800H合金焊接性能研究

采用TIG焊接了800H合金,利用OM和SEM对焊接接头的微观组织进行表征,通过EDS分析了第二相的成分,用XRD对焊缝和母材进行物相分析,使用万能试验机和硬度试验机测试了焊接接头的力学性能,并观察了拉伸断口的形貌.结果表明:采用焊接电流65～70 A、焊接速度100～120 mm/min、氩气流量8～10 L/min的工艺条件,有效避免了焊接热裂纹的出现,焊缝组织为奥氏体和少量第二相(主要为Fe、Cr的碳化物和TiN);焊接接头的平均抗拉强度高达520 MPa、伸长率为32％,拉伸断裂为韧性断裂;焊缝和热影响区的硬度较低,平均值分别为154.2和161.7 HV,母材硬度平均为184 HV.     

2205双相不锈钢薄壁小径管钨极氩弧焊接头组织和性能

采用钨极氩弧焊方法,以ER2209为填充材料,98%Ar+2%N2作为保护气体,对φ18 mm×1.5 mm小管径、薄壁2205双相不锈钢管进行了焊接,利用无损检测、力学性能试验及金相组织观察等手段研究了2205双相不锈钢超薄壁小径管焊接接头的组织和性能。结果表明,焊缝成形良好,焊接接头抗拉强度为668 MPa,不低于母材,断裂位置发生在热影响区,母材、热影响区及焊缝硬度260～280 HV,满足ASTM A790标准要求,并且焊接接头具有良好的抗弯曲性能;相间边界平滑,无不良金属间化合物相;根据ASTM E562标准方法检测热影响区中铁素体含量,约占50%～70%,和奥氏体组织两相比例基本平衡;焊接接头抗点蚀性能满足ASTM G48标准要求,其腐蚀率最大5.1 mg/(dm·d)。     

Incoloy 800H热交换器的焊接评定试验

通过组合焊接方法的工艺评定试验,确定了Incoloy 800H防止焊接裂纹及气孔所采用的工艺措施,选用了合理的焊接材料、坡口形式、焊接工艺参数,获得了合格的焊接接头,保证了焊接质量,解决了手工焊接效率低、质量不稳定的问题.     

含钪Al-Cu-Li合金氩弧焊接头组织与性能

为了探索新型含钪Al-Cu-Li-Zr合金板材的焊接接头性能,采用氩弧焊接工艺对该合金的T6峰时效态板材进行了焊接.采用室温拉伸力学性能试验、金相显微镜和透射电镜研究了焊缝的显微组织和力学性能之间的关系.结果表明,在氩弧焊条件下,采用钪与锆、锰等多组元复合微合金化焊丝对含钪Al-Cu-Li-Zr合金板材进行焊接,焊接接头的强度系数达到65%,拉伸试验断口发生在热影响区内,微量钪对焊接接头具有晶粒细化强化作用和直接析出强化作用.     

Inconel625等离子弧焊接头组织与接头性能研究

对4 mm镍基高温合金Inconel625薄板进行等离子弧焊实验,对比研究了3种不同焊接热输入下焊接接头各部分的微观组织、接头力学性能、断口形貌以及母材和焊缝的高温腐蚀行为。结果表明Inconel625等离子焊接接头组织是由母材的奥氏体等轴晶、焊缝融合线附近的胞状晶以及焊缝中心的树枝晶组成;在焊缝处有大量的碳化物和少量Laves相析出,使得焊接接头力学性能降低,韧性下降,焊缝成为接头薄弱环节;在焊接热输入为10.175 kJ/cm时接头力学性能最优,抗拉强度为765.3MPa,与母材的785.4MPa相当,延伸率为31.9%,相较于母材的42.8%有所下降,试样断裂方式为发生在焊缝处的韧性断裂;母材和焊缝金属在750℃下24 h熔盐腐蚀后腐蚀产物基本相同,主要为外层颗粒状NiO和Cr₂O₃以及NiCr₂O₄腐蚀层。     

固溶后冷却方式对Incoloy 800合金组织与性能的影响

通过电化学测量,结合显微组织观察,研究了固溶处理后冷却方式对Incoloy 800合金力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明,合金经1 100℃×30 min固溶后,炉冷合金晶界处有连续析出相,空冷合金晶粒尺寸增大,晶界处的析出物减少,水冷后晶界处未出现明显的析出相,深冷合金出现孪晶组织。冷却方式对合金性能有较大影响,炉冷后合金抗拉强度可达到576 MPa,空冷后的合金伸长率可达到50%;随冷却速率增大,合金的耐腐蚀性能提高,深冷处理合金抗腐蚀性能最佳。     

GH536合金激光焊与钨极氩弧焊接头组织性能对比研究

为探讨激光焊替代氩弧焊焊接GH536合金的可行性,以3 mm厚GH536合金为研究对象,分别采用激光焊和钨极氩弧焊,对比分析两种接头的室温和高温拉伸性能、持久性能、疲劳性能及组织。结果表明:采用激光焊接可以实现3 mm厚GH536合金的单面焊双面成形,相比氩弧焊的双面填丝焊接成形,激光焊在降低热输入的同时焊接速度提高了5倍;激光焊接头室温和1000℃高温平均抗拉强度分别为740 MPa和77 MPa,接头持久寿命可达母材的75%,与氩弧焊接头相当,但相同条件下激光焊接接头的疲劳性能更好,是氩弧焊接头的2倍以上,其主要原因是激光焊单位时间热输入较低,接头组织更均匀,晶粒更细小,焊缝成形平整、光滑,焊趾处应力集中小。通过对比分析可知,激光焊可以替代氩弧焊对GH536合金进行焊接。     

高压钨极氩弧自动焊接

研究了以0．1-0．7MPa压缩空气为舱内加压气体的钨极氩弧自动焊接。在提高高压焊接试验舱舱内设备抗燃性能的同时,供应足够的保护气体,焊接过程稳定。设计了钨极氩弧自动焊接试验样机。采用接触引弧,以高压密封圆形连接器实现了舱内焊接机头线缆的统一穿舱,特别是以弧长代替电压作为控制变量消除了焊接电缆的影响。16Mn平板焊接实验证明,虽然不同空气压力、不同位置实现单面焊自由双面成形的工艺参数明显不同,但是采用脉冲焊接均可以获得性能优良的焊接接头。     

汽车铝水箱钨极氩弧焊接头组织和性能研究

采用金相组织与拉伸性能测试方法,研究了汽车水箱用铝合金钨极氩弧焊接头组织和性能。结果表明,采用ER5183焊丝时,焊缝表面成形良好,表面未发现裂纹,焊接头力学性能最佳。采用5083边角料时,力学性能次之。采用仿ER5183焊丝时,表面出现明显裂纹,焊缝组织中出现较多气孔和夹杂,力学性能最差。     

10CrM0910与Incoloy800H异种钢焊接工艺

在石油化工建设中经常遇到异种钢焊接问题，对于化学成分和物理性能各不相同的耐热钢10crM0910与镍基合金Incoloy 800H异种钢的焊接．存在焊缝化学成分的控制、过渡层的形成以及接头的应力状态问题，为解决上述问题，根据焊接性分析和焊接工艺试验，制定了合理的焊接工艺，按此工艺施焊，得到了满意的焊接接头。     

镍基合金断弧脉冲氩弧焊堆焊层组织及腐蚀磨损性能

采用断弧脉冲氩弧焊技术,在38Cr Si钢表面堆焊ERNi Cr-3镍基合金,表征了堆焊层显微组织与相结构,通过人工海水腐蚀环境下的腐蚀磨损试验,测定了电位随时间变化曲线以及腐蚀磨损各分量数值,探讨了涂层表面腐蚀磨损性能以及腐蚀与磨损间的交互作用。结果表明:堆焊层表面呈细小的柱状晶奥氏体组织,热影响区与熔合区的宽度分别约150和200μm,说明基于"一脉一弧"新型电弧特性的断弧脉冲氩弧焊技术,能够实现较小热影响区的冶金结合。镍基合金堆焊层腐蚀与磨损之间,磨损促进腐蚀量为腐蚀磨损交互作用失重的0.12%,说明磨损对腐蚀的促进作用很小;腐蚀促进磨损量占磨损分量的34.88%,说明腐蚀对磨损的促进作用较大。镍基合金堆焊层腐蚀磨损试验的电位随时间呈上升趋势,说明钝化膜破损后的再形成能力提高了其在人工海水中的耐腐蚀磨损性能。镍基合金堆焊层表层金属脆性剥离区域有明显的Cl和O元素分布,说明氯脆是导致堆焊层腐蚀磨损的重要原因之一。     

TC4钛合金摩擦焊接头的力学性能及显微组织

对钛合金TC4（Ti-6Al-4V）摩擦焊接性能进行了较详细的试验分析。结合摩擦焊接参数的优化选择,叙述了该合金摩擦焊接过程的特点,讨论分析了其焊接接头的力学性能及焊合区的显微组织结构。试验结果表明,该合金具有良好的摩擦焊接性,在无特殊保护措施的条件下,优化工艺,可获得良好的焊接接头。由于TC4钛合金导热系数小,热塑性高,容易氧化,摩擦焊亦选用较小的规范参数。焊合区硬度略低于母材,拉伸度样断于母材,拉伸、冲击断口均表现出明显的韧性断裂特性。力学性能数据表明,用优化的规范参数,TC4钛合金可获得等强、等韧甚至超强、超韧于母材的摩擦焊接接头。TC4钛合金摩擦焊接接头焊合区组织为细密的网蓝状组织,焊合区与母材过渡区为双态组织。     

制氢转化炉集气管裂纹失效原因分析

采用光学金相、扫描电镜、电子探针、晶粒度测量等手段对制氢转化炉Incoloy 800H合金材料高温氧化状态下服役后的组织损伤特征进行分析,借助Wagner理论分析合金材料服役过程中的元素偏析与材料开裂的关联性。结果表明,Incoloy 800H合金材料在高温氧化环境服役过程中发生了晶界氧化、元素偏析,合金组织经历合金元素氧化-碳化物分解-碳化物偏聚的组织演变,弥散强化减弱,合金组织晶粒度粗大;服役过程贫碳化物区晶界抗高温蠕变能力下降,多重应力综合影响导致Incoloy 800H合金材料裂纹的萌生及扩展。     

工艺参数对镁合金焊接接头力学性能的影响

采用GTAW焊接5mm厚的AZ31镁板.通过对接头力学性能和显微组织分析,研究工艺参数对AZ31焊接接头组织和性能的影响.试验结果表明,焊接电流通过作用于焊接线能最影响晶粒结晶过程.当焊接电流为70A时,镁合金焊接接头的力学性能达到最佳值.此时,焊接接头的成型系数为3.51,抗拉强度为201.7MPa,断面收缩率为8.4%,伸长率为12.18%,硬度为62.3HV.     

焊丝成分对异种装甲铝合金焊接接头组织与性能的影响

采用ER5356及ER2319焊丝对2519A和7A52铝合金异型板进行脉冲MIG焊,并对焊接接头的力学性能和焊缝组织进行了分析.结果表明:用ER2319焊丝焊接的接头力学性能高于ER5356,ER2319焊丝细化了焊缝区的组织,其强度比采用ER5356焊丝焊接的提高了13.3％,伸长率提高了39.3％.ER2319焊丝中的微量元素Ti和Zr在焊缝中形成Al3Ti和Al3Zr,促进α(Al)非均匀形核是提高接头强度和塑性的重要原因.     

热处理对钛合金激光填药芯焊丝焊接接头组织和性能的影响

通过激光填丝焊接方法并采用自主开发设计的钛合金药芯焊丝,进行TC4钛合金板的焊接,对获得的焊接接头进行920 ℃/1 h+650 ℃/2 h固溶时效处理,并与焊态焊接接头的组织性能进行对比分析。结果表明：热处理态焊接接头焊缝由α_p相、α_s相集束、α_gb相典型的三态组织及点状分布的残留β相构成,未见焊态焊缝中的α''马氏体组织,使焊缝的强度-塑性-韧性得以兼顾;热处理态焊接接头强度降低但延伸率和室温冲击韧性增加;热处理态焊接接头拉伸断口由大量撕裂唇包围,韧窝深且均匀,呈微孔聚合韧性断裂。焊态焊接接头中焊缝区晶粒间的取向差大于15°的大角度晶界占比约83.78%;热处理态焊接接头焊缝中晶粒间的取向差大于15°的大角度晶界占比约为90.21%;通过XRD测试,发现焊态焊缝中主要由α''马氏体组成,还有少量极弱的多角度α相衍射峰,而热处理态焊缝中α相衍射峰中心角度位置与焊态焊缝中α''马氏体一致,另外还发现了较为尖锐的β相（110）衍射峰。     

Incoloy 800H/20g复合板材料焊接技术探讨

研究Incoloy 800H／20g复合板焊接工艺，以解决以镍基合金复合板材为主体的设备在焊接过程中易产生裂纹、气孔及成分偏析等问题。焊接实验选择H1Cr16Ni21作为过渡填充金属，采用惰性气体保护焊和手丁电弧焊2种形式焊接。实验结果表明，选择H1Cr16Ni21作为过渡填充金属，采用小电流、多道次焊接工艺，可得到质量良好的焊缝，焊缝宽度、焊缝余高、咬边及焊接错边均符合JB4730-94标准要求；力学性能优于20g耐热钢。焊缝成分与Incoloy800H接近。成功地解决了成分差异较大的2种材料焊接时易出现裂纹和气孔的问题。     

Microstructure and Mechanical Properties for TIG Welding Joint of High Boron Fe-Ti-B Alloy

采用钨极气体保护焊,以基体金属作为焊接填料,可以成功实现对高硼Fe-Ti-B合金的焊接。对焊件的微观结构进行了分析,研究表明,高硼Fe-Ti-B合金的焊接质量良好,焊接接头处不存在裂纹、未熔合、未焊透等缺陷;熔合区和热影响区的微观结构与基体明显不同,但能谱分析表明其化学成分非常均匀。对焊件进行了力学性能测试。测试结果表明,相对于基体材料,焊件的屈服强度略有升高,但抗拉强度降低。尽管如此,焊后高硼Fe-Ti-B合金的抗拉强度高于580 MPa,屈服强度高于400 MPa,焊件的力学性能已达到一个较高的水平。     

焊后热处理对铝锂合金电子束焊接头组织与性能的影响

对2090铝锂合金电子束焊接头进行焊后热处理,热处理工艺为530℃固溶0.5h+190℃时效12h。结果发现,焊接接头的抗拉强度由焊态下的331MPa提高到热处理后的415MPa,焊后热处理使接头的强度大大提高。金相组织观察表明,铝锂合金电子束焊接头经过热处理后焊缝晶粒形貌由焊态下的等轴树枝晶转变成等轴晶,并且在晶粒内部和晶界处析出细小的强化相。XRD相结构分析显示接头焊缝中的强化相主要为δ′(Al3Li)、T1(Al2CuLi)、β′(Al3Zr)等。TEM观察证实,热处理后2090铝锂合金接头焊缝中析出了多量的球状δ′相和针状T1相。拉伸断口分析表明,铝锂合金电子束焊接头在焊态下为带韧窝的穿晶断裂,经过热处理后接头断裂模式转变为沿晶断裂。