高合金工具钢焊接的国内现状

高合金工具钢的焊接性能较差，但高合金工具钢的焊接在工业上有较广泛的应用。本文综述了高合金工具钢熔化焊、钎焊和固态焊国内焊接研究与应用现状，介绍了超塑焊接在高合金工具钢精密焊接中良好的工业应用前景。     

爆炸焊接合理装药量试验

为有效解决传统爆炸焊接中普遍存在的药量偏大问题,依据复合板的爆炸焊接试验和力学性能测试得出：在采用不等厚度布药工艺条件下,爆炸焊接的最小装药量可比传统理论下限药量降低25％左右,且复合板焊合率稳定在98％以上,且局部无裂纹、整体变形小。不仅节约了能源、降低了成本,减轻了对环境的危害,而且还提高了爆炸焊接质量。     

TA1/Q235钢复合板累积叠轧焊界面特性

对TA1/Q235钢复合板累积叠轧焊进行了研究.研究结果表明:采用累积叠轧焊方法能够制备出结合性能较好的钛/碳钢复合板,其结合强度随着累积变形量与首道次变形量的增加而提高,叠轧过程中经磨床打磨与喷丸处理获得洁净、新鲜并具有一定加工硬化程度的结合界面,会促进复合板结合强度的提高.800℃以下热轧后,Q235钢的组织呈明显的条带状;而850℃以上热轧后,Q235钢条带状变形组织逐渐转化为等轴状,界面附近的Q235钢脱碳,出现明显的排列整齐且粗大的铁素体晶粒带.钛侧的组织主要有等轴α组织和魏氏α组织.综合考虑轧制温度对钛与Q235钢组织与界面结合性能的影响,累积叠轧温度应控制在800～850℃之间.     

铝/钢爆炸焊复合板界面裂纹的扩展路径

以双向受均匀拉伸的铝/钢爆炸焊复合板为研究对象,采用应变能密度因子理论,分析表面对称中心的Ⅰ型裂纹扩展到复合板结合处时的扩展方向,讨论泊松比μ和裂纹尺寸对裂纹扩展路径的影响.结果表明:双向受均匀拉伸的铝/钢爆炸焊复合板中垂直于表面对称中心的Ⅰ型裂纹扩展到复合板结合处时,其扩展方向存在两种可能,一是裂纹继续沿着垂直于复合板结合处的方向扩展,二是裂纹扩展方向发生改变,沿着平行于复合板结合处的方向扩展,对此起决定性作用的是铝/钢爆炸焊复合板结合处熔化层材料的泊松比μ,并且当|μ-0.25|越大,复合板的板宽w越小、裂纹长度a越大,这种作用就越明显.     

钎焊-热轧法制备高速公路不锈钢复合护栏

针对当前高速公路热镀锌护栏存在的主要问题,提出采用不锈钢/碳钢复合板作为新型高速公路护栏材料.研究了钎焊-热轧法制备不锈钢复合护栏的工艺,技术路线为通过炉中钎焊实现不锈钢/碳钢的初结合,对钎焊复合板进行热轧进一步提高结合强度.研究结果表明:采用自制的Ag质量分数为15%的钎料可以实现不锈钢/碳钢有效的钎焊结合,钎焊温度720~730℃,钎焊时间3~4 min是较理想的工艺条件.对钎焊复合板热轧可以显著提高不锈钢/钎料界面的结合强度,压下率低于30%时,轧后钎料层未出现断裂、分层.热轧后,不锈钢复合护栏剪切强度可达338.4 MPa.     

非对称热轧高品质不锈钢复合板可行性模拟研究

利用特厚规格复合板与较薄规格复合板进行非对称组坯,采用ABAQUS有限元软件对其热轧过程中的应变、接触应力及温度分布进行计算,并通过温度补偿及冷却控制的手段,对热轧非对称复合坯的可行性进行模拟分析。结果表明,采用非对称组坯设计,有利于特厚复合板碳钢层与不锈钢层在各道次轧制中的界面结合;通过控制复合坯上、下表面的温差,能有效改善板坯翘曲现象,并可一次性获得一块宽幅特厚复合板与一块宽幅较薄规格复合板,提高生产效率;此外,采用非对称组坯设计还可实现控轧控冷,保证芯部不锈钢与碳钢的协同变形,促进其界面结合。     

双金属板热轧复合模拟及最小相对压下量的确定

在对复合板轧制过程中的粘合特性进行分析的基础上，采用了合理的轧制和界面假设条件，应用Marc有限元软件建立了包括上辊、双层金属在内的三维模型，对不锈钢／碳钢复合板的热轧复合过程成功的进行模拟，获得了不同相对压下量条件下，轧制变形区内应力应变的分布、界面上应力分布以及接触表面上轧制力的三维分布。在此基础上分析得出了最重要的轧制工艺参数，即不锈钢／碳钢复合板热轧复合所需的最小相对压下量，这与在某钢厂所作的生产性试验是一致的。     

碳扩散对非真空热轧不锈钢复合板结合性能的影响

采用非真空热轧方法制备304不锈钢/Q235碳钢复合板材,利用OM、SEM、EDS等研究了不同压下率和轧后冷却方式下复合界面夹杂物、界面组织及力学行为的演变,并分析了C扩散对复合板界面组织形成及结合强度的影响。结果表明,随着轧制压下率的增加,界面夹杂物由块状向线型、连续点状乃至弥散点状分布变化。当压下率较低(28%)时,复合板剪切断裂位于结合界面处,随着压下率增加至47%及以上,复合板断裂位置为脱碳铁素体区。另外,热轧复合板经水冷工艺处理后,由于冷却速率较快,要抑制碳钢侧C元素的扩散,避免复合界面处脱碳区域的形成,从而提高了复合界面的结合强度。     

累积叠轧焊工艺改善普碳钢材料性能特征

在普通热轧机上利用累积叠轧焊工艺对普碳钢Q235进行了实验研究,重点研究了压下量(最大压下量98%)、循环轧制次数等工艺参数对Q235钢组织及性能的影响规律.结果表明:在普通热轧机上应用累积叠轧焊工艺对同种材料进行焊合,不仅可以获得连续、均匀的结合组织,而且使Q235钢的组织得到明显的细化,夹杂物分布更加均匀,材料的强度大幅度提高,抗拉强度达800MPa以上.     

TC1+1060+6061钛/铝爆炸复合板界面特征分析

采用爆炸焊接工艺对TC1钛板及6061铝板进行爆炸复合，在TC1钛板与6061铝板之间放置1060铝板作为过渡层。对制备的钛/铝复合板进行金相试验（OM试验）、扫描电镜试验（SEM试验）、能谱分析试验（EDS试验）、X射线衍射试验（XRD试验）等界面表征试验和显微硬度测试，探究钛/铝爆炸复合板结合界面的微观特征及硬度分布。研究表明：沿着爆炸复合方向，钛/铝爆炸复合板结合质量良好，钛/铝爆炸复合板结合界面以直线结合为主，在部分区域存在波形，部分波形界面附近存在“全岛”组织；结合界面出现元素扩散现象，具有扩散焊的特征，未出现金属间化合物；由于金属塑性变形的影响，结合界面的硬度值增高，产生变形强化的现象。通过分析钛/铝爆炸复合板结合界面的微观特征及形成的机理，钛/铝爆炸复合板结合界面具有压力焊、熔化焊、扩散焊的特征。     

不锈复合钢板的焊接

三峡工程的金属结构中使用了大量的不锈复合钢板，这在国内水电建设中尚属首次。而碳钢、低合金钢的复合钢板及异种钢的焊接在水工金属结构制作安装中要求高、难度大。主要阐述不锈复合钢板的焊接技术。     

树脂复合轻质夹层钢板弯曲成形性的数值模拟

利用ＡＮＳＹＳ有限元软件模拟分析了树脂复合轻质板的弯曲成形性质。轻质板是夹层板,弯曲过程中,外层钢板易产生相对错动量,因此对轻质板内部的应力应变状态进行分析,研究模具参数和板料的复合结构以及中间层树脂的材料参数对错动量的影响,同时对弯曲后的回弹和剪切应力的情况进行了分析。     

浅谈低碳钢薄板件的焊接变形

本文以具体实例，详细地论述了低碳钢薄板件焊接变形的现象，原因及防护借施．     

薄钢板拼接一次压平电容储能焊工艺

提出了用于薄钢板拼接的一次压平电容储能焊工艺,并根据被焊板材的物理性能、尺寸及一次压平焊的接头形式,设计了相应的电容储能焊机功率。通过实焊试验证明了该焊接工艺及设备对于薄钢板或镀锌钢板拼接的可行性。     

钢板和碳纤维布加固不同损伤状态下受弯构件的荷载试验研究

基于钢板加固和碳纤维布加固完好状态下和正常使用极限损伤状态下的受弯构件的破坏荷载试验,研究钢筋混凝土受弯构件在采用粘贴钢板加固和粘贴碳纤维布加固措施后,其挠度、裂缝及应变等的发展变化规律.对比分析完好状态下和正常使用极限损伤状态下采用不同的加固方式,受弯构件极限承载力提高幅度的差异并将受弯构件的其他力学控制指标进行对比分析,综合检验评定其加固效果.试验结果表明:两种加固措施对提高在不同损伤状态下的钢筋混凝土受弯构件的抗弯承载力都具有显著效果,但完好情况下的加固效果优于受损情况,钢板加固措施优于碳纤维布加固.     

高锰钢薄板MAG焊工艺验试研究

采用大电流、细直径焊丝、高速送丝MAG焊工艺,对轧制的高锰钢薄板进行了焊接。分析了焊接接头组织及性能,得出了MAG焊焊接高锰钢的可行性。     

SA335P91钢的焊接工艺研究

SA335P91钢属改良型9Cr-1Mo高强度马氏体耐热钢,与传统的Cr-Mo耐热钢相比,具有高温强度高、抗蠕变性能和抗氧化性能好等优点。通过分析SA335P91钢的焊接性,论述了焊缝产生冷裂纹的机理,指出了SA335P91钢焊接性能差的主要原因在于钢种本身对冷裂纹具有组织上的敏感性,容易导致焊缝发生开裂。根据SA335P91钢焊接的特点,通过大量的试验研究,提出了采用TIG SMAW的焊接方法、进行焊前预热及层间保温、控制焊接线能量以及采取焊后热处理等工艺措施,成功地解决了SA335P91钢的焊接难题。     

电阻点焊温度场分布的数值模拟

为研究点焊时焊接规范对电极温度的影响,以及镀锌钢板点焊时焊接参数的选择,利用轴对称有限元程序模拟了电阻点焊的过程中电极与工件的温度场分布,模型中采用标定法来解决接触电阻产热的问题;运用生死单元技术解决镀锌钢板焊接时镀锌层熔化的模拟问题。结果表明,有限元点焊模型可以得到与实际焊接十分吻合的模拟结果。电阻点焊时,不同规范的焊接参数对电极的温度分布影响较大,采用标准规范时电极的温度最低,故选择焊接规范时应考虑到对电极的影响。镀锌钢板焊接时,熔化的锌层对焊接过程以及电极温度分布有显著影响,若采用无锌钢板的焊接规范基本上不能形成熔核,而政党焊接时电极最高温度将比无锌钢板点焊时高出20%,因此,加何降低电极温度是一个重要问题。     

反向凝固1Cr18Ni915F复合铸带微观组织特征和界面剪切强度

采用反向凝固法在实验室条件下研究奥氏体不锈钢复合带制取的工艺过程,通过对 复合铸带试样的金相和扫描电镜研究,发现了复合铸带由具有不同微观组织特征的３个区域 组成,即碳素钢母带区、不锈钢新相层和界面过渡区．复合铸带界面剪切强度试验的结果表明, 反向凝固奥氏体不锈钢复合铸带的界面结合性能完全达到国标的要求．     

DP-TIG高速焊接工艺研究

深熔钨极气体保护焊(deep penetration TIG welding,DP-TIG焊)具有焊接熔深大的优点,在厚板焊接领域具有极大优势.为了拓展DP-TIG焊在薄板高速焊领域的应用,分别针对低碳钢和不锈钢板材,调整焊接电流、焊接速度、钨极锥角、气体成分等工艺参数,进行了薄板高速焊接工艺研究.结果表明:相对常规TIG焊,对于2 mm厚的低碳钢板焊接速度提高了75%,对于3 mm厚的不锈钢板,焊接速度提高了2倍多,并且随着钨极角度的减小,焊接速度可以进一步提高,如果保护气体中引入一定量的H₂可以进一步提高不锈钢DP-TIG焊的最大焊接速度.