附加补偿气体射流冲击熔池方法对不锈钢脉冲MIG高速焊的影响

为提高不锈钢焊接速度并抑制驼峰焊道及咬边缺陷,文中提出人为干预焊后熔池运动的新思路,并通过引入补偿气体射流对高温未凝固熔池进行冲击,实现对不锈钢脉冲MIG焊(熔化极惰性气体保护焊)熔池进行人为干预而达到改善焊缝成形的目的.该方法利用自制的脉冲MIG焊接熔池补偿气体射流试验平台,以304不锈钢为焊接工件,进行等线能量输入条件下不同焊接速度和不同补偿气体射流流量试验.结果表明,补偿气体射流方法可使焊接速度提高2倍以上,焊缝平直、均匀、美观,无驼峰焊道和咬边缺陷;焊缝截面分析表明,该方法对驼峰部位堆积的液态金属调节率达78.63%,使焊接过程力热效率提升达74.36%.     

SCR成形Al-1.5Mg-0.3Sc合金线材的组织与性能

采用单辊搅拌冷却技术(SCR)制备Al-1.5Mg-0.3Sc(质量分数,%)合金线材,对比相同成分常规铸造工艺制备的合金,对SCR成形合金线材组织与性能进行了研究.结果表明:SCR成形Al-1.5Mg-0.3Sc合金的晶粒较常规铸造工艺制备合金的晶粒细小;常规铸造工艺制备的Al-1.5Mg-0.3Sc合金,金相试样腐蚀后,在合金晶界处出现黑色的、结构不规则的层片状、有弓形边界的Al3Sc沉淀物;SA合金线材520℃在线固溶、320℃时效3 h,抗拉强度为304 MPa,延伸率为18.9%,合金线材具有较高的强度和良好的塑性.     

H62 黄铜激光焊接性的研究

研究了激光焊接Ｈ６２黄铜时工艺参数对焊缝成形、内部缺陷及合金成分变化的影响规律。结果表明：激光焊接黄铜时线能量不宜过大，过大的线能量将导致飞溅严重，焊缝凹陷加剧、焊缝α相增多、晶粒粗大和焊缝硬度（强度）显著下降。采用大功率激光和大焊速焊接黄铜时焊缝热裂纹倾向增大。激光焊接线能量为１．３５～１．６５ｋＪ／ｃｍ、焦点位置为０．５～１．５ｍｍ时，可获得３ｍｍ厚黄铜板全熔透、无内部缺陷及锌损失小的焊缝。用夹片和盖片方法进行激光焊接可解决焊缝凹陷的问题。     

离心铸造Zn-Al-Mg-Si合金及其自生表面复合材料

采用热模金属型工艺，离心铸造Zn-27Al-9．8Mg-5．2Si和Zn-27Al-6．3Mg-3．7Si合金，获得了内层聚集大量块状初生Mg2Si、少量初生Si，中层不含初生Mg2Si、Si，外层含有初生Mg2Si、Si的自生表面复合材料．考察了成分、模具温度、转速、变质处理对离心铸造Zn-Al-Mg-Si合金组织和结构的影响．结果表明，Zn-27Al-9．8Mg-5．2Si合金自生复合材料内、外层的厚度比Zn-27Al-6．3Mg-3．7Si的厚度厚，初生Mg2Si的数量更多；随着转速增加，Zn-Al-6．3Mg-3．7Si合金自生复合材料的内层厚度增加，外层厚度减少；Na盐变质能够细化晶粒和初生Mg2Si，使初生Mg2Si分布更均匀，使初生Si团球化．最后分析了复合材料的成形过程．     

快速凝固AA8009耐热铝合金及其焊缝的耐腐蚀性能

通过剥落腐蚀实验、极化曲线测定和腐蚀形貌观察，研究了AA8009合金（Al-8．5Fe-1．3V-1．7Si）及其氩孤焊和电子束焊件的耐腐蚀性能，并与LF6和2024合金的耐腐蚀性能做了比较。实验结果表明：快速凝固AA8009耐热铝合金的耐腐蚀性能是最好的，这是由于该合金具有弥散分布、高含量的Al12（Fe，V）。Si增强相，该相的存在大大减少了合金形成腐蚀原电池的可能性。而LF6和2024合金由于在晶界处有析出相形成而降低了它们的耐蚀性。同时，AA8009合金电子束焊缝的抗蚀性要明显优于氩孤焊的抗蚀性。     

半固态搅拌摩擦焊温度场分析及组织验证

为避免由材料流动不足而导致的焊接缺陷以及降低焊接过程中的作用力,提出了半固态搅拌摩擦焊. 本文以2024-T3铝合金为研究对象,进行了焊接过程中温度及显微组织分析. 温度的模拟及测量结果表明:当搅拌头的旋转速度为1600r·min-1、焊接速度为150mm/min时,稳态时焊核区的温度峰值达到了518℃,超过了焊材的固相线. 空冷条件下常规搅拌摩擦焊与水冷条件下的半固态搅拌摩擦焊焊核区的显微组织对比结果表明,利用搅拌头摩擦产热的方法可使搅拌区呈现液态金属母液中均匀悬浮着近似球形晶粒的半固态组织.      

晶粒细化对Al-3.2Si-0.8Mg合金组织性能的影响

采用Al-5Ti-1B合金细化剂对Al-3.2Si-0.8Mg合金进行晶粒细化,采用金相显微镜、激光导热仪和拉伸试验机等研究晶粒细化对Al-3.2Si-0.8Mg合金微观组织、铸造流动性、力学性能与导热系数的影响.结果表明：随着Al-5Ti-1B合金细化剂添加量的增加,Al-3.2Si-0.8Mg合金的α-Al晶粒逐渐细化,铸造流动性、抗拉强度和伸长率逐渐升高,但导热系数略有下降.当Al-5Ti-1B合金细化剂的质量分数增加到0.5%时,Al-3.2Si-0.8Mg合金的晶粒被细化至平均直径约为90.9 μm,铸造流动性试样长度为867 mm,抗拉强度为234 MPa,伸长率为10.1%,导热系数为182.7 W·m^-1·K^-1.     

热浸Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-Si合金镀层的组织与耐腐蚀性

对比研究热浸镀Zn-0.5Al-1.5Mg、Zn-2Al-1.5Mg和Zn-2Al-1.5Mg-0.3Si合金镀层组织与耐腐蚀性。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪分析了合金镀层的组成相和显微组织,用全浸腐蚀试验和中性盐雾试验表征了合金镀层的耐腐蚀性能。结果表明:Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-Si合金镀层主要由Zn相、Al相和Mg Zn2相组成;合金镀层主要含有Zn+Mg Zn2二元共晶组织和Zn+Al+Mg Zn2三元共晶组织;Al和Si有细化镀层晶粒作用,添加Si能提高Zn-Al-Mg-Si合金镀层的耐腐蚀性能。     

奥氏体不锈钢A—TIG焊焊接性能研究

研究了1Crl8Mn8Ni5N不锈钢薄板A-TIG焊与常规TIG焊和填丝TIG焊的焊接规范和焊接接头性能．结果表明：与常规TIG焊相比,A—TIG焊焊缝宽度减小,焊缝组织中晶粒细化,焊接接头的抗拉强度显著提高,且高于母材的抗拉强度;与填丝TIG焊相比,A-TIG只需小电流且不需要填丝即可达到相同的焊接性能,同时可以降低成本,提高生产效率．     

C与Al-Ti合金的浸润与反应

Al- Ti- C中间合金是近十几年来发展起来的一种较好的铝晶粒细化剂 .但由于液态铝与石墨的浸润性很差 ,Al- Ti- C中间合金的生产很困难 .通过石墨预热、搅拌等方法向 Al- Ti合金熔液中加入石墨粉 ,使 C进入 Al合金并与 Ti反应是可行的 .SEM与 TEM研究结果表明了 Ti与 C反应的全过程 ,Ti与 C反应的产物是 Ti C     

不锈钢薄板激光点焊工艺对金相组织的影响分析

以厚度为0.5 mm的304不锈钢薄板作为研究对象,通过实验探讨了不同工艺下激光点焊的金相组织、力学性能.经过焊点金相微观组织的观察和焊点拉伸强度的试验,可得出结论:激光点焊焊接质量良好,很少出现气孔、飞溅、焊接裂纹、未熔透、未熔合等焊接缺陷,而且不同的激光功率密度或加热时间,对焊点的形貌、尺寸和金相组织有很大影响; 焊点处的耐腐蚀性强度比母材低,而且大部分焊点拉伸位移达到1.5 mm左右就会断裂,平均拉伸强度比母材低281.2 MPa,但平均屈服强度比母材高,满足不锈钢薄板作为换热器的需求.     

压力管道金属材料焊接接头的流动加速腐蚀性能

通过温度、压力、流速可控的流动加速腐蚀实验机,模拟某冷凝水管线工况,对20钢分别与20钢、Q345R钢和304不锈钢焊接接头的流动加速腐蚀性能进行研究。通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对腐蚀产物进行表征。结果表明:腐蚀速率从大到小依次为20钢-20钢、20钢-Q345R钢、20钢-304不锈钢;相对于20钢母材,3种焊接接头的腐蚀电流均变小,腐蚀电位均向正方向偏移,构成电偶腐蚀时加速了母材的腐蚀速度。在介质流动的状态下,20钢-20钢焊接接头腐蚀产物膜为柱状,20钢-Q345R钢焊接接头腐蚀产物膜为分层片状结构,20钢-304不锈钢焊接接头腐蚀产物为网状结构,其覆盖率从大到小依次为20钢-Q345R,20钢-304不锈钢,20钢-20钢。     

强磁场对铝硅合金变质效果的影响

为解决Al-Si合金存在的Na变质重熔失效和有效时间短及P变质处理后初晶Si偏聚问题,利用施加强磁场的方法,分别对亚共晶Al-6%Si合金和共晶Al-12.6%Si合金进行Na盐变质处理,对过共晶Al-18%Si合金进行P盐变质处理.结果发现对于亚共晶Al-6%Si合金,施加强磁场的条件下重熔,Na变质没有失效;对于共晶Al-12.6%Si合金,施加强磁场延长了变质有效时间;对于过共晶Al-18%Si合金,施加强磁场使凝固组织中的初晶Si相均匀分布.强磁场有助于改善Al-Si合金的变质效果.     

Ca对AZ31镁合金CO_2激光焊接接头组织和性能的影响

采用添加填充材料的CO2激光焊接工艺对AZ31镁合金薄板进行焊接,研究了不同Ca含量对焊缝金属的显微组织和力学性能的影响.结果表明:当激光功率为1 500W,焊接速度为3 m/min时,AZ31镁合金CO2激光焊接的焊缝金属中添加一定量的σCa0.19%元素,可以得到成分相对较均匀、组织细小的焊缝.当填充带材为AZC04(焊缝中Cσa=0.19%)时,焊缝区晶粒相对细小,析出相细小弥散,此时焊接接头的力学性能最优,焊接效率基本可达到100%.     

GTA焊接熔池特性的数值模拟

以GTA焊接熔池为研究对象,建立了304不锈钢材料的移动GTA焊接过程的数学模型,模型中考虑了电磁力、浮力和表面张力.利用大型通用商业软件Phoenics3.4进行数值模拟.通过引入液相分数标量描述界面熔融区,能量方程中将潜热转换为热焓源项,而动量方程则引入Darcy源项,由此建立统一的液固相控制方程,实现在固定网格下求解具有移动界面的熔化和凝固过程.应用该模型计算了不锈钢GTA焊接过程中的熔池形状、工件的温度场和熔池的流场,熔池形状计算结果与实际焊接结果吻合.     

焊接热输入对镁合金与镀铜钢冷金属过渡焊接接头性能和缺陷影响

利用冷金属过渡焊(CMT)对镁合金和镀铜钢异种金属进行焊接,填充材料选择AZ31镁合金焊丝,对焊接接头的显微组织进行检测,分析焊接接头的性能和缺陷。实验结果表明:Cu元素对镁合金在钢表面的润湿铺展起到良好的促进作用,焊接热输入影响Cu元素对镁/钢表面的润湿铺展效果。焊接接头产生富铜区,易产生裂纹,降低了焊接接头强度。经过拉伸测试,在焊接热输入为212. 2 J/mm时,焊接接头强度达到最大值3. 99 k N,但在焊接热输入达到254. 6 J/mm时,焊接强度反而降低,这是由于钎焊区生成了大量的中间层脆性化合物。焊接接头组织中检测到气孔、夹渣和裂纹等焊接缺陷的存在,这与母材表面的氧化膜和焊缝内应力有关。     

Cr-Ni-Mo-Cu堆焊合金与304不锈钢的空蚀

将Cr-Ni-Mo-Cu合金通过钨极氩弧焊堆焊到304不锈钢表面,利用超声波振动设备模拟空蚀环境,研究Cr-Ni-Mo-Cu合金作为不锈钢堆焊层,在人工海水环境下的空蚀行为及耐空蚀性能,测定Cr-Ni-Mo-Cu堆焊合金空蚀过程中的失重量和失重率,并与同样空蚀条件下的304不锈钢进行对比,用扫描电镜(SEM)对试样堆焊层的空蚀后的表面与截面进行观察.结果表明:Cr-Ni-Mo-Cu合金材料比304不锈钢具有更好的耐空蚀性能;空蚀过程中合金在晶界薄弱处易产生裂纹,并在延伸和扩展后促使材料发生剥落;空蚀冲击使合金发生了加工硬化,提高了堆焊层的耐空蚀性能.     

深熔激光焊接熔池温度场的数值模拟

利用旋转GAUSS曲面体新型热源模型,忽略深熔激光焊时小孔对传热的影响,建立了移动激光热源作用下的三维数学模型。利用PHOENICS3.4软件,模拟了SUS304不锈钢深熔激光焊接热过程的温度场和熔池熔合线形状,得到了不同焊接速度下的温度场分布云图和＂钉头＂状的熔池形状,试验表明数值模拟结果与试验结果基本吻合。     

Effect of welding process on the microstructure and properties of dissimilar weld joints between low alloy steel and duplex stainless steel

To obtain high-quality dissimilar weld joints, the processes of metal inert gas (MIG) welding and tungsten inert gas (TIG) welding for duplex stainless steel (DSS) and low alloy steel were compared in this paper. The microstructure and corrosion morphology of dissimilar weld joints were observed by scanning electron microscopy (SEM); the chemical compositions in different zones were detected by energy-dispersive spectroscopy (EDS); the mechanical properties were measured by microhardness test, tensile test, and impact test; the corrosion behavior was evaluated by polarization curves. Obvious concentration gradients of Ni and Cr exist between the fusion boundary and the type II boundary, where the hardness is much higher. The impact toughness of weld metal by MIG welding is higher than that by TIG welding. The corrosion current density of TIG weld metal is higher than that of MIG weld metal in a 3.5wt% NaCl solution. Galvanic corrosion happens between low alloy steel and weld metal, revealing the weakness of low alloy steel in industrial service. The quality of joints produced by MIG welding is better than that by TIG welding in mechanical performance and corrosion resistance. MIG welding with the filler metal ER2009 is the suitable welding process for dissimilar metals jointing between UNS S31803 duplex stainless steel and low alloy steel in practical application.     

奥氏体不锈钢焊接接头抗腐蚀性能研究

研究了不同焊接工艺对SUS316奥氏体不锈钢焊接接头的抗腐蚀性能。分别采用了钨极氩弧焊（TIG）、熔化极钨极氩弧焊（MIG）和钨极氩弧焊加填丝（TIG＋M）的方法焊接SUS316奥氏体不锈钢，焊接材料选用超低碳高铬镍焊丝H0Cr19Ni12Mo2。利用金相显微镜、晶间腐蚀实验和电化学腐蚀等的测试分析方法，对不同焊接工艺条件下的化学成分、显微组织和抗腐蚀性能进行了分析研究。结果表明，焊缝区抗晶间腐蚀性能依次为母材〉TIG＋M〉MIG〉TIG，焊缝区在硫酸溶液中的抗电压学腐蚀性能依次为；TIG＋M〉MIG〉TIG。