焊接电流对镁/镀锌钢 TIG熔--钎焊接头显微组织与力学性能的影响

采用TIG熔-钎焊焊接方法,以镁合金焊丝为填充材料,对镁合金与镀锌钢进行连接实验,并分析热输入量对接头显微组织和力学性能的影响.热输入量过小会阻碍镁/钢界面反应层的形成而使得焊缝难以焊合,热输入量过大又会促进焊缝内部脆性第二相的长大,降低接头力学性能.接头强度随着焊接电流和焊接速度的增大都呈现先上升后下降的趋势,电流为70 A时强度达到最大,该值接近AZ31B母材的88．7%.此时断裂发生于焊缝熔焊区,断面出现大量韧窝和撕裂棱,呈现出塑性断裂特征.     

ZK60镁合金的CO2激光焊接工艺研究

采用CO2激光焊接ZK60高强镁合金薄板,并使用金相显微镜、万能拉伸试验机、扫描电子显微镜等分析测试手段,研究CO2激光焊接接头各区域的显微组织、接头的力学性能、断口形貌特征等,分析主要焊接参数(包括激光功率、焊接速度)对焊接质量的影响,探讨高强镁合金的激光焊接工艺特点.研究结果表明:在本实验条件下,采用CO2激光焊接工艺能够实现镁合金ZK60的连接;通过适当地选择工艺参数可以获得比较理想的焊缝,接头抗拉强度可达母材强度的80.4%.     

锆4合金的CO_2激光焊接工艺研究

本文研究了锆４合金ＣＯ２激光焊接时的保护措施和适宜的激光焊接工艺参数．结果表明：试验确定的保护装置和工艺参数可以获得满意的锆合金激光焊接接头，其力学性能和母材相近，显著优于氩弧焊施焊的质量     

脉冲激光焊接温度场的红外热成像法测量

温度场是影响焊缝微观组织和力学性能的关键因素,传统的温度场测量方法响应时间长、测量精度差,为了解决这一问题采用非接触式的红外热成像法进行殷瓦钢激光焊接温度场的测量。利用测量的温度场数据计算焊接温度梯度和焊后冷却速率,分析激光焊接的温度场分布特点。学生通过实验操作了解并基本掌握了激光焊接和红外测温方法,同时锻炼了实验数据处理及分析的能力,为提高科研能力、解决科研问题提供基础。     

焊接参数对FSW温度场和接头力学性能的影响

对5mm厚2Al2铅合金板进行了搅拌摩擦焊接工艺试验,测量了焊接过程中的温度分布,并对焊接接头进行了拉伸试验,分析了焊接工艺参数对温度场和接头抗拉强度的影响。试验表明,焊接参数直接影响焊接过程温度场的分布;大部分焊接件的强度都能达到母材强度的90％以上,即使接头出现隧道型缺陷强度也能够达到母材强度的75％以上,效果明显优于传统的焊接方法。     

AZ31镁合金薄板的交流钨极氩弧焊

探讨了氩弧焊工艺参数对镁合金焊接接头质量的影响，采用金相显微镜，对AZ31镁合金薄板TIG焊接接头进行了微观组织观察、用X-射线衍射仪等分析测试手段对相组成和力学性能进行了分析，结果发现：焊接电流为40A和45A时，焊接接头的力学性能最好，(σb为205MPa)，为母材强度的80％左右，断裂总是发生在热影响区，焊缝区组织呈细小的等轴晶，主要存在α-Mg和Mg17Al12两种相，热影响区组织较粗大。     

起重机车架用Q345B/HG785D钢板焊接实验研究

以异种钢板Q345B与HG785D端头对焊为研究对象,通过在不同焊接热输入工艺条件下的MAG焊(熔化极活性气体保护电弧焊),对其端头焊接缺陷、力学性能及组织进行实验研究.实验发现:异种钢板端头对焊中,减小焊接电流可有效提高焊接接头强度;焊前预热、焊后缓冷可减少焊接接头的淬硬组织,提高焊接热影响区韧性.在焊接电流为140~200A、电压为22~24V、焊接速度为28cm/min的热输入条件下,采用预热+后热焊接工艺,焊接接头力学性能和弯曲特性可得到最佳效果.合理的焊接工艺可有效抑制汽车起重机车架焊缝开裂.     

甲醇装置用转化炉炉管Incoloy800H合金的焊接工艺研究

甲醇装置用转化炉炉管Incoloy800H合金焊接时,液态金属流动性差、焊缝金属熔深浅,易产生各种焊接缺陷;其焊接接头的力学性能和耐蚀性取决于能否正确选用焊接材料、严格控制焊接热输入量以及制定合理的焊接工艺。结合甲醇装置用转化炉炉管Incoloy800H的焊接特点,通过手工钨极氩弧焊、焊条电弧焊焊接工艺试验和产品的施焊,表明所选用的焊接方法、焊接材料及焊接工艺规范正确合理。     

焊接热循环非线性温度场分析及热模拟研究

为了更好地研究材料的损伤行为,对焊接接头温度场进行了非线性分析和模拟。利用有限元方法,对焊接接头的非线性热传导问题进行分析,得到了焊接热循环曲线。非线性数值分析表明,焊接保温时间缩短,温度场梯度增大,焊接热循环过程温度变化剧烈,在金属相变温度附近采用经典线性方法其结果偏差较大,因此必须考虑材料热传导参数的非线性特征。由于焊接热模拟试样的组织均匀度大,因此可以考虑使用焊接热模拟试样代替实际焊接接头进行材料的力学性能研究。焊接热模拟实验和实际焊接过程的金相分析表明,所提出的非线性有限元分析方法,对焊接热循环过程时间和空间分布的描述是可靠的。     

不同接头工艺激光焊接双相不锈钢的焊缝性能

为了研究激光焊接接头形式对焊接接头力学性能的影响,采用激光焊接方法制备2 205双相不锈钢对接接头和搭接接头,通过拉伸试验及断口形貌分析,研究了激光焊接接头形式、材料厚度及双相不锈钢焊接接头组织对焊接接头力学性的影响。研究结果表明:等厚搭接焊接头的力学性能要优于等厚对接焊接头和不等厚对接焊接头,等厚对接接头比不等厚对接接头的抗拉强度要好。     

焊接温度场的三维动态有限元模拟

焊件在快速加热和冷却过程中温度场的正确描述是进行组织转变和焊后接头力学性能分析的前提条件．焊接温度场的准确计算必须建立起准确的热传递数学模型和符合焊接生产实际的物理模型．文中采用Goldak热源分布模型，将熔池看成是双椭球的盘，其表面上热量是按高斯分布的函数，内部用双椭球函数来表示其分布，并应用SYSWELD软件的校正工具，根据具体的焊接工艺和条件对热源进行校正；考虑了材料热物理性能参数与温度的非线性关系，建立了焊接过程的数学模型和物理模型，以低合金结构钢的堆焊为例，对其温度场进行了三维动态模拟．其结果与实验值完全吻合．     

SiCp/ZC71镁基复合材料激光焊焊接接头的组织和性能

采用Nd∶YAG激光器对SiCp/ZC71镁基复合材料进行焊接,研究了两种不同焊接工艺条件下激光焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明:在两种焊接工艺下,SiCp/ZC71镁基复合材料都获得了较好的形貌,焊缝完全焊透;焊接接头区域SiC颗粒分布均匀,白色的镁的金属间化合物消失了,没有明显的热影响区;焊接接头的抗拉强度相对母材低,显微硬度高于母材,断裂发生在焊缝区域。     

304不锈钢与PET激光焊接性能研究

采用6kW的连续光纤激光器,对304不锈钢和聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)进行了搭接焊接试验.通过调节焊接速度,离焦量,激光功率等工艺参数,研究其对304不锈钢与PET焊接的影响.分析激光功率、焊接速度对焊接接头表面形貌的影响.当功率增加或速度减小时,造成PET焊接一侧的焊接区域增大,焊缝熔深也相应加深,并且焊接区域呈现不规则的矩形焊道.本文还对气泡的产生进行了实验和机理分析,结果表明是由于PET在焊接的过程热降解和部分气化原因造成的,均匀细小的气孔较粗大不规则分布的气孔所在接头强度高.优化焊接工艺参数后,焊接的强度达到PET母材61.4%.     

ME20M变形镁合金的TIG焊工艺研究

探讨了ME20M变形镁合金TIG焊工艺参数的选择,采用金相显微镜、拉伸试验机以及扫描电子显微镜等表征方法对焊接接头的微观组织、力学性能以及断口形貌等进行了分析.结果发现,焊接电流为80 A时,焊接接头成形较好,焊缝区组织呈细小的等轴晶,热影响区组织较粗大;焊缝区的硬度由于晶粒细化的原因而有所提高,在热影响区则有所下降;拉伸试验表明焊接接头的力学性能低于母材的力学性能,接头抗拉强度约为母材抗拉强度的75%左右.拉伸断口扫描形貌分析表明,断口呈韧-脆混合断裂.     

焊接电流对Q4Sn-6Zn青铜焊缝力学性能和颜色的影响

采用偏光显微镜、紫外可见光光度计、3NH色差仪、显微硬度计等仪器,研究了不同焊接电流对Q4Sn-6Zn青铜焊缝力学性能和颜色的影响。结果表明：当焊接电流为110 和130 A时,由于焊接热输入量的不足,焊缝出现未焊透现象,焊接质量差,无法满足使用要求;当焊接电流达到170和190 A时,由于电流太大,焊接热输入量过大,晶粒长大倾向变强,呈现明显粗大的柱状,分布具有较强的方向性,导致焊接接头力学性能下降;当焊接电流为150 A时,焊缝的力学性能最优。通过研究分析不同焊接电流焊接的着色及未着色焊缝与母材反射率和CIE1976L*a*b*数值发现,焊接电流为150 A时焊缝与母材色差值最小,颜色与母材最接近。     

不等厚DP600与IF钢激光拼焊工艺和接头组织性能

针对DP600双相钢与无间隙原子钢(IF钢)的激光拼焊工艺,实验研究了不同工艺参数对焊缝形貌与尺寸的影响,测试分析了接头微观组织以及焊缝区各类组织、接头的显微硬度和拉伸性能.结果表明:较高激光功率与较低焊接速度组合易造成焊缝表面出现波动;激光功率和焊接速度对束腰形和漏斗形焊缝的宽度有不同影响趋势;焊缝组织由大部分多形态的铁素体和小部分多形态的贝氏体组成,焊缝硬度介于DP600钢侧热影响区和IF钢侧热影响区之间;接头拉伸试样均断裂在IF钢母材,接头的抗拉强度和断后延伸率约为IF钢母材的85%和61%.     

基于DIC技术的6005A-T6铝合金焊接接头非均匀循环变形实验研究

采用三维数字图像相关(DIC)技术揭示了6005A铝合金激光-MIG混合焊对接头的焊缝、热影响区和母材的循环变形行为特征。实验结果表明:6005A铝合金焊缝、热影响区和母材的单轴拉伸应力-应变曲线差别较大,母材的屈服强度和抗拉强度明显高于焊缝和热影响区,即热影响区是焊接接头最薄弱的区域。焊接接头焊缝、热影响区在非对称应力循环加载下表现出循环安定状态,而纯母材产生了明显的棘轮变形,因为焊接接头母材一直处于弹性变形状态,焊接接头的棘轮变形主要由焊缝和热影响区主导。     

低合金高强钢的焊接工艺与组织性能研究

研究了焊接热输入对S700MC钢焊接接头宏观形貌、硬度、拉伸性能、冲击性能和冷弯性能的影响,优化了S700MC钢的连接工艺。结果表明, 4种焊接工艺下焊接接头都成形良好,不同焊接道次的各区域都没有发现焊接缺陷;随着焊接热输入从焊接工艺Ⅰ增加至焊接工艺Ⅳ,焊缝区宽度和焊缝区两侧软化区宽度都有所增加,焊接接头抗拉强度与母材抗拉强度比从99.17%减小至92.57%,而强塑积则先增后减,在焊接热输入为18.24 KJ/cm时取得最大值,且4种焊接工艺下焊接接头的拉伸断裂位置都处于热影响区。焊接接头的-20℃冲击功随着焊接热输入增加而先增大后减小,在焊接热输入为18.24 KJ/cm时取得最大值。焊接线能量为18.24KJ/cm时, S700MC钢焊接接头具有最佳的综合力学性能,可为作为钢结构适宜的焊接工艺。     

激光-TIG复合焊接工艺参数对430不锈钢接头性能的影响

针对400系不锈钢焊接过程中焊缝附近晶粒极易长大而产生脆化,使焊接接头性能较差,很大程度上限制了其在工业领域的广泛应用,采用激光-TIG复合热源焊接冷轧430不锈钢,对焊接接头的力学性能进行了研究。结果表明,激光功率与焊接速度对焊接接头的抗拉强度和抗折能力影响最为明显,优化工艺的焊缝抗拉强度最高可达母材的89.65%、抗折强度达母材的83.53%。     

Q420qE钢的焊接性能及其热矫温度范围的研究

本文分析了超低碳贝氏体钢Q420qE优良的焊接性能,探讨了其合理的焊接工艺措施及相应的热输入量。通过加热温度对15MnVNq钢的力学性能影响和美国牌号A572Gr.50钢的奥氏体粗化试验以及南京大胜关桥的焊接实验结果来推测分析TMCP和TMCP+回火供货状态下Q420qE钢的热矫温度范围。