304不锈钢与42CrMo钢惯性摩擦焊工艺

研究了304不锈钢与42CrMo钢惯性摩擦焊接工艺,采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析和性能测试等方法对接头组织性能进行了分析。结果表明:接头飞边尺寸与热输入有关,42CrMo侧飞边大;近缝区Cr元素出现"峰值",焊缝界面处C元素和Fe元素增加;42CrMo侧未见明显脱碳层,其组织从焊缝到母材主要有贝氏体、马氏体、铁素体和索氏体,热输入影响马氏体的形态;304不锈钢侧晶粒细化,有碳化物生成,大热输入时生成σ相;硬度最高值在42CrMo侧焊缝,增大热输入,304不锈钢焊缝硬度增加,42CrMo侧降低;拉伸强度最大为687.55MPa,均断在304不锈钢母材上,是以韧窝为主的韧性断裂。     

退火对BWELDY960QL焊接接头组织与性能的影响

为了研究退火处理对焊接接头显微组织与力学性能的影响,采用CO2气体保护焊对高强调质钢BWELDY960QL进行了焊接.结果表明,BWELDY960QL钢焊接接头的焊缝区由针状铁素体加先共析铁素体及少量珠光体组成,晶粒细小且分布均匀;退火处理使针状铁素体数量明显增加,但退火温度过高,会使铁素体组织长大,出现一定数量的魏氏铁素体;母材与焊丝之间Cr含量存在较大的差异,退火使Cr由热影响区向焊缝迁移;经过退火处理后,焊接接头的力学性能得到明显改善,其中经过550℃退火后,焊件的综合力学性能最好.     

铜/钢电子束自熔焊与间隙填丝焊焊缝成形研究

由于电子束自熔焊焊接过程中焊接接头间隙适应性效果差,在焊透的情况下极易产生焊缝表面下塌等缺陷,影响焊缝的成形质量和接头力学性能。课题组采用电子束间隙填丝焊焊接方法,分别以QCr0.8和304不锈钢为母材,紫铜焊丝作为填充材料,开展了电子束自熔焊和间隙填丝焊两种焊接试验。对比两种焊接方法下的焊缝成形质量,重点揭示了电子束间隙填丝焊接头成形特点。结果表明：电子束自熔焊存在明显的焊缝表面下塌缺陷,而电子束间隙填丝焊对接头间隙适应性效果非常好,可获得成形质量良好的焊缝;可以极大地改善焊缝表面下塌缺陷。在试验参数范围内,当间隙值为1.2 mm时,电子束间隙填丝焊焊缝表面下塌量仅有0.1 mm,对应的接头最高抗拉强度为240 MPa,全面优于铜/钢电子束自熔焊接头。     

焊缝宽度对碳钢对接接头残余应力分布的影响

针对当前大量焊接结构采用对接接头形式，存在焊缝宽度影响结构表面残余应力分布的问题，课题组结合有限元仿真软件ABAQUS建立了一种利用双椭球摆动热源进行窄间隙焊接的平板对接模型，并使用焊缝非线性的热弹塑性有限元法，计算出Q235A钢在4种不同焊缝宽度下对接焊接接头的残余应力分布。计算结果表明：小尺寸焊缝宽度的对接接头在焊缝中心和热影响区存在超过屈服强度级别的残余拉应力；大尺寸焊缝宽度则会导致不利的横向残余拉应力。因此，在进行焊接结构设计时，选取中等焊缝宽度可以提高焊接结构的力学性能。     

三明治铝合金结构激光焊接工艺研究

针对激光焊接6082三明治铝合金结构,系统地研究了T型接头组织特征及力学性能。实验结果表明:从焊缝中心区,到热影响区,最终到达母材硬度逐渐升高,焊缝中心硬度最小;不同实验条件下,焊缝到母材过程中组织变化显著,且存在各种不同的缺陷。     

35钢代替16Mn用于钻杆管与法兰盘的对焊

本文介绍了35钢的钻杆管与35钢法兰盘对焊和16Mn钻杆管与35钢法兰盘对焊焊缝的力学性能的对比试验,在本厂同等焊接技术条件下得出:两者焊缝在热处理前后力学性能、显微组织相近,35钢钻杆管可以替代16Mn钻杆管.     

大热输入焊接接头组织性能研究

通过研究开发了一种新型药芯焊丝,配合不同母材进行276kJ/cm大线能量焊接实验,探讨了大线能量焊接条件下不同母材焊接接头的组织性能。结果表明:在大热输入焊接条件下,采用氧化物技术的大线能量用钢HAZ由于大量夹杂物的存在,抑制了奥氏体晶粒粗大,并在奥氏体晶粒内部形成了大量AF可抑制裂纹的扩展;Q235钢板形成粗大的奥氏体晶粒,并在奥氏体晶界处出现板条状的魏氏组织,严重影响了HAZ的冲击韧性;大线能量焊接用钢的熔合线部位的冲击韧性优于Q235焊接熔合线性能;母材对焊缝熔敷金属组织性能没有影响。     

LCCE焊接熔深特性研究

选用直长型ＬＣＣＥＪ４２２和普通Ｊ４２２焊条对Ｑ２３５钢焊接，分析对比焊接质量和接头显微组织，测试其力学性能，研究熔深特性。结果表明：两种接头质量均符合要求，ＬＣＣＥ焊缝组织细小致密，焊接接头的延性、韧性优于普通焊。在大电流焊接时，ＬＣＣＥ具有深熔特性，当电流１３５Ａ，预留间隙４ｍｍ时可一次焊透１２ｍｍ原的钢板，并在实际生产中得到应用。     

YG20/45钢激光熔钎焊焊缝界面显微组织与元素扩散研究

针对YG20/45钢异种金属焊接时，存在焊缝接头脆性高及焊缝连接性能差等缺点，课题组提出以Cu/Invar/Ni复合层为中间层进行激光熔钎焊焊接，研究焊缝区域微观组织、化学成分及元素扩散规律。试验结果表明：母材硬质合金中的WC晶粒棱角在焊接试验中会溶解，部分晶粒聚集但不长大，从而降低了焊接接头的脆性；在焊缝过渡区Invar合金和硬质合金中的元素发生扩散反应，其中Invar合金中的Fe和Ni元素补充硬质合金流失的Co元素，形成粘结相，提高了焊接母材的连接性；硬质合金和45钢之间加Cu/ Invar/Ni复合层，激光钎焊接头宏观形貌都较好，在母材厚为4 mm时，试验采用激光功率为1 700 W，激光扫描速度为0.1 m/s，离焦量-3 mm时可以获得冶金性良好的焊接接头。     

管道环焊缝接头焊接残余应力预测

本文利用ADINA非线性分析有序元程序,对低碳钢管道环焊缝接头焊接残余应力进行计算。在热弹塑性有限元分析模型中考虑了材料热物理和力学性能依赖于温度变化,计算预测结果表明：在管道接头内表面焊缝中心及近缝区轴向和环向残余应力均为拉应力;随离开焊缝距离的增加,逐渐过渡为压应力。在管道接头外表面焊缝中心处的轴向残余应力为压应力,而环向残余应力为拉应力,计算预测值与实测值基本一致,表明有限元法能够经济而有效地预测管道环焊缝接头的焊接残余应力。     

机械振动对激光填丝焊接接头组织和疲劳性能影响

针对激光填丝焊接过程中存在气孔、飞溅、夹渣和疲劳性能差等缺点，课题组提出了基于机械振动技术的激光填丝焊接方法。课题组采用机械振动与激光填丝焊接相耦合的方法研究了机械振动对焊缝形貌、组织、力学性能和断裂机理的影响。结果表明：机械振动可以改善316不锈钢焊接接头，减少焊缝中的柱状晶，增加树枝晶和等轴晶，提高了焊缝硬度；3种振动频率下焊接接头的残余应力均较高，与振动频率0和524 Hz相比，1 055 Hz振动频率的焊缝残余应力更低；疲劳断口均呈解理断裂，但是与524 Hz振动频率相比，1 055 Hz振动频率具有更低的裂纹扩展率，更好的疲劳性能。     

铁路车体用09CuPCrNi双相耐候钢可焊性研究

研究了09CuPCrNi钢经热处理双相化形成的双相耐候钢的组织与性能，并对双相耐候钢进行CO2气体保护焊，以研究其焊接性能，结果表明，拉伸时焊接接头的断裂发生在热影响区的淬火马氏体回火区，断裂强度比母材降低了12．6％，但仍比热轧态的提高了14．1％，达到节约钢著，减轻重量的目的。     

不锈钢电子束钎焊和真空钎焊接头显微组织研究

本文采用BNi-2、BПP-1两种钎料,对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行了电子束钎焊和真空钎焊,并对其接头进行了显微组织分析.结果表明,两种钎料电子束钎焊形成的接头显微组织主要都是固溶体;BNi-2钎料真空钎焊形成接头的显微组织是由两部分组成的,一部分是位于母材附近的镍固溶体,另一部分是位于钎缝中心的化合物组织;BПP-1钎料真空钎焊形成接头的显微组织是由铜-镍固溶体和钎缝中少量的化合物相组成的.     

000Cr30Mo2钢焊后耐碱蚀性能研究

本文研究了高纯度000Cr30Mo2钢的钨极氩弧焊工艺和氩气延续保护方法。测试焊接接头的机械性能来试验其在内蒙古天然碱苛化烧碱液中的耐蚀性能。用光镜和电镜观察焊接接头区的金相组织,断口形貌特征和断裂性质,分析腐蚀试样的腐蚀形态及化学成分变化,鉴定了钝化膜形貌和结构。结果表明:用钨极氩弧焊和氩气延续保护的焊接方法,焊接接头可以获得较满意的焊缝质量和机械性能,在天然碱苛化烧碱液中有较好的耐腐蚀性能。     

CCEW对16Mn钢焊接接头组织和力学性能的影响

本文利用ＣＣＥＷ技术，采用直长型焊条（ＬＣＣＥＪ５０７）对１６Ｍｎ钢进行双面焊和单面焊双面成形对接，分析焊缝宏观质量和缺陷，检验显微组织，测试其力学性能。结果表明：接头外观质量良好，焊缝的显微组织正常，力学性能符合国际。对１２ｍｍ厚的板材，可以实现预留间隙双面焊一次焊透，省去开坡口工序，从而提高生产效率，值得推广应用。     

夹持条件对铝钢薄板CMT点焊变形的影响

夹持条件对焊接变形存在着突出影响，为了获得变形较小的焊接件，改善焊接质量，课题组利用CMT技术对异种金属铝钢薄板搭接进行点焊试验，测出焊后板件变形；然后，在相同工艺下对铝钢薄板试样的点焊进行有限元仿真，得到样件的变形规律，并与试验测量数据进行对比，验证了焊接仿真的可靠性；最后，采用响应面法建立夹持点位置、搭接宽度与焊接变形的数学模型。研究结果表明：随着搭接宽度或者夹持点位置的改变，焊接变形均呈现出由小到大的变化规律；不同搭接宽度下均存在最佳的夹持点位置使得焊接变形最小；当夹持点位置处于40~63 mm、搭接宽度在30~53 mm范围时，焊接件的变形量较小。     

焊后热处理对7075铝合金搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响

使用搅拌摩擦焊（FSW）设备对厚度为6 mm的7075高强铝合金平板进行对接试验。采用不同热处理工艺（固溶温度、时效时间）对接头进行热处理,并对不同热处理工艺下的接头进行微观组织观察和显微硬度测试。研究结果表明：7075铝合金FSW接头由焊核区（WNZ）、热机影响区（TMAZ）及热影响区（HAZ）组成,WNZ为细小均匀的等轴晶组织;热处理后接头WNZ部分晶粒发生粗化;随着固溶温度的升高,晶粒粗化程度增大;随着时效时间的延长,WNZ晶粒粗化程度变化不明显;FSW接头显微硬度分布呈“W”型,热处理后接头显微硬度均有不同程度的升高,随着时效时间的延长,接头的显微硬度先增大后减小;固溶温度490 ℃、时效温度120 ℃、时效时间24 h是厚度为6 mm的7075铝合金FSW接头的最佳热处理工艺参数。     

染色机换热器封头裂纹及产生机理

针对染色机换热器使用过程中封头出现横向裂纹缺陷的问题，课题组采用无损检测、理化分析方法对封头缺陷位置进行全面检验。检验结果发现：裂纹在外表面的扩展速率比内表面快；裂纹在马氏体组织内部扩展方向大致平行于细条，外表面直边段马氏体体积分数、硬度最大值是内表面的2倍左右。研究结果表明：在残余应力、机械划痕、形变马氏体组织以及氯离子环境共同作用下形成了氯化物应力腐蚀开裂。封头使用前应增加宏观、理化复检，建议有关国家标准中增加对奥氏体不锈钢冷加工后的铁素体质量分数限定。     

异种金属搅拌摩擦对接焊研究进展

搅拌摩擦焊在异种金属连接上有着重要运用，从焊接工艺参数、接头力学性能、界面金属间化合物层及材料流动等方面概述了近年来国内外异种铝合金、铝合金 钢、铝合金 镁合金、铝合金 铜合金、铝合金 钛合金搅拌摩擦对接焊，并论述了异种金属搅拌摩擦对接焊数值模拟技术的研究进展。指出了目前对异种金属搅拌摩擦对接焊数值模拟技术的研究存在如数值模拟方法、材料本构模型、热源模型和边界摩擦模型等方面的不足；提出今后要完善搅拌摩擦对接焊模型，为工程实际运用提供快捷可靠的技术支持。     

钢和铝异种金属焊接变形研究

针对目前钢/铝异种金属薄板在焊接时,存在的焊接热变形、焊接质量差、使用性能低等缺点,采用有限元法对薄板件焊接过程进行模拟。通过不同参数组合,得出了x和y方向的焊接变形量;讨论了焊接工艺参数对焊接热变形的影响规律。结果表明：焊接电流对焊接变形影响最大,且v方向的变形量是x方向的2倍;同时,选用多层等厚焊件或者厚度较薄的板件在上层,可以大大减小变形量。因此,通过合理的焊接工艺参数来降低焊接变形量,对提高车身焊接质量具有重要的意义。