先进高强钢焊接工艺研究

为研究DP980和DP780异种双相高强钢焊接接头在汽车结构中的实际使用性能,本文对一定焊接工艺条件下焊接接头的力学性能、组织结构进行了研究。采用拉伸实验、金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、硬度测试等研究手段,通过宏观观察、微观观察、化学成分分析及力学性能分析等方法对该接头的综合性能及变化机理进行了深入的分析,探讨了接头的薄弱环节,为该异种高强钢经一定工艺焊接后应用在汽车结构中提供了一定的理论储备和技术支持。     

热处理对高强钢焊接接头力学性能的影响

对比了高强钢S500MC焊接接头在退火前、后的抗拉强度、硬度、冲击功的变化,结果表明后者的横向抗拉强度、硬度略有下降,而抗冲击能力有所提高,为今后高强钢在焊接后是否需要进行退火处理提供科学依据。     

700MPa级高强钢焊接接头性能与组织

开展了不同焊接热输入、焊前免预热、焊后省略热处理的高强钢气保焊接实验。利用光学显微镜、扫描电镜及透射电子显微镜等分析手段研究焊接接头、焊缝和热影响区的显微组织特征及力学性能。结果表明,即使线能量增加到40 kJ/cm,焊接接头的性能仍能够满足设计要求,接头强度超过700 MPa,熔合线、焊接热影响区的-20℃低温冲击韧性大于47 J。焊缝组织是高韧性的细化针状铁素体,微米尺度细化的球形氧化物夹杂对钢的性能起重要影响作用;粗晶区贝氏体型板条粗大造成该区韧性下降;细晶区碳化物与高密度位错相互作用,显微组织尺度约2μm,细化的组织保证该区塑韧性最好。     

高强钢Domex 700MC焊接热影响区显微组织及性能分析

采用埋弧焊和CO2气体保护焊方法获得了高强钢Domex700MC焊接接头试件,并对两种方法下焊接热影响区的显微组织及性能进行了分析比较,结果表明:采用CO2气体保护焊时,接头热影响区的组织、性能优于采用埋弧焊时的情况;采用埋弧焊方法焊接此类钢时,为保证接头具有一定的塑韧性,应严格控制线能量。     

高强钢Domex 700MC焊接热影响区显微组织及性能分析

采用埋弧焊和CO2气体保护焊方法获得了高强钢Domex700MC焊接接头试件，并对两种方法下焊接热影响区的显微组织及性能进行了分析比较，结果表明：采用CO2气体保护焊时，接头热影响区的组织、性能优于采用埋弧焊时的情况；采用埋弧焊方法焊接此类钢时，为保证接头具有一定的塑韧性，应严格控制线能量。     

高强钢焊接接头组织遗传问题的研究

用奥氏体不锈钢焊条Ａ４０２焊接调质状态下的４０ＣｒＮｉ２Ｍｏ钢和１５ＭｎＭｏＶ钢,焊后发现在焊缝４０ＣｒＮｉ２Ｍｏ钢一侧的熔合区有仅股有细化反而出现了组织更为粗大的高碳马氏体,并且在高碳马氏体的晶界有细小的呈网状分布的碳化物颗粒析出。这一现象是焊接过程中组织遗传的典型特征,为此给出了组织遗传的定义,分析了接头产生组织脆化的原因。     

焊接线能量对WEL-TEN80A钢焊接接头力学性能的影响

分别采用手工电弧焊及埋弧自动焊两种焊接方法，研究了焊接线能量对800MPa级高强钢WELTEN80A的焊接接头性能的影响规律，并确定了其板厚分别为20mm和40mm的焊接最佳线能量范嗣。     

低合金高强钢焊接接头组织性能研究

本文结合实际生产条件根据“低强匹配”原则,选取JM-100焊丝搭配WQ960高强钢的Ar（80％）＋CO2（20％）混合气体保护焊工艺,在无预热、层间温度小于150℃的条件下进行多层多道焊接。对WQ960高强钢焊接接头进行了拉伸、冲击力学性能试验,并利用光学显微镜对WQ960高强钢的焊接接头的微观组织及断口进行分析。研究了焊接热输入对接头强度、焊缝和冲击韧性的影响,分析了微观组织对接头强韧性的影响以及该钢在实际生产条件下的焊接适应性。测试结果表明,在本试验条件下该钢力学性能良好,接头最大抗拉强度为865．3MPa,-20℃条件下的冲击功为50～66J,达到设计要求。     

屈服强度700MPa级低合金高强钢焊接接头的组织和性能研究

采用等强匹配设计原则,对屈服强度为700 MPa级的低合金高强钢进行了熔化极气体保护焊接,通过金相显微组织观察和力学性能测定对焊接接头的组织和性能进行了试验研究。试验结果表明,焊接接头的热影响区粗晶区组织为等轴铁素体和粒状贝氏体,焊缝区组织以针状铁素体为主,以及少量先共析铁素体与贝氏体;焊缝区的显微硬度与母材相当。在-40℃时AKV=38 J,焊接接头与母材的抗拉强度比为97.1%,断裂位置在热影响区粗晶区,裂纹源区断口形貌为韧窝和解理台阶的混合型断口。经等强匹配焊接的焊接接头表现为强韧性较高,综合力学性能良好。     

800 MPa级高强钢焊接接头组织及力学性能

采用焊条电弧焊和气体保护焊两种方法,分别对具有良好抗焊接裂纹敏感性的800 MPa级船体用钢对接接头进行两种工艺的焊接,并对其焊接接头进行显微组织分析和力学性能试验. 结果表明,两种焊接方法焊缝组织主要为交织分布的板条马氏体、贝氏体,以及一定量的针状铁素体,板条间有残余奥氏体,SMAW(焊条电弧焊)焊缝宏观金相可见明显氧化夹杂;两种焊接方法所得焊接接头具有相似的硬度分布,抗拉强度相当,且均断在母材,但SMAW侧弯试验件出现0.5 mm裂纹;?50 ℃下SMAW接头冲击韧性低于GMAW(气体保护焊)接头,SMAW断口由河流花样的准解离小刻面和少量的韧窝组成的撕裂棱构成,属于韧-脆混合断裂,GMAW断口由小且深的韧窝构成,属于典型的韧性断裂.     

超高强度钢激光焊接工艺与接头力学性能

采用Yb:YAG激光焊接系统对热成形超高强度钢搭接和对接两种接头形式下的焊接工艺和接头力学性能进行了研究,并采用激光共焦显微镜观察接头各部分的微观组织.试验结果表明,在激光功率和离焦量保持不变的条件下,焊接速度对两种接头形式下的接头力学性能影响显著.搭接接头抗剪力随焊接速度的增加而减小,且试样均断裂于焊缝搭接面处;对接...     

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。     

焊接方法对双相不锈钢焊接接头耐蚀性的影响

采用气体保护钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）和埋弧焊（SAW）对2205双相不锈钢进行焊接,采用光学显微镜对接头组织进行观察,采用数点法计算铁素体相的含量,测定接头的耐点蚀和耐CO2应力腐蚀性能,研究焊接方法对接头耐蚀性的影响。结果表明,焊接方法影响焊缝组织形态及铁素体含量。GTAW焊缝由不规则的条状组织和两相交织分布的块状组织组成,而SMAW和SAW焊缝为方位不一的条状组织和少量的块状组织。GTAW和SMAW焊缝的铁素体含量为35％～55％,而SAW的不足20％。接头的耐蚀性与铁素体相比例密切相关,GTAW、SMAW和SAW的耐蚀性依次降低。从铁素体相比例和耐蚀性角度考虑,GTAW和SMAW能够获得满意的焊接接头。     

TATM700钢等离子-MIG复合焊接工艺

采用等离子-MIG复合焊接设备对12.5 mm厚的汽车结构件低合金高强度TATM700大梁钢进行了焊接工艺研究,分析了不同坡口形式下焊缝成形、焊缝组织及力学性能,并与药芯焊丝多层多道手工TIG焊的方法进行了对比. 结果表明,坡口形式对等离子-MIG复合焊接焊缝影响较小. 复合焊焊缝成形良好,截面形状合理. 焊缝组织由少量的侧板条铁素体和大量的针状铁素体构成. 接头强度和弯曲性能均优于手工TIG焊接,抗拉强度达到了母材的95%,但硬度略低于多层多道手工TIG焊接.     

高Ti-Nb系高强钢焊接接头回火前后的力学行为

采用混合气体保护焊,研究了高Ti-Nb成分体系控轧控冷高强钢焊接接头在回火前后的力学性能变化,阐述了焊态接头的软化机理,分析了这些变化与微观组织的联系. 结果表明,随焊接热输入的增加,细小的(Ti,Nb)(C,N)析出相粒子回溶基体,CGHAZ软化程度加剧;回火后接头软化程度缓解,母材强度提高,但随着回火温度的提高,接头及母材的冲击韧性均呈降低趋势,其原因与原始组织遗传及正交Fe₃C型碳化物沿晶界析出有关.     

AH36船用钢板焊接接头力学性能分析

采用单一CO2气体保护焊,在不同的焊接工艺参数发冷却条件下,对船用AH36钢板的焊接接头力学性能进行了研究.试验结果表明,无论是自然冷却或在焊缝背面进行雾化水冷,接头力学性能均良好;当冷却条件相同时,焊缝层数增加,利于提高焊缝区的冲击韧性;在焊接工艺参数不变的条件下,焊缝背面进行雾化水冷,利于细化晶粒,提高焊缝的冲击韧性及抗拉强度,但是,过高的冷却速度导致接头的脆性增大.     

Process of friction-stir welding high-strength aluminum alloy and mechanical properties of joint

The process of friction-stir welding 2A12CZ alloy has been studied. And strength and elongation tests have been performed, which demonstrated that the opportunity existed to manipulate friction-stir welding parameters in order to improve a range of material properties. The results showed that the joint strength and elongation arrived at their maximums ( 331 MPa and 4% ) at 37. 5 mm/min and 300 rpm. As welding parameters changing, joint tensile strength and elongation had similar development. Hardness measurement indicated that the weld was softened. However, there was considerable difference in softening degree for different joint zone. The weld top had lower hardness and wider softening zone than other zone of the weld. And softening zone at advancing side was wider than that at retreating side.     

焊接高强度钢用低匹配焊接材料的试验评定

作为压力容器常用的50公斤级13MnNiMoNbR钢，当采用与其匹配的J707焊条时，需要预热来防止焊接裂缝。采用强度低、塑性较好的J507RH低氢焊条和J707焊条对50mm厚的13MnNiMoNbR正火 回火钢板进行了铁研式和窗型拘束裂缝试验。试验表明，当采用低强度高韧性焊条时，防止根部裂缝所需预热温度可降低50℃左右。并通过不同坡口尺寸的接头拉伸试验，对低匹配焊接接头的强度与焊缝在厚度方向的平均宽度和板厚的比值进行了研究。对低匹配接头在容器制造中的具体运用作了叙述和图示。     

火焰矫正温度对低合金高强钢焊件组织及性能的影响

依据实际火焰矫正温度,对焊后低合金高强钢试样采用低温、中温和高温三种矫正方式进行热模拟加热,并对火焰矫正后的焊接接头进行力学性能测试和金相组织观察。试验结果表明,中温矫正的效果最佳,焊接接头强度提高许多,韧性最好。其次是低温矫正。高温矫正的焊接接头强度最高,但其韧性最差。对于一般结构不复杂的低合金高强钢焊件,火焰矫正畸变选择中温矫正为宜。