2A21铝合金厚板搅拌摩擦焊接头组织与分层性能研究

采用搅拌摩擦焊焊接19 mm的2A21铝合金,焊后观察并分析了接头不同区域的微观组织,通过接头的拉伸试验和显微硬度测试评定接头的力学性能.结果表明:轴肩影响区和焊核区组织均为细小致密的等轴晶,在靠近焊核区底部的后退侧出现了晶粒大小不一的部分重结晶区;拉伸试验表明上层接头的抗拉强度最高,为348 MPa,达到母材强度的76.5%,断裂位置在后退侧轴肩影响区和热机械影响区分界处;下层接头的抗拉强度最低,断裂位置在部分重结晶区;接头横截面显微硬度分布整体成"W"状,焊核硬度值最高,热影响区硬度值最低,焊缝上部硬度高于焊缝下部.     

Ti64钛合金窄间隙激光填丝焊接头组织性能

采用钛基金属粉芯焊丝，通过激光填丝焊接方法对Ti64钛合金板进行窄间隙焊接，分析了激光填丝焊接接头各区域的微观组织类型及形貌特征；测试了焊接接头的力学性能，如显微硬度、室温拉伸性能。结果表明：焊缝区(WM)主要由粗大的原始β柱状晶粒和内部网篮状针状α’马氏体组成，热影响区(HAZ)主要由等轴状α相和长条状α相，以及少量次生α_p相组成；在焊缝组织中，小角度晶界主要集中分布在片层组织边界，焊缝中的大角度晶界比例较大，大于15°的大角度晶界占比约85.55%;Ti64钛合金焊接接头的焊缝区都由密排六方(HCP)晶体结构构成，没有发现其他晶体结构；焊接接头的抗拉强度达939MPa，断后伸长率为13%，断裂位置在母材(BM)区域，拉伸断口存在明显的剪切唇，韧窝较深且均匀；焊缝区的平均显微硬度值明显高于母材及热影响区。     

铝合金活性TIG焊接接头性能研究

针对6061铝合金,采用自行研制的混合活性剂配方,利用正交设计法进行焊接工艺试验,得到一组性能良好的焊接工艺参数。在此焊接工艺条件下,混合活性剂增加熔深效果显著,可一次焊透10 mm的铝板,实现单面焊双面成形。焊后对焊缝的微观组织进行了观察和分析,并通过力学性能试验分析了活性剂对焊缝力学性能的影响。结果表明：与常规TIG焊相比,活性TIG焊的焊缝组织细密,基本不存在气孔、裂纹、夹杂等焊接缺陷;活性TIG焊接接头的拉伸强度和断裂伸长率均可达到与母材相当的水平,焊缝区的硬度明显提高,焊接接头性能良好。     

船用EH36高强钢无缝药芯焊丝焊接接头组织和冲击韧性研究

本文以SRSF501无缝药芯焊丝在船用EH36高强钢中的焊接应用为目的,研究了国产无缝药芯焊丝SRSF501在船用EH36高强钢焊接中的组织和冲击韧性。通过试验表明：SRSF501焊接EH36钢接头各区域的冲击性能均满足船级社要求；多层多道焊时,焊缝组织由粗大的柱状组织和细小的等轴晶组织组成,底层焊缝和末道焊缝柱状晶区域较大；盖面层两侧接头热影响区存在粗晶区,其它位置接头的热影响区不存在粗晶区；焊接接头中熔合线外2mm处,晶粒最细,冲击韧性最好。     

F550Z海洋平台用钢SAW焊接接头低温韧性研究

为研究大热输入条件下埋弧自动焊（ submerged arc welding ,SAW）对海洋平台用550 MPa钢焊接接头组织与低温韧性的影响,采用50 kJ＆#183; cm-1的焊接热输入,测定接头各区域冲击吸收功,并观测各区断口形貌及显微组织．结果表明：焊接接头韧性从焊缝到母材,呈现先降低后升高的趋势,最低处在熔合线及熔合线2 mm处．焊缝处组织为针状铁素体加细小弥散的碳化物,断口形貌为韧窝和解理台阶,-60℃冲击吸收功为110 J．熔合线及熔合线2 mm处断口形貌基本相同,只由放射区组成,无纤维区,微观特征为大面积的解理面,没有韧窝;微观组织为粗大粒状贝氏体,冲击吸收功非常低只有25 J．熔合线5 mm处断口纤维区面积较大,微观形貌含有大量的韧窝,微观组织为细小的铁素体、碳化物及粒状贝氏体,该区为焊接接头的正火区,具有优异的低温韧性,-60℃冲击吸收功为202 J．     

2205双相不锈钢焊接工艺及耐腐蚀性能分析

采用不同焊接工艺对2205双相不锈钢进行焊接,分析不同焊接工艺对焊接接头力学性能、微观组织及耐腐蚀性能的影响。结果显示:在晶粒无明显长大时,焊缝及热影响区冲击韧性随奥氏体质量分数的增加而升高;采用熔化极气体保护焊(Gas Metal Arc Welding,GMAW)时,保护气体中加入N2可有效提高焊接接头各区域奥氏体质量分数,从而提高焊接接头力学性能及耐腐蚀性能;2205双相不锈钢母材及焊缝腐蚀速率均明显随腐蚀液质量分数的升高而增加。优化双相不锈钢焊接工艺参数,保证其焊接接头具有良好的综合性能,对于该类材料构件及产品的制造、推广及使用意义重大。     

2507超级双相不锈钢激光焊接接头组织和力学性能研究

使用氩气作为保护气,采用激光焊焊接2507超级双相不锈钢,获得成型良好的激光焊接接头,利用SEM和EDS研究了接头不同区域奥氏体和主要合金元素的含量,并对接头进行室温拉伸、冲击和硬度测试.结果表明:由于激光焊接过程冷却速度较快,焊缝铁素体主要以垂直于熔合线的柱状晶的形态存在,晶内析出的奥氏体更加细化,接头焊缝区,特别是热影响区中铁素体的含量明显增多.与母材相比,焊缝中主要合金元素在两相中含量的差异明显减小.接头室温力学性能测试结果显示,由于铁素体的含量升高,并且以较为粗大的柱状晶形态存在,导致接头的拉伸强度和硬度升高,冲击韧性明显下降.     

混凝土泵车底座与转台断裂失效分析

针对混凝土泵车底座与转台焊缝断裂失效,本文对焊接接头进行宏观断口、化学成分、硬度、金相、电镜等试验研究,分析产生断裂的原因。结果表明:焊接连接构造设计、装配、工艺存在不足,特别是转台角焊缝焊脚尺寸偏小,是导致底座与转台断裂的主要原因。转台焊接热影响区出现马氏体异常组织,导致接头产生脆性断裂。     

D36-Z35钢两种焊接方法接头CTOD断裂韧度试验与分析

依据英国BS7448断裂韧性试验标准,对番禺30-1深海导管架项目广泛应用的超大尺寸焊接接头的低温CTOD断裂韧度进行了探讨.对采用手工电弧焊(SMAW)和药芯焊丝气体保护焊(FCAW)工艺施焊的大尺寸板厚的海洋石油平台焊接接头试样进行了CTOD试验.分别测试了0℃两种工艺下焊缝金属和热影响区的CTOD断裂韧性,对试验结果进行了分析讨论.试验表明,除药芯焊丝气体保护焊热影响区接头两个试样数据无效外,其余试件均满足挪威船级社DNV规定的最小特征CTOD为0.15mm的要求.这说明95mm的D36-Z35钢板手工电弧焊和药芯焊丝气体保护焊焊接接头可以在不进行焊后热处理的情况下使用.试验结果为免除这种板厚焊接接头的焊后热处理提供了依据,这对于海洋平台大型焊接结构来说,可以大大降低制造成本,缩短生产周期,具有巨大的经济意义.     

焊接方法对6061铝合金接头性能影响的研究

针对6061铝合金采用TIG、MIG和FSW的焊接方法所得到的焊接接头性能进行试验研究,测试了3种方法得到的焊接接头的抗拉强度σb和延伸率δ,并对接头的微观组织和断口形貌进行了观察和分析,结果表明:搅拌摩擦焊接头的综合力学性能最好,MIG焊的接头强度要高于TIG焊接头的强度;搅拌摩擦焊接头的组织比母材细小,而熔化焊接头的晶粒中弥散着大量的析出相质点;TIG焊试样断口的韧窝比较浅,在韧窝附近有类似于准解理断裂的光滑平台,而MIG焊试样断口的韧窝也要比TIG焊试样断口的韧窝深,而FSW焊缝区的断口的韧窝尺寸要比TIG焊接头的韧窝小而深,许多小韧窝集聚成尺寸较大的韧窝。     

Size effect on residual stress in low transformation temperature welded joints

It has been reported that low transformation temperature (LTT) weld metals are beneficial to generation of compressive residual stress around weld zone. In this study, the relationship among residual stress, size effect of LTT welded joints with different plate width and thickness as well as martensite start (Ms) temperatures was investigated by experimental and finite-element analysis. It was found that heat dissipation and thermal expansion coefficient of LTT weld metal had a significant impact on residual stress. Welded joint with a small plate width led to greater compressive residual stresses in the LTT weld, which was due to the lower heat dissipation and smaller thermal expansion coefficient of the LTT weld metal in due course of cooling process. Additionally, the finite-element analysis revealed that increasing plate width mainly affected the longitudinal residual stress, while increasing the plate thickness influenced all the residual stress components in the LTT weld. Furthermore, the LTT weld with a lower Ms temperature of 191 °C resulted in greater compressive residual stresses, and was less sensitive to the LTT joint size, as against the Ms temperature of 398 °C.     

焊接缺陷对机匣可靠性的影响

由于结构及工艺水平的限制,发动机机匣大多采用分段焊接而成,焊接缺陷在机匣焊缝较为常见,具体表现之一为焊缝中存在的链状气孔,超出标准要求的焊接缺陷有可能对发动机机匣的可靠性造成影响。本文通过对存在链状气孔缺陷的发动机机匣的检测、有限元计算模型简化和计算分析,确定了缺陷对机匣可靠性的影响。量化的缺陷影响区域和应力放大倍数对类似焊接缺陷的判定具有指导意义。     

SAW焊接型剖面预报的模糊逻辑系统开发(英文)

A fuzzy model was presented to predict the weldment shape profile of submerged arc welds(SAW) including the shape of heat affected zone(HAZ).The SAW bead-on-plates were welded by following a full factorial design matrix.The design matrix consisted of three levels of input welding process parameters.The welds were cross-sectioned and etched,and the zones were measured.A mapping technique was used to measure the various segments of the weld zones.These mapped zones were used to build a fuzzy logic model.The membership functions of the fuzzy model were chosen for the accurate prediction of the weld zone.The fuzzy model was further tested for a set of test case data.The weld zone predicted by the fuzzy logic model was compared with the experimentally obtained shape profiles and close agreement between the two was noted.The mapping technique developed for the weld zones and the fuzzy logic model can be used for on-line control of the SAW process.From the SAW fuzzy logic model an estimation of the fusion and HAZ can also be developed.     

B级碳素船体钢焊接接头耐蚀性研究

通过室内腐蚀挂片及电化学测量试验 ,研究了B级碳素船体钢三种常见焊接接头的耐海水腐蚀性能。结果表明 :在海水中 ,接头的焊缝区最易受到腐蚀 ,其次为母材 ,热影响区腐蚀最轻 ;几种接头相比 ,B级碳素船体钢与J4 2 2焊条匹配后焊接接头的综合耐蚀性高于其与J50 7和H0 8MnSi2A两种焊接材料匹配后接头的耐蚀性。     

响应面法模拟轴肩和搅拌针形状对铝合金搅拌摩擦的影响(英文)

The present paper discusses the modeling of tool geometry effects on the friction stir aluminum welds using response surface methodology. The friction stir welding tools were designed with different shoulder and tool probe geometries based on a design matrix. The matrix for the tool designing was made for three types of tools, based on three types of probes, with three levels each for defining the shoulder surface type and probe profile geometries. Then, the effects of tool shoulder and probe geometries on friction stirred aluminum welds were experimentally investigated with respect to weld strength, weld cross section area, grain size of weld and grain size of thermo-mechanically affected zone. These effects were modeled using multiple and response surface regression analysis. The response surface regression modeling were found to be appropriate for defining the friction stir weldment characteristics.     

激光功率对激光-电弧复合焊接头成型的影响

采用激光-电弧复合焊(Laser-Arc Hybrid Welding,LAHW)技术对6.0 mm厚的AH36钢板进行复合焊接,分析不同激光功率对焊接接头成型的影响,并对最优参数的焊缝进行力学性能分析.焊接缺陷主要表现为:在激光功率偏小时,焊缝背部不完全熔透;在激光功率偏大时,焊缝正面出现咬边和凹陷;在激光功率为44...     

单面双弧焊焊接温度场有限元数值模拟

利用软件ANSYS的参数化程序设计语言APDL对CO_2双弧焊进行三维动态、非线性温度场模拟分析,在程序设计中,结合实体模型,保持两电弧的工艺参数不变的情况下,通过改变两电弧之间的距离参数,实现了试件热影响区和近缝区的温度变化以及熔池温度梯度的模拟,模拟结果找出了CO_2双弧焊的双熔池形成条件。     

海洋工程中常见焊接缺陷的成因探讨及对策

海洋工程钢结构制造过程中焊接接头、焊缝和热影响区是最容易产生各种缺陷的地方.缺陷,顾名思义是一种欠缺、不足、不完善的地方,也包括物体的损伤.焊接缺陷可定义为不完善焊接施工所导致的工件使用性能的不连续性;也可定义为由于原有或积累的影响,使部件或产品不能满足最低验收标准或规程的一种或多种不连续[焊接缺陷的研究是伴随着焊缝质量检测方法的进步而发展的];故对焊接缺陷及其缺陷对焊接构件承载力的影响程度的研究是很有必要的.该文以外观检测方式、用PL19-3项目中出现的焊接缺陷,探求钢结构焊接缺陷类型、特点及其产生缺陷的成因;并通过具体的案例进行分析,从而达到减少缺陷产生及保证工程质量的目的.