工艺参数对建筑结构钢激光复合焊接头性能影响

对从建筑结构钢焊接接头切取的具有典型组织的小型板状试样，在７７ｋ～１２２ｋ进行了系列温度小型穿孔试验以研究组织因素对断裂特性的影响在母材中裂纹易在珠光体团－铁素体界面等处形成与扩展焊缝金属中含有粗大组织时其韧脆转变温度较高，而再加热组织细化区韧脆转变温度则大大降低焊接热影响区由于组织形态变化而有较低的韧脆转变温度

采用添加标识材料的方法研究45钢摩擦焊接头焊缝塑性金属的流动规律。结果表明,摩擦焊接过程中,变形层首先在距圆心2/3半径处的摩擦表面上形成,它是由塑性变形和机械挖掘的表面金属组成的环状摩擦面。随着焊接时间的延长,摩擦焊接表面的热量输入会逐渐增加,从而增大了焊缝塑性金属的变形量。增加摩擦压力和顶锻压力,焊缝表面金属变形明显增大,且在摩擦压力的作用下标识材料会随着旋转方向变化,并且标识材料会发生整体扭转,扭转角度随着顶锻压力增大而增加。

采用15kw高功率激光复合焊接船用低合金高强钢t型接头构件。测定了接头截面的显微硬度,通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了焊缝微观组织。结果表明:焊接接头没有气孔、裂纹等缺陷;焊缝和热影响区显微硬度均高于母材,焊缝显微硬度最高为290hv;焊缝组织主要为细条状的粒状贝氏体和少量的m-a组元。贝氏体铁素体为细条状的铁素体,晶粒细小,晶界密度高。cu、ti等微合金元素形成的碳化物沉淀强化相分布于贝氏体铁素体内。细条状的粒状贝氏体组织的晶粒细化及其微合金碳化物(cu,ti)xcy的沉淀强化使得焊缝强度高于母材。

对建筑结构钢进行了多道次激光复合焊接,对比分析不同线能量、焊接速度的焊接试件的焊接性能。结果表明,在线能量为8kj/cm、焊接速度为1.05m/min时,建筑结构钢具有较好的硬度、低温冲击韧度和弯曲性能。这主要是因为在焊缝区域存在着针状铁素体、粒状贝氏体和马氏体组成的多相组织,使得焊缝具有较好的强塑性。

对建筑结构钢进行了多道次激光复合焊接,对比分析不同线能量、焊接速度的焊接试件的焊接性能。结果表明,在线能量为8kj/cm、焊接速度为1.05m/min时,建筑结构钢具有较好的硬度、低温冲击韧度和弯曲性能。这主要是因为在焊缝区域存在着针状铁素体、粒状贝氏体和马氏体组成的多相组织,使得焊缝具有较好的强塑性。

激光复合焊接综合了激光焊和电弧焊的优点,使其成为船用大厚度钢板高效焊接最有前景的方法之一。研究了船用钢板的高功率co2激光焊接工艺,重点分析了保护气体成分对焊缝化学成分的影响,激光与电弧间距对焊接过程稳定性的影响。在工艺参数优化的基础上实现14mm厚10ni3crmov钢板的高功率激光t型结构焊接。获得的焊缝通过x光探伤检验,没有发现裂纹,存在少量不连续的小气孔。采用光学显微镜分析了焊接接头微观组织,结果表明,微观组织显示了焊接接头较好的综合力学性能,尤其是经历重熔与热处理后的焊缝组织发生明显细化。测试了焊接接头不同部位的硬度,焊接接头最大硬度小于360hv,符合船用技术要求。

采用激光-电阻复合焊接方法进行铝合金t型接头焊接工艺试验,对激光-电阻复合焊接过程中的主要焊接工艺参数:滚轮电极形状、电流大小和激光功率对焊缝成形及接头性能的影响进行分析,并优化工艺参数以获得良好的焊缝成形和优质焊接接头。试验结果表明:采用弧形端面滚轮电极,在合适的电流和激光功率参数条件下,激光-电阻复合焊接t型接头不仅可以降低接头搭接面的间隙,而且改善焊缝成形,增加搭接面的焊缝宽度,使t型接头的拉伸剪切载荷与单独激光焊接相比得到显著提高。激光-电阻复合焊接有效改善了激光焊接存在的一些不足,拓展了激光焊接的工业应用范围。

采用正交试验法研究焊接热循环对应用于船舶铝质上层建筑与钢质船体连接的铝合金-铝-钢复合过渡接头性能的影响.试样依次采用铝合金tig焊、mig焊、钢mag焊分别实现过渡接头与铝合金板材和钢板之间的焊接.复合界面剪切强度及厚度方向的抗拉强度测试结果表明:随着焊接电流的增大,过渡接头的性能明显下降,三种工艺方法对复合板性能由主到次的影响顺序为:铝合金tig焊>钢mag焊>铝合金mig焊.通过复合界面焊接温度场的测定,分析了复合界面峰值温度与复合板性能之间的关系,结果显示:为满足船舶结构设计的要求,焊接热循环在铝-铝-钢过渡接头复合界面上产生的峰值温度不宜超过300℃.

通过镀铝锌钢板点焊实验,对十二组不同工艺参数下获得的点焊接头进行抗剪力实验和金相分析,研究表明:当采用较小的焊接电流和较短的焊接时间,接头熔合不良;焊接电流太大,焊接过程中飞溅很大,焊点表面压痕深度超标,同时形成方向性很强的粗大柱状晶;适当增加电极压力,可使柱状晶发生倾斜,方向性减弱。研究确定了0.8mm厚镀铝锌钢板较佳的工艺参数为i=8.5～9.0ka,t=14cyc,fw=2400n,用这组工艺参数焊接,点焊接头抗剪力、熔核直径均超过了《点焊焊接区的检验方法》标准中规定的a级要求,熔透率、焊点表面压痕深度均能满足质量要求。

STM激光软钎焊接头质量实时监测

本文以s355j2w+n耐候结构钢不同返修次数的焊接接头为研究对象,通过不同的试验方法,测试其全熔透对接接头的组织性能.主要对s355j2w+n耐候结构钢对接接头的拉伸性能、弯曲性能、冲击性能、硬度等方面进行研究.试验结果表明,s355j2w+n耐候结构钢焊接接头多次返修之后,接头的拉伸性能优于母材,折弯性能满足标准要求,冲击功最低值79j(-40℃)高于标准要求,硬度值也较合理.

对所制备的急冷型snagcu系钎料合金进行了熔化温度特性测定和钎焊工艺试验,然后对钎焊接头的力学性能和显微组织进行了测试分析,并研究了钎焊工艺参数对接头组织性能的影响。结果表明:在不同的钎焊温度和钎焊时间条件下,接头界面处金属间化合物的形成及分布是不同的,并由此导致了接头抗剪强度的变化。

规范参数对AZ31B镁合金点焊接头组织和性能的影响

为了保证船舰在海水环境中拥有足够的焊接强度和耐久性,选用船用铝合金(5083-o)进行焊接试验,模拟焊接接头在海水中的耐腐蚀性能。采用高适应性的激光-熔化极惰性气体保护焊复合焊接系统,分别分析研究了激光功率、焊接电流、光丝距对铝合金焊接接头耐腐蚀性能的影响；利用型号为chi760d三电极化学工作站对不同焊接工艺参量下的铝合金焊接接头进行了腐蚀测试。结果表明,自腐蚀电流密度随激光功率的增加呈先增大后减小再增大的趋势,随焊接电流和光丝距的增加均呈\"v\"形规律变化,即先减小后增大的趋势；当激光功率为3.0kw、焊接电流为200a、光丝距为3mm时,接头组织以等轴晶为主,且气孔等缺陷较少,此时接头微观闭塞原电池效应微弱,自腐蚀电流密度最小,接头耐腐蚀性能相对较好。该研究对深入理解铝合金焊接过程中缺陷形成机理及提高接头耐腐蚀性能是有帮助的。

采用两种激光光斑加热位置,对不等厚超低碳烘烤硬化钢板进行激光拼焊,分别测定拼焊接头的显微硬度,对比分析其组织性能差异,探讨热影响区硬化软化机制.结果表明,光斑偏向厚板时,拼焊焊缝两侧组织硬度曲线较为对称;在焊接热循环作用下,热影响区基体中饱和科特雷尔(cottrell)气团析出细小弥散的nbc等第二相颗粒,使得热影响区强硬化;光斑置中时,容易使薄板热输入过渡,析出的第二相颗粒聚集长大,热影响区重新软化,容易导致冲压时开裂.

在4mm厚不锈钢激光-电弧双面焊接试验的基础上,研究了激光功率、电弧电流对接头形貌特征和接头特征量的影响规律,并对熔化效率进行了分析。结果表明,在较小的能量匹配下,双面焊接头呈现出激光焊与电弧焊的混合特征,随着热输入的增大,混合特征消失;增大激光功率,可使激光侧焊缝熔宽增加,而电弧侧焊缝熔宽减小,增加电弧电流,可使电弧侧焊缝熔宽增加,而对激光侧焊缝影响很小;激光功率和电弧电流增加都对焊缝中部最小熔宽有明显的增加;中部最小熔宽的深度随激光功率增加而增加,而电弧电流则起到相反的作用。在非熔透条件下,激光对电弧焊的熔化效率影响很明显,而电弧对激光焊的影响很小;在熔透条件下,增加激光功率、电弧电流对激光电弧双面焊的熔化效率都有显著的提高。

对工业纯钛的焊接性进行了分析,根据氧化试验温度与颜色的关系,针对焊接速度不变、电弧电压不变、焊接保护措施不变,仅改变焊接电流研究焊接热输入对钛材的焊缝、haz焊接性能的影响,通过检验焊缝表面颜色与力学性能,讨论了高温区氧、氢、氮的吸收,温度、硬度、颜色变化等对焊接性能的影响,总结在焊接保护措施保持不变条件下热输入对焊逢、haz组织的影响规律,并提出焊接该材料的优化工艺措施,如焊前准备、焊接材料、坡口形式、焊接工艺参数等焊接操作要点,以保证焊接质量。

利用激光冲击强化对12cr2ni4a不锈钢焊接接头进行处理,比较了激光冲击一次和二次前后焊接接头拉伸性能、显微硬度和表面残余应力.结果表明,12cr2ni4a焊接试件经过二次激光冲击强化后,显微硬度提高了50%,抗拉强度由818.5mpa提升至863.8mpa,并且断裂区域由焊接热影响区转移至基体处,焊接试件的拉伸性能显著提高.激光冲击强化消除的焊接残余拉应力是焊接接头拉伸性能提高的主要原因.

本文采用电阻点焊对400mpa级超细晶粒钢进行了焊接,并对不同冷却条件下的点焊接头显微组织和力学性能进行了分析。研究结果表明：空冷条件下点焊接头热影响区晶粒发生长大现象,焊接过程中喷水冷却可减少晶粒尺寸,但淬硬组织比例增加,降低了接头拉剪强度。空冷和水冷条件下点焊接头热影响区均未出现软化现象。

对t91钢tig接头的热处理要求很严格,采用不同的热处理工艺对t91钢管的tig焊接头进行热处理,分析了不同热处理工艺下tig焊接头在力学性能和显微组织上的差异。结果表明:碳化物的扩散决定了t91钢管tig接头力学性能和显微组织。温度对晶粒的大小和马氏体中碳化物扩散的影响远大于保温时间。

用自研制双层陶瓷复合材料与钢进行了大气中钎焊连接。采用声学显微镜、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等测试手段对双层陶瓷复合材料的声显微结构及钎焊接头的微观组织及形态、特征点的化学成分等进行了研究。结果显示,双层陶瓷复合材料与钢钎焊连接后的多层复合结构接头的三个界面均达到较好的结合。这为陶瓷/金属接头提供了一种新的连接途径

钢铝复合过渡接头焊接工艺