921A钢激光-MAG复合焊接头组织及性能

针对6 mm厚的921A钢板,采用激光-MAG复合焊接工艺进行对接焊试验,并对焊接接头的显微组织、硬度、拉伸性能、耐腐蚀性能等进行了分析。结果表明,采用激光-MAG复合焊工艺可获得成形连续美观的焊接接头,无未熔合、裂纹、气孔等缺陷;焊缝组织为针状铁素体、少量沿晶界析出的先共析铁素体及长条状贝氏体,热影响区组织为马氏体;焊接接头的拉伸性能和冲击性能均符合国家标准要求,焊缝强度高于母材,但塑韧性低于母材。峰值硬度在热影响区,为315 HV,焊缝硬度约为280 HV,符合最高硬度不得超过410 HV的规定。焊缝耐电化学腐蚀性能最强,母材次之,热影响区最低;激光和MAG电弧2种热源共同作用区域的组织分布更加均匀,硬度及耐腐蚀性能较激光单独作用区域有了明显改善。创新点： 采用激光-MAG复合焊实现了6 mm厚度921A钢板无缺陷对接焊的一次焊接成形。焊缝晶粒更加细化,分布更加均匀;焊缝抗拉强度、硬度、电化学腐蚀性能均高于母材,冲击吸收能量满足船级社要求。     

10CrNi3MoV钢激光-MAG复合焊接头组织与力学性能

针对10CrNi3MoV钢激光-MAG复合焊接头的“脆硬”行为,借助光学显微镜、透射电镜、数显硬度仪、MTS电子万能试验机等试验手段,全面分析了接头各区域组织、合金元素分布、显微硬度和力学性能等.结果表明:复合焊接头组织硬化现象明显,焊缝区平均硬度高达324 HV,较常规MAG提高46％,过热区平均硬度高达357 HV,较常规MAG提高42％;与常规MAG焊相比,复合焊接头焊缝中心冲击韧性较低,呈现一定的脆化现象;复合焊焊缝组织主体为粒状贝氏体,多呈长条状分布,且内部分布着较多大尺寸的M-A岛,针状铁素体含量很少.针对复合焊接头“脆硬”行为,提出通过优化焊接材料成分,并对工件进行低温预热的方式进一步提高焊接接头的综合力学性能.     

X80/X100异种钢激光-MIG复合焊接头显微组织和性能

采用激光-MIG复合焊对X80管线钢和X100管线钢进行焊接,研究了激光功率对复合焊接头的焊缝形貌、显微组织、硬度、强度和韧性的影响规律.结果表明,激光功率从2.0 k W增大至3.5 k W时,盖面焊缝熔宽和熔深增加,激光区熔深明显增加;激光区焊缝中AF含量增加、LB含量减少,X100侧粗晶热影响区和细晶热影响区中条状贝氏体含量减少,X80侧粗晶热影响区和细晶热影响区中准多边形铁素体含量增加.复合焊接头硬度分布并不对称,最高硬度出现在X100侧熔合区部位.复合焊接头的抗拉强度基本不随激光功率变化,拉伸试样断裂位置均为X80侧母材.随着激光功率增大,焊接接头最高硬度和韧性均下降.     

Q1400超高强钢激光-MAG复合焊与MAG组织及性能对比

针对一种屈服强度1 400 MPa新型超高强钢,对比分析了在使用低强匹配焊材的条件下MAG和激光-MAG复合焊的组织及性能差异。2种焊接工艺的成形及截面形貌均连续均匀,无气孔、裂纹、夹渣等微观缺陷。MAG采用2 mm钝边的60°坡口,热输入大、冷却速度较慢,焊缝组织主要为马氏体+贝氏体组织,焊缝-40℃冲击吸收能量为45 J,为母材的150%;热影响区冲击吸收能量为30 J,与母材水平相当;接头抗拉强度为1 166 MPa,相当于母材的69%。激光-MAG复合焊采用6 mm钝边的40°坡口,打底焊焊缝为马氏体组织;填充焊焊缝为马氏体+贝氏体组织;焊缝-40℃冲击吸收能量与MAG相当,但热影响区的冲击吸收能量达到42 J,优于MAG和母材;接头抗拉强度接近1 300 MPa,高于MAG 125 MPa,相当于母材的76%。激光-MAG复合焊焊接效率优于MAG,达到MAG的3倍以上。     

焊丝对Q890钢焊接接头显微组织和硬度的影响

分别选用OK13.31、GHS90和MK-GHS90焊丝,在线能量为12 kJ/cm的条件下对Q890钢进行焊接试验。对3种焊接接头的组织和硬度进行了分析。结果表明,OK13.31焊丝的焊接接头硬度相对较低,与基材硬度差小,热影响区软化区宽度较小,焊接粗晶区具有相对多的贝氏体,该焊接接头具有较好的力学性能。     

转向架用SMA490BW钢激光-MAG复合焊接头残余应力

利用X射线衍射法对转向架构架用SMA490BW耐候钢激光-MAG复合焊和单MAG焊接接头进行残余应力测试和分析。结果表明:激光-MAG复合焊接头与单MAG焊接头残余应力分布趋势相同,焊缝及近缝热影响区均存在较大的残余拉应力。激光-MAG复合焊接头残余应力峰值和拉应力区间均小于单MAG焊接头,主要原因是激光-MAG复合焊接头焊接过程中热输入较小,对母材的塑性压缩效应较低。     

热输入对Q235钢焊接接头缺陷、组织和力学性能的影响

通过微观组织表征、显微硬度测试和拉伸试验等研究了热输入对Q235钢焊接接头缺陷、组织和力学性能的影响.结果表明:尽管热输入的改变并不能彻底消除接头中的熔渣缺陷,但热输入的增加有利于减少熔渣的含量和尺寸;随着热输入的增加,焊缝区和过热区扩大,组织逐渐变粗,焊缝区的先共析铁素体和过热区的魏氏组织含量逐渐增加;随着热输入的增...     

Q345/316L异种钢焊接接头显微组织结构与力学性能北大核心CSCD

利用气体保护钨极氩弧焊(GTAW),采用ER309L和ER308两种焊丝对Q345/316L异种钢进行焊接试验,并利用光学显微镜、扫描电镜、万能试验机、冲击试验机、显微硬度仪等对焊接接头的显微组织结构及力学性能进行研究。结果表明:焊缝金属为奥氏体和铁素体组织,在Q345侧热影响区(HAZ)发现有明显的碳元素迁移现象,焊缝中Cr、Ni等合金元素成分迁移很小,稀释不明显;焊缝-316L交界处形成了宽约50μm的熔合区。ER309L焊接接头在强度、塑性、冲击韧性和显微硬度方面优于ER308焊接接头;同时,两者拉伸断裂均发生在Q345侧HAZ部位,接头焊缝冲击韧性良好,显微硬度高于两侧母材。     

焊接热输入对低合金高强钢力学性能及组织的影响

通过立向上焊接B780CF钢板试验,改变焊条电弧焊的焊接热输入,考察其对熔敷金属力学性能及组织的影响。结果发现,随着焊接热输入的增加,抗拉强度逐渐递减,冲击吸收能量先增加后减小,在30kJ/cm时达到最佳,强韧性达到优良的匹配。     

热输入对高强钢DB685焊接接头组织和力学性能的影响

以水陆工程车车体专用高强钢DB685的焊接性作为研究对象,为优化高强钢DB685焊接接头组织状态、提高焊接接头的力学性能,研究了热输入变化对接头组织和力学性能的影响规律。结果表明:合适的热输入区间完全可以获得成形质量良好的焊接接头;横对接和立对接焊接接头的抗拉强度、侧弯性能、冲击性能等力学性能指标均能达到实际规范要求;立对接焊的热输入高于横对接焊的,立对接焊接头组织明显较横对接焊的粗大,焊缝韧性较横对接焊的差。     

转向架用钢激光-MAG复合焊角焊缝

高速列车耐候钢转向架焊接中,有大量角接形式的焊接接头。作为列车的主要承载部件,转向架的焊接要求完全焊透。采用传统MAG焊和激光-MAG复合焊对12 mm板厚的SMA490BW耐候钢进行焊接试验,并观察测试两种方法获得的接头宏观形貌、微观组织和力学性能。结果表明,激光-MAG复合焊接接头组织和力学性能均优于MAG焊接接头,因而在转向架焊接中可替代MAG焊接工艺。     

42CrMo钢活塞激光-MAG复合焊接热裂纹试验

利用高速相机观测焊接时熔池流动和焊缝凝固过程,并求得固–液界面移动速率;利用红外热像仪采集焊缝温度随时间变化的相关信息,求得焊缝的温度梯度,对比研究42CrMo调质钢在激光焊接、激光引导的激光-MAG复合焊、电弧引导的激光–电弧复合焊三种焊接工艺时,焊缝接头处的热裂纹倾向.结果表明,激光引导的激光-MAG复合焊工艺比其它两种焊接工艺的固–液界面移动速率更小,焊缝的温度梯度也更小,具有最小的应变率和热裂纹敏感性.最后对激光引导的激光-MAG复合焊焊缝进行了显微组织观察和硬度分析.     

Q235钢薄板激光焊接头微观组织与力学性能

为了探索光纤激光在焊接薄板低碳钢中的应用前景,文中采用光纤激光焊接系统分别对0.5 mm和1 mm厚Q235钢板进行了激光焊工艺试验,并对所得到的焊接接头的微观组织和力学性能进行了分析。通过调节激光功率、摆动频率等工艺参数,2种厚度的Q235钢板均可获得单面焊双面成形、无明显缺陷的焊接接头。厚0.5 mm板焊缝区主要由板条马氏体组成,硬度和抗拉强度均高于母材的,断后伸长率为33.1%,约为母材的79%;厚1 mm板焊缝区呈胞状树枝晶组织,主要由铁素体、珠光体和贝氏体组成,硬度和抗拉强度均高于母材的,断后伸长率为34.5%,约为母材的75%。     

焊接热输入对Q890钢焊缝金属组织及韧性的影响

采用熔化极气体保护焊对Q890调质钢进行不同热输入的对接焊试验。利用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜和电子背散射衍射技术研究热输入对焊缝组织及冲击性能的影响。结果表明,3种热输入焊缝金属组织主要由板条马氏体和板条贝氏体及少量的粒状贝氏体和残留奥氏体组成。随着热输入的增加,焊缝组织中板条粗化,而粒状贝氏体逐渐增多,部分板条内析出细小针状碳化物;随着热输入的增加,焊缝分析区域内残留奥氏体量逐渐减少分别为1.2%、0.53%、0.41%。焊缝金属冲击断口形貌呈从韧脆混合型断裂特征向脆性断裂特征的变化趋势,与焊缝金属冲击吸收能量变化趋势一致。     

热输入对800 MPa级钢接头组织及性能的影响

系统研究了焊接热输入对新一代800MPa级高强度结构钢(RPC钢)焊接接头组织及力学性能的影响。研究结果表明，采用最新研制的超低碳贝氏体焊丝焊接800MPa级RPC钢获得了强韧性匹配良好的焊接接头；焊缝一次柱状品的宽度随热输入的增加而增大，焊缝金属二次组织中基本上消除了先共析铁素体和侧板条铁素体，组成焊缝的基本类型为板条贝氏体、针状铁素体和粒状贝氏体；随着热输入的增大，焊接接头的抗拉强度逐渐降低，而低温冲击韧度则先升高，然后又下降；在热输入为20kJ／cm时焊缝金属低温韧性出现峰值与焊缝获得细小密集的针状铁素体组织有关。     

基于单片机控制的Q890D钢/6061铝合金MIG焊接头组织与性能

选取TI公司开发的MSP430F149单片机为控制核心的MIG焊过程控制系统,研究焊接电流、焊接速度、焊接方向&焊枪角度和钢侧坡口角度等对Q890D钢/6061铝合金焊缝成形的影响,并在优化焊接工艺下分析焊接电流和焊接速度对Q890D钢/6061铝合金MIG焊接头界面区组织和接头力学性能的影响。结果表明:Q890D钢/6061铝合金适宜焊接方向为右焊法,适宜的焊枪角度为10°,适宜的钢侧坡口角度为45°,焊丝位置宜处于钢侧坡口中部,适宜的焊接电流和焊接速度分别为105 A和50 cm/min;不同焊接电流和焊接速度的Q890D钢/6061铝合金MIG焊接头的断裂位置都处于界面区,而MIG焊过程中界面区形成的靠近钢侧的(Fe,Cu)2Al5和靠近铝侧的(Fe,Cu)4Al13相的双层金属间化合物层结构有助于改善焊接质量。     

焊接热输入对Q690／Q890高强钢GMAW接头裂纹及显微组织的影响

本文采用GMAW焊接方法对Q690＋Q890高强钢进行直Y形坡口铁研试验,分析焊接热输入对Q690＋Q890低合金高强钢裂纹敏感性的影响以及不同热输入下接头显微组织与焊接接头力学性能关系。试验结果表明：采用采用MK·GHS60,MK·GHS70焊丝不预热焊接条件下,根部裂纹率均小于20％,焊前无需预热,焊接热输入应控制在12—20．93kJ／cm范围内。当焊接热输入从12kJ／Cm提高到17．02kJ／cm时,焊缝及Q890钢热影响区粗晶区奥氏体内部组织明显细化,抗裂性和韧性较好,而焊接热输入较高时,焊缝及Q890钢热影响区粗晶区生成上贝氏体等组织,严重降低接头韧性。     

激光焊接异种钢组织及显微硬度分析

采用激光摆动焊接方法焊接异种钢,利用JMATPro软件计算了母材3Cr13,VG10的平衡相图,通过XRD,SEM,EPMA等技术分别对焊缝、熔合区、热影响区的相组成和显微组织进行了分析,测定了焊接接头的显微硬度分布. 试验结果表明,焊缝主要为α相和碳化物M₇C₃;从熔合线到焊缝中心,组织由平面晶逐渐变为胞状晶、胞状树枝晶、树枝状晶、柱状晶、等轴晶. 焊缝组织存在显微偏析,其中C,Cr元素在晶界富集,Fe元素在晶内富集,同时在晶界处有条棒状的M₇C₃析出. 熔合线附近的母材处有C迁移现象,其中3Cr13侧母材处有类针状马氏体组织产生,VG10侧熔合区存在非对流混合区,在该位置有块状、岛状组织嵌入母材,且在该组织上有片层状的碳化物生成. 熔合线两侧的母材硬度值最大,焊缝区硬度变化较小,热影响区硬度随着远离焊缝中心距离的增加而逐渐减少.     

热输入对DP600双相钢激光焊接接头力学性能的影响

通过焊接接头显微硬度和拉伸测试,研究了光纤激光焊接0.7 mm厚DP600双相钢在不同热输入下的力学性能。结果表明,不同热输入下的接头硬度分布规律基本相同,当热输入较大时,HAZ外侧出现软化,HAZ软化程度随热输入增大而增加,HAZ软化位置随热输入增大而与焊缝中心的距离逐渐增大。但HAZ软化基本不影响接头力学性能,不同热输入的接头拉伸试样均断裂在母材,接头强度与母材相当而伸长率略有下降。     

保护气流量对不锈钢激光-MAG复合焊接头组织和性能的影响

对8 mm厚SUS301L-MT不锈钢进行激光-MAG复合焊接,研究不同保护气流量对焊缝成形、显微组织和力学性能的影响。试验结果表明:当其他焊接参数一定时,在该试验条件下保护气流量对焊缝成形影响较小,焊缝区域组织相似,主要为柱状奥氏体树枝晶+少量的δ铁素体。接头显微硬度和冲击韧性随保护气流量的变化不明显。接头的抗拉强度随保护气流量的增加而提高,当保护气流量为40 L/min时,接头抗拉强度最高为765 MPa,达到母材抗拉强度的86.5%。分析拉伸断口发现,不同保护气流量断口微观形貌相似,断口中分布着大量韧窝,表现为韧性断裂。