自保护药芯焊丝熔敷金属中O、N的控制及其对显微组织和韧性的影响

采用氧氮分析仪、光学显微镜、电子显微镜及电子能谱仪研究了自保护药芯焊丝熔敷金属中O、N含量对夹杂物类型、显微组织及低温冲击韧性的影响规律.结果表明,对于BaF_2-Al-Mg渣系自保护药芯焊丝,药芯中不低于4%的LiF,可有效改善电弧稳定性;同时在电弧区生成Li_3N,降低熔覆金属中的N含量.通过向药芯中加入10%的Fe_2O_3和5%的MnO_2,可将熔敷金属中Al质量分数降低至0.84%,而氧质量分数提高到85×10~(-6),得到以Al_2O_3为主的圆形夹杂,增加晶内异质形核核心,焊缝组织得到细化.通过对O、N含量的有效控制可显著提高熔敷金属的低温韧性.     

大焊接线能量下RE对C—Mn钢熔敷金属低温韧性的影响

对稀土元素加入粘结焊剂，在大线能量下焊接Ｃ－Ｍｎ钢熔敷金属的低温韧性进行了研究，利用混料优化设计理论分析了焊剂组分与熔敷金属低温韧性间的关系，得到描述定量关系的回归方程和交互作用曲线，研究了ＲＥ对熔敷金属中夹杂物的影响，探讨了熔敷金属低温韧性的变化规律与其中夹杂物的对应关系。     

大焊接线能量下RE对C－Mn钢熔敷金属低温韧性的影响

对稀土元素（ＲＥ）加入粘结焊剂，在大线能量下焊接Ｃ－Ｍｎ钢熔敷金属的低温韧性进行了研究．利用混料优化设计理论分析了焊剂组分与熔敷金属低温韧性间的关系，得到描述定量关系的回归方程和交互作用曲线．研究了ＲＥ对熔敷金属中夹杂物的影响，探讨了熔敷金属低温韧性的变化规律与其中夹杂物的对应关系．     

硫化氢环境下氢扩散的影响因素

采用典型的电化学渗氢装置,对材料的化学成分、焊接和环境中CO2和NH4 的质量浓度、溶液的pH值对硫化氢应力腐蚀开裂中氢扩散行为的影响进行了研究.结果表明:金属中夹杂物数量、焊缝金属中空位和焊接缺陷使得氢扩散系数增加;在硫化氢环境中,氢扩散稳态电流随pH值的增加而降低,随着NH4 的质量浓度的增加而增加,且增加幅度随着pH值的增加而加大;CO2的质量浓度对氢稳态扩散电流的影响是随着pH值的变化而起着不同的作用,在低pH值条件下氢稳态扩散电流随着CO2的质量浓度增加而增加,在较高的pH值中氢稳态扩散电流随着CO2的质量浓度增加而减小.     

X70管线钢用低氢型立向下焊条的研制

阐述了用于X70高强度微合金化控轧管线钢的低氢型立向下焊条的研制结果.分析了大理石、萤石、钛铁、硅铁等物质含量及CaF_2/CaCO_2值对熔渣性能的影响规律.确定了具有良好立向下焊工艺性能的药皮配方.经化学分析、力学性能试验、金相分析和工艺性能试验证明,这种焊条初步达到现国标GB5118—85E5515型(相当于AWSE8015或JISD5815)的要求。且每100g熔敷金属扩散氢含量低于4mL,因而具有优良的抗裂性和低温冲击韧性.     

X70管线钢用低氢型立向下焊条的研制

阐述了用于Ｘ７０高强度微合金化控轧管线钢的低氢型立向下焊条的研制结果。分析了大理石、萤石、钛铁、硅铁等物质含量及ＣａＦ２／ＣａＣＯ３值对熔渣性能的影响规律。确定了具有良好立向下焊工艺性能的药皮配方。经化学分析、力学性能试验、金相分析和工艺性能试验证明，这种焊条初步达到现国际ＧＢ５１１８－８５Ｅ５５１５型（相当于ＡＷＳＥ８０１５或ＪＩＳＤ５８１５）的要求，且每１００ｇ熔敷金属扩散氢含量低于４ｍＬ，因     

CeO2对自保护药芯焊丝性能的影响

通过向BaF2-Al-Mg渣系自保护药芯焊丝药芯中加入稀土氧化物CeO2，研究了CeO2对该渣系自保护药芯焊丝焊接工艺及熔敷金属低温冲击韧性的影响．研究表明，用适量CeO2代替传统使用的MgO、Al2O3加入到药芯中，经冶金反应生成铈铝复合氧化物CeAlO3，能够有效调整熔渣的物化性能，减小焊接飞溅，改善熔渣覆盖和脱渣性；更为重要的是，以CeO2代替MgO、Al2O3造渣，降低了熔敷金属中大尺寸AIN、MgO·Al2O3等脆性夹杂物的含量，从而提高并稳定了自保护药芯焊丝熔敷金属的低温冲击韧性．     

Fe-Cr-Ni合金系统熔敷金属抗高温硫化腐蚀性能的研究

用光学显微分析，扫描电镜和能谱分析等手段，从质量、显微组织的变化及元素的分析，对Fe-Cr-Ni合金系统熔敷金属在1250℃、 空气－SO2混合气氛中的抗腐蚀性能进行了对比、分析。发现，Ni含量对熔敷金属的抗硫化腐蚀性能影响明显；Cr元素的含量是保证熔敷金属抗高温硫化腐蚀性能的主要原因，同时造成熔敷金属显微组织改变；稀土氧化物La2O3使熔敷金属表面形成致密的耐腐蚀氧化膜，使熔敷金属的抗高温硫化腐蚀性能提高1倍以上。     

铝青铜合金粉末涂层制备中Fe元素的扩散特性

利用等离子喷焊和激光熔敷技术,将铝青铜合金粉末涂敷在45#钢表面,通过对涂层金相组织观察、界面金相观察、X-ray分析、表面EDS分析、对Fe元素的EPMA分析,研究Fe元素在铜合金涂层中的扩散特性.结果表明,采用等离子喷焊技术制备的涂层中,Fe元素从基材到合金涂层有较强烈持续的扩散过程;采用激光熔敷技术制备的涂层中,Fe元素在基体与合金涂层之间无明显的扩散现象.可见,Fe元素在等离子喷焊层中扩散率较高,在激光熔敷层中扩散率较低.     

焊渣中FeO含量的变化对焊缝金属脱硫脱磷的影响

本文研究了焊渣中的FeO含量对熔敷金属硫、磷含量的影响。结果表明 ,随着渣中FeO增加 ,硫在渣—铁水中的分配系数降低 ,熔敷金属含硫量增加 ;而增加渣中FeO含量使磷易于向渣中分配 ,熔敷金属含磷量降低 ,但脱磷是有限度的 ;因此改变熔渣中的FeO含量不能同时达到脱硫、脱磷的效果     

异种钢熔化焊接头氢的扩散行为

本文全面地分析了用奥氏体型填充材料焊接珠光体异种钢接头氢在焊接过程不同阶段、不同部位的扩散和聚集特点,并建立了相应的氢的扩散模型。所得结论为深入研究氢在异种钢接头延迟裂纹形成中的作用奠定了一定的理论基础。     

逆变电阻点焊电源焊接电流与电压的测量技术

焊接电流与电压的准确测量对精密控制逆变电阻点焊电源和保证焊接质量至关重要．文中在分析各种大电流测量方法的基础上,采用罗氏线圈外积分测量方式对逆变电阻点焊的焊接直流大电流进行测量．对实测结果的分析和基于Matlab的建模仿真表明,该测量方式可以准确地获得焊接直流大电流信号．文中还分析了不同电流设定和各种负载条件下的焊接电流与电压的实测波形,结果表明焊接电流是稍带脉动的直流,而焊接电压是明显脉动的,反映了电流与电压的动态信息．     

焊接工艺参数对锚拉管焊接残余应力的影响

为了实现不同焊接工艺参数下残余应力的预测,进一步优化相应的焊接工艺,采用数值模拟与试验对比方法研究锚拉管焊接残余应力.利用有限元软件ANSYS模拟T形焊接试件残余应力并与实测应力值作对比,验证了数值方法的准确性.在此基础上,对不同的焊接电压、电流和速度等焊接工艺参数下的锚拉管残余应力进行数值模拟和对比分析.结果表明,锚拉管焊接残余应力与焊接电压、电流呈正相关关系,焊接电流对焊根处纵向残余应力峰值影响较大;与焊接速度呈负相关关系,速度越大,沿焊缝方向上的纵向残余应力明显减小,分布更加均匀,当达到5mm/s时,会出现锚拉管未完全焊,应力峰值位置发生偏移的情况;焊接速度可作为主要的控制参数.基于分析结果,提出锚拉管断面纵向残余应力分布简化模型,以便给锚拉管焊接残余应力研究提供参考.     

316L不锈钢焊缝腐蚀行为的电化学研究

 316L不锈钢以其优良的耐腐蚀性能、加工性能和高抗氧化性能而被广泛应用于核电、石油、化工等领域.316L不锈钢的应用大多需要焊接成型,但焊接过程中化学成分,组织形态和相关性能的改变,使316L不锈钢的耐蚀性能降低,在焊缝接头处以及焊缝部位优先发生腐蚀,严重影响了不锈钢的使用寿命和安全性.本文采用交流阻抗法和阳极极化常规电化学方法,结合课题组自主研发的扫描微电极技术研究316L不锈钢焊缝区的腐蚀行为,探讨钨极氩弧焊和CO₂保护焊两种不同焊接方法对316L不锈钢抗腐蚀能力的影响以及氯离子浓度对焊接样品抗腐蚀能力的影响.结果表明,经过腐蚀电化学方法检测后,焊接样品的耐腐蚀性能较基材样品均发生明显降低,具体表现为氩弧焊焊接样品和CO₂保护焊焊接样品在阳极极化曲线的开裂电位E_b,腐蚀电位E_corr均较基材样品负,钝化区ΔE较基材样品变窄.交流阻抗谱测试得出氩弧焊焊接样品与CO₂保护焊焊接样品的电荷转移电阻R_ct均较基材样品小.同时,通过不同实验分析均表明,在NaCl溶液和FeCl₃溶液中,氩弧焊焊接样品的耐蚀性能较CO₂保护焊焊接样品好.实验结果还表明,随着氯离子浓度的升高,两种焊接样品的耐蚀性能均降低.     

电弧焊焊接材料的发展现状及趋势

阐述了国内外电弧焊焊接材料的应用现状,对比了我国电弧焊焊接材料与发达国家之间的差距,分析了制约我国电弧焊焊接材料发展的主要因素,提出了我国电弧焊焊接材料发展面临的问题及将来发展的主要方向.     

搅拌摩擦焊技术应用与研究

 在搅拌摩擦焊技术发展的10余年间,从最初的铝合金焊接发展到多种金属轻合金和非金属材料的焊接,因其固相连接的技术优势得以迅速推广。文中对搅拌摩擦焊技术研究的成果与主要研究方向予以阐述,总结了焊接材料、搅拌头结构与材料、金相组织结构与力学性能、运动学和动力学模拟,以及焊接工艺与设备研究现状与应用前景。对于焊接材料研究,已经涉及具有高温流动塑性的金属和非金属材料;各类焊接材料与搅拌头结构及焊接工艺参数的工艺数值优化也在不断规范;金相组织结构与力学性能的研究则为焊接机制研究及搅拌摩擦焊的推广应用提供理论依据;运动学和动力学模拟作为焊接工艺参数优化手段得以广泛使用;搅拌摩擦焊设备的研制国内已经起步,并由单一的固定式搅拌摩擦焊机向多种类型、智能虚拟化方向发展,为搅拌摩擦焊的推广奠定基础。随着搅拌摩擦焊技术研究和应用的深入,对连接技术的发展产生巨大的冲击和推动,特别是航天航空领域的应用,必将带动搅拌摩擦焊技术在国民经济各行业装备制造过程中的迅速发展,具有非常光明的应用前景。     

基于数字信号处理器和LabView的焊接电源系统

介绍了基于数字信号处理器(DSP)控制的气体保护焊接电源，以及在此数字化焊接电源的基础上，采用实验室虚拟仪器工程平台(LabView)技术建立的焊接电源系统研究平台．通过数字信号处理控制和自调节以及柔性化的控制程序实现合适的电源外特性、网压补偿、焊接电压及电流的反馈、送丝机构等，大大增强了焊接电源的稳定性和可靠性；在基于虚拟仪器LabView技术建立的焊接电源系统研究平台上，对焊接过程中焊接电流和焊接电压信号进行采集，并加入时刻标定信号表示焊接过程的不同阶段．焊接过程实时采集和显示各个信号波形，并对焊接电流和焊接电压统计分析运算，得到焊接过程主要参数的概率密度分布图．实验表明，该系统工作稳定，满足研究工作需要．     

YAG激光焊接不锈钢薄板焊接工艺参数优化

激光焊接是目前应用较广的激光焊接技术,对于薄板焊接时激光深熔焊接的焊接深熔比可以达到2:1,其焊接强度和稳定都优于传统焊接。本文采用YAG激光器对2mm厚的0Gr18Ni9进行焊接试验,测量焊接的熔深和熔宽,并采用正交试验法进行参数优化,分析激光参数对焊缝的影响,通过显微硬度测试分析焊接接头的硬度,为激光焊接工艺参数...     

焊接工艺对镍基焊缝气孔的影响

针对镍基合金钨极氩弧焊焊缝中气孔形成的影响因素,采用高速摄像机、光学显微镜获得了气孔在熔池及焊缝中的形态及分布特征照片,研究了油污、送丝速度、保护气体和焊接电流等参数对熔池气泡的影响。结果表明：采用钨极氩弧焊对镍基合金焊接时,熔池表面有少量的气泡逸出,证明了焊缝金属中气孔源的存在;显微组织观察发现,有未及时逸出的气泡残留其中,但是利用UT,RT探伤手段无法检测出该类缺陷的存在;送丝速度和焊丝油污对焊缝金属中气孔的形成有明显的影响;适当调整其他焊接工艺参数对气孔影响均不显著。     

手工电弧焊与CO2气体保护焊焊缝成形特征研究

采用手工电弧焊与CO2气体保护焊对Q235钢板进行表面堆焊,研究了两种焊接方法的焊缝成形特征．结果表明,虽然手工电弧焊是气渣联合保护,有利于焊缝成形,但手工操作使得焊接速度难以保证匀速,导致焊缝表面粗糙,焊缝弯曲不平直;并且由于药皮焊条直径粗,导致手工电弧焊热影响区宽．而细丝CO2气保焊由于形成稳定的熔滴过渡,使得焊缝表面波纹细致、美观,焊缝平直,热影响区窄．CO2气保焊能精确控制焊接规范,可通过调节焊接规范来获得良好的焊缝成形,手工电弧焊不能精确控制焊接规范,不利于得到成形良好的焊缝．