高温条件下NiCrMoV转子钢焊接接头的高周疲劳性能研究

通过应力比R=-1的拉压高周疲劳实验,研究了在370℃条件下汽轮机转子模拟件焊接接头的高周疲劳裂纹的萌生和扩展过程.通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)分析了疲劳断口的形貌特征和微区成分.研究结果表明:对于30Cr2Ni4MoV转子钢焊接接头而言,夹杂物主要成分为氧化物(Al2O3、CaO、MgO和SiO2等),疲劳裂纹往往萌生于夹杂物和气孔等内部缺陷.采用有效投影面积模型计算出母材和焊缝区域组织对应的临界缺陷尺寸,建立了夹杂物尺寸和疲劳裂纹萌生区域之间的关系.基于该研究结果,采取适当措施减少其内部的缺陷尺寸,并优化其形态和分布,以提高转子钢材料的抗疲劳性能.     

NiCrMoV钢汽轮机转子堆焊接头组织性能研究

选用马氏体不锈钢E410NiMo15作为堆焊层材料及NiMol作为过渡层材料,对核电汽轮机高压转子NiCrMoV钢轴颈进行埋弧堆焊试验研究.焊后采用EPMA线扫描分析了堆焊接头化学成分的变化规律,并借助光学显微镜观察了堆焊接头各层微观组织结构,通过冲击试验和电化学耐腐蚀试验分别研究了堆焊接头各区域的力学性能及耐腐蚀性能.试验结果表明:过渡层的添加对改善不锈钢耐蚀层的冲击韧性和堆焊接头表面耐腐蚀性能是有利的.     

电子束表面合金化合成M7C3耐磨层组织分析

采用一种新型的电子束扫描方式和粉末配比方法来对低合金钢进行表面改性。以Fe／Cr／C粉末为添加粉末,通过电子束加热工艺参数的优化,在表面复合层中原位合成了碳化铬。对样品的表面复合层进行金相分析、扫描电镜分析、能谱分析和X射线衍射分析。结果表明,表面复合层中主要包含两种相,即硬化相碳化铬和韧性相奥氏体组织,初生碳化物组织晶粒较大,共晶碳化物弥散分布于奥氏体基体中,具有典型的六边形特征,呈菊簇状分布。由于大量碳化铬的存在,表面复合层的显微硬度明显提高,达到了母材的2．7倍,显著提高了表面层的耐磨性能。     

定点TIG焊接电弧与熔池交互耦合数值模拟

电弧与熔池的交互作用在两者之间形成了一个不断移动变化的自由界面,对界面的处理是实现电弧与熔池交互耦合的关键。运用建立的三维统一数学模型对TIG焊接电弧与熔池进行了动态耦合数值模拟,揭示电弧-熔池相互作用的机制以及电弧-熔池动态行为的基本规律。结果发现电弧与熔池不断交互耦合计算得出的熔池形状与试验测得的熔池形状比较吻合。     

智能机器人型钢加工系统

在型钢加工系统中创造性地应用了离线编程控制、型钢形状位置的激光测量、加工图形坐标偏差的补偿计算以及计算机与机器人控制器之间的实时数据通信,在线修正机器人运行轨迹等控制技术,使得智能型钢加工机器人成功应用于造船型钢的划线、切割加工。     

NiCrMoV转子钢窄间隙焊接接头显微组织及力学性能研究

采用基于多层多道焊技术的埋弧焊(SAW)方法对汽轮机用Ni Cr Mo V转子钢进行窄间隙焊接,研究了焊接接头的组织、常温及高温拉伸性能、抗弯性能及冲击性能。通过扫描电子显微镜(SEM)对拉伸断口及焊缝中心冲击断口的形貌进行观察。结果表明,焊接接头在常温下的屈服强度和抗拉强度约730和790 MPa,随着试验温度的升高,屈服强度和抗拉强度逐渐减小,当温度高于200℃时逐渐趋于稳定。各温度下拉伸试样断裂类型均为韧性断裂,且均断裂在焊缝中心。焊接接头的抗弯性能符合设计要求。焊缝中心处的韧脆转变温度为-17℃,其冲击吸收能量随温度的降低而减小,这主要是断裂方式由韧性断裂转变为准解理断裂最后变为解理断裂造成的。室温下母材的冲击性能最好,其冲击吸收能量均值约250 J,焊缝中心和1/4处的冲击吸收能量均值分别约97和44 J。热影响区的冲击吸收能量在56~293 J内波动,其数值发散的原因主要是由裂纹扩展路径不同导致的。     

国产TIG焊导电辊接头失效机理分析

通过对国产TIG焊失效导电辊哈氏合金C-22断口进行XRD、EDAX成分分析、失效区金相组织及断口形貌观察、极化曲线测定等手段分析了国产TIG焊导电辊的失效原因及其失效机理.金相观察表明哈氏合金筒体焊后未经过固溶处理,会导致焊缝金属和母材之间存在组织差异;腐蚀裂纹宏观形貌观察表明导电辊断裂失效的裂纹源主要萌生于筒体表面的焊缝区域,并逐渐向焊缝内部扩展并最终进入母材;极化曲线测试表明填丝TIG焊焊缝的腐蚀电位要低于母材的腐蚀电位,腐蚀电位差异是导致导电辊焊缝区域发生严重腐蚀的主要原因.这项研究成果可为进一步开展哈氏合金导电辊的制造提供理论依据和技术指导.     

激光焊接工艺的现状与进展

激光焊接作为一种高质量、高精度、低变形、高效率和高速度的焊接方法,在工业中的应用越来越广泛.为了对激光焊接技术进行回顾和展望,概括介绍了常用激光焊接设备及新型二极管泵浦固体激光设备的特性,激光焊接的机理,常用材料激光焊接工艺及其存在的问题,各种改善焊缝质量的工艺,塑料的激光焊接及其数学建模,以及大型激光焊接平台和双光束激光焊接技术的特点,并对国际上激光焊接技术发展的动向作出展望.     

C-22哈氏合金激光焊焊缝成形影响因素分析

采用最大功率为15 kW的TLF15000 TURBO CO2激光器,对10 mm厚C-22哈氏合金进行了平板对接不填丝激光焊,研究了坡口间隙、激光输出功率、焊接速度、预热温度及保护气体流量等因素对哈氏合金不填丝激光焊焊缝成形的影响,并由此选择出合适的焊接工艺对哈氏合金板进行激光焊接.最后对焊缝性能进行了工艺评定,各项性能均达到使用要求.     

基于激光视觉传感器的实时焊缝三维计算系统

构建了一种基于视觉传感的焊缝三维模型实时计算系统，包括图像采集程序、图像预处理程序、视觉计算焊缝三维模型程序以及实时显示程序。在未焊接情况和GTAW(钨极氩弧焊)条件下进行试验，结果表明，该系统可以实时地获得被检测焊缝的三维模型，精度能够满足焊接需要，处理速度可以达到20fps，为焊缝自主跟踪奠定了基础。