丝直径的关系式。基于此关系式求解出3组焊脚长为10 mm船形焊的焊接工艺参数。 试验结果表明,根据关系式计算的焊接工艺参数焊接出的焊缝尺寸与设计的尺寸基本相符,并且此计算方法在实际生产中得到了很好的应用。     

黑化及加TiC粉对铝合金焊接成形影响的对比研究

为了提高铝合金对激光的吸收率,改善焊缝表面成形,对3 mm厚的2A14铝合金黑化或加粉后进行激光TIG复合焊接试验。黑化采用的是对激光具有较高吸收率的碳素墨汁,加粉是添加适量Ti C粉末,并分别将两者涂覆于工件表面,然后施焊。对比研究了黑化处理和加粉处理对焊缝成形质量、显微组织以及显微硬度的影响。结果表明,黑化处理后激光吸收率的提高效果优于加粉处理。     

工艺参数对7003铝合金/AZ31镁合金板搅拌摩擦焊搭接组织及性能影响

针对7003铝合金和AZ31镁合金两种金属进行搅拌摩擦焊工艺试验，研究不同焊接速度、搅拌速度、轴肩下压量等焊接工艺参数对其搭接接头微观组织、力学性能性能、断口形貌的影响。结果表明，后退侧Hook尺寸明显大于前进侧Hook尺寸且更为曲折，搅拌区内主要由网格状的Al₁₂Mg₁₇组成，网格内部由镁基体和Al₁₂Mg₁₇共同组成，前进侧上空存在一个沿水平方向延伸的金属间化合物(intermetallic compounds,IMCs)薄层；焊缝表面随着转速的提升变得光滑，后退侧Hook尺寸明显增加；行进速度过大会导致冶金反应不充分，焊缝表面出现犁沟，搅拌区底部出现隧道；下压量增大会使接头机械互锁程度增加，当下压量、焊接速度或旋转速度增加时，有效承载面积增大，拉剪力随着搭接接头有效承载面积的增加有不同程度提升；拉剪力最大值(4.02 kN)出现在950-30-0.7参数下，断裂方式为解理脆性断裂；焊缝中心由于Al-Mg金属间化合物的生成，硬度最高为144.8HV_0.05。     

30 mm退火态TC4钛合金EBW接头组织与性能研究

为了提升钛合金的焊接效率和质量,采用电子束焊接方式对30 mm退火态TC4钛合金进行焊接试验,并对焊接接头进行力学性能检测、显微组织分析及残余应力测试,通过扫描电镜对断口形貌进行分析,研究完全退火态TC4钛合金EBW接头组织与性能。结果表明,接头焊缝区由针状马氏体α′相和分布在原始β晶界的α相组成,接头热影响区由初生α相、针状马氏体α′相以及少量β相组成。EBW接头抗拉强度平均值略高于母材,EBW接头第二层焊缝区及热影响区冲击功均低于母材,同时两种接头断口形貌均发现大量韧窝,为韧性断裂。接头最大残余拉应力值约为150 MPa,在平行和垂直焊接方向,残余拉应力最大值均出现在焊缝上表面附近区域,而残余压应力最大值均出现在焊缝下表面附近区域。     

海底尾水排放用X65MO超厚壁螺旋埋弧焊管的开发

为开发适用于尾水排放并满足海底运行条件的螺旋埋弧焊管,通过化学分析、显微组织分析和力学性能试验等方法,开发出一种低C及Mn-Cr-Mo-Nb系合金体系、多边形铁素体+粒状贝氏体+少量珠光体组织特征的X65MO材质、25.4 mm超厚壁热轧卷板。同时,通过径厚比、板宽、成型角对成型质量的影响规律和焊接线能量对焊缝质量的影响规律进行分析研究,确定出小径厚比、超厚壁Φ1 219 mm×25.4 mm钢管的成型参数和焊接参数,获得了低残余应力和高焊接质量的钢管,并且对试制的螺旋埋弧焊管的理化性能进行了检测。结果显示,钢管母材屈服强度为475～560 MPa,抗拉强度为570～635 MPa,焊缝抗拉强度为590～690 MPa;-10 ℃下的母材、焊缝和热影响区夏比冲击功平均值分别达到427 J、207 J和215 J,0 ℃下DWTT剪切面积平均值为98%;母材、焊缝和热影响区硬度最大值为241HV10。研究表明,试制的海底尾水排放用X65MO钢级Φ1 219 mm×25.4 mm超厚壁螺旋埋弧焊管具有良好的力学性能,可满足API SPEC 5L（46版）标准和工程技术条件要求。     

无氧铜电子束焊接试验与分析

为了研究电流对无氧铜电子束焊接接头金相组织与性能的影响,采用30 mm厚的无氧铜板作为研究对象,选取不同电流进行电子束焊接试验,并对母材和焊接接头的显微组织进行了对比分析。结果表明:随着焊接电流的增大,焊缝宽度增加幅度不大,焊缝厚度增加明显,显微组织为铸态等轴晶粒,140 mA电流条件下焊缝柱状晶细化,接头塑性、韧性明显增强。