光束焦点位置对双相不锈钢光纤激光#br# 焊接焊缝成形和组织的影响

通过焊接热模拟方法和现代材料组织分析技术，研究了光束焦点位置对于双相不锈钢2205光纤激光焊接焊缝成形和组织的影响.结果表明，激光焦点位置影响了接头温度场分布，随着激光焦点下移进入工件内，焊缝上部逐渐收窄变短，焊缝内气孔数量显著下降，热影响区尺寸无显著改变.此外，光束焦点位置对双相不锈钢焊缝组织具有影响.正离焦时，焊缝中部的奥氏体含量最高；当离焦量为0 mm时，焊缝金属上部、中部和下部的奥氏体分布最为均匀.     

激光光束位置对水下激光焊接熔深和微观组织的影响

采用局部干法水下激光焊接技术进行不同板厚(1.5和2.0mm)的拼接焊试验,研究了激光光束位置对于焊缝的有效熔深和焊缝组织的影响.结果表明:当激光光束位于居中位置时,所得焊缝的有效熔深最大,当激光光束位置偏向薄板时其值次之,当激光光束位置偏向厚板时其值最小,这与不同板厚之间的缝隙充当小孔而增加了光束能量吸收有关;不同激光光束位置的焊缝均由等轴晶和柱状晶组成,且等轴晶相对于板之间缝隙的位置不同而有所不同;焊缝组织均为奥氏体和铁素体.     

N_2对不锈钢GTAW焊缝铁素体含量和组织演变过程的影响

在不锈钢的焊接中,控制焊缝金属中的铁素体含量对于防止出现热裂纹、保证焊缝耐蚀性能和力学性能都有着重要的作用.在不锈钢中氮是强烈的奥氏体化元素,通过在保护气体中加入N_2的方法向焊缝过渡氮元素从而调控焊缝中的铁素体含量是一种简单可行的技术思路.本研究采用实时调整气体配比技术配制不同配比的Ar-N_2混合气作为保护气体,对304L奥氏体不锈钢和2205双相不锈钢进行了GTAW多层多道焊接试验.分析研究了保护气体中的N_2添加量对奥氏体不锈钢焊缝金属中铁素体含量的影响以及对双相不锈钢焊缝金属中的相比例和微观组织的演变规律.结果表明,对304L不锈钢,保护气中加入0.5%～1.0%的N_2能够将焊缝中平均铁素体数FN有效控制在3～7范围内.对2205双相不锈钢,打底焊时保护气中加入3.0%的N_2能够有效促进一次奥氏体的形成并抑制二次奥氏体的析出;填充和盖面焊则应减少保护气中的N_2含量或用纯Ar作为保护气才能保证焊缝的整体相比例在合理范围内.该研究工作对推广动态气体配比技术在不锈钢焊接生产中的应用提供了前期的理论基础.     

双相不锈钢与微合金钢异金属焊接接头的组织及性能

采用ER2209焊丝对双相不锈钢SAF2205与微合金管线钢X65进行熔化极气体保护焊接,获得了具有良好力学性能的异种钢焊接接头.焊接接头不同区域显微组织观察和成分分析表明,微合金钢与不锈钢焊缝间存在异金属熔合区和第二类边界线,熔合区存在Ni、Cr的浓度梯度分布,且硬度高于两侧的焊缝和母材.通过宏观拉伸、缺口拉伸和低温冲击实验测试了焊接接头的力学性能,并获得了接头不同部位在1mol.L-1NaCl溶液中的极化曲线.拉伸试样断裂发生于强度相对较低的微合金钢母材.焊缝金属的缺口拉伸强度和冲击韧性均略低于双相不锈钢母材,但腐蚀电位略高于母材.微合金钢热影响区与母材力学性能相当,腐蚀电位略高于母材.     

奥氏体不锈钢焊缝热裂敏感性研究

应用变形速率连续可变式热裂纹试验方法（ＶＤＲ法）研究了硕、钼和稀土元素对奥氏体不锈钢焊缝热裂敏感性的影响。试验结果表明,降低奥氏体不锈钢溶敷金属中的碳含量并加入适量的钼可显著提高焊缝的抗热裂性能。稀土元素对焊缝的抗热裂性也有显著影响,加入适量稀土能减少焊缝中夹杂物的数量和大小,改变其成分及分布,提高抗裂性。但是如果加入过量,焊缝中会形成大量稀土夹杂物,降低奥氏体不锈钢焊缝的抗裂性。     

奥氏体不锈钢焊缝热裂敏感性研究

应用变形速率连续可变式热裂纹试验方法（ＶＤＲ法）研究了碳、钼和稀土元素对奥氏体不锈钢焊缝热裂敏感性的影响。试验结果表明,降低奥氏体不锈钢熔敷金属中的碳含量并加入适量的钼可显著提高焊缝的抗热裂性能。稀土元素对焊缝的抗热裂性也有显著影响,加入适量稀土能减少焊缝中夹杂物的数量和大小,改变其成分及分布,提高抗裂性。但是如果加入过量,焊缝中会形成大量稀土夹杂物,降低奥氏体不锈钢焊缝的抗裂性。     

双相钢不锈钢药芯焊丝堆焊试验

双相不锈钢在室温下固溶体中奥氏体和铁素体约各占半且兼有两相组织特征。它保留了铁素体不锈钢导热系数大、线膨胀系数小、耐点蚀,缝蚀及氯化物应力腐蚀性能的特点;又具备奥氏体钢不锈钢韧性好、脆性转变温度较低、抗晶间腐蚀、力学性能和焊接性能好的优点,双相不锈钢堆焊层的力学性能和耐蚀性取决于接头能否保持适当的相比例,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是是双相不锈钢焊接的关键,本文进行了双相不锈钢药芯焊丝堆焊工艺试验、焊接工艺评定及产品的施焊,各项技术指标均满足要求,证明所选用的焊接方法、焊接材料、焊接工艺规范正确合理。     

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%.     

不锈钢水下激光焊接焊缝成形与力学性能

摘要： 采用水下局部干法激光焊接技术对1 mm厚SUS304不锈钢进行了焊接试验,重点分析了水深及保护气体流量对焊缝成形与力学性能的影响.实验结果表明：通过适当的水深与保护气体流量匹配,可以获得成形良好、剪切拉伸强度与母材相当的焊缝.在水深一定时,随着气体流量的增加,焊缝熔宽变宽,熔深变浅,深宽比减小.在气体流量一定时,随着水深的增加,焊缝熔深和熔宽也表现出类似的变化规律.与普通激光焊接相比,水下激光焊接改变了焊缝的散热方向以及散热速度,因此同一焊接工艺参数下,水下激光焊接的熔深变浅,熔宽变宽.
关键词： 水下焊接; 激光焊; 奥氏体不锈钢; 焊缝成形; 力学性能
中图分类号： TG 456.7文献标志码： A     

加氢装置高压临氢管道焊接质量控制

结合某石化厂300万t/a柴油加氢装置用TP321奥氏体不锈钢管焊接施工实践,对焊接TP321奥氏体不锈钢的焊接及热影响区进行了分析,通过焊接过程的质量控制,防止焊缝及热影响区出现晶间腐蚀和热裂纹倾向。提出了加氢装置高压临氢管道焊接工艺和焊后稳定化热处理的控制措施。     

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%.     

现代双相不锈钢焊接研究

在概述现代双相不锈钢的发展及有关焊接方面若干问题的基础上，采用有代表性的2205双相不锈钢进行MIG焊接试验，研究了热输入量对焊缝的金相组织、铁素体含量、硬度及冲击韧性的影响，以及混合保护气体（Ar30％He1％O2）对焊缝成形及性能的影响。此外还提出了采用计算机图象分析仪进行铁素体含量测定的方法。研究结果表明，2205双相不锈钢具有良好的可焊性，采用MIG焊在不同的规范下均可以获得性能优异的焊缝；混合保护气较纯氩保护时可以获得更大的熔深和更好的焊缝形状；计算机图象分析可以更迅速、精确地测定铁素体含量，且重复性好。     

变形速率对2205双相不锈钢形变诱导相变的影响

通过单道次压缩热模拟试验,研究了2205双相不锈钢在热变形过程中组织组成相奥氏体相(γ)和铁素体相(δ)所占比例的变化情况.分析得到:2205双相不锈钢在热变形过程中存在奥氏体相和铁素体相之间的相互转变,且热变形过程中发生的两相之间的相互转变也是2205双相不锈钢热变形过程中的一种动态软化机制.变形速率对2205双相不锈钢热变形过程中发生的相转变的影响规律为:变形速率很小时,δ→γ的转变占较大比重;随着变形速率的升高,γ→δ所占比例增加.     

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。     

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。     

离焦量对激光拼板焊缝显微形貌的影响

本文通过对DC04钢板激光拼焊工艺参数进行优化,研究了拼焊参数中离焦量对焊接接头成形质量、显微组织影响的情况。研究表明,离焦量的数值对于焊缝整体形貌有着不同程度的影响,离焦量的值为板厚的1/4左右,焊后可获得理想的形貌;同时离焦量的正负会影响激光照射位置,照射位置不同,焊缝的熔融位置、金属熔化量以及结晶过程均不同,因此也会影响到焊缝的整体形貌。     

脉冲YAG激光焊接原位生成TiB_2/ZL101铝基复合材料

采用脉冲激光技术对原位生成TiB2/ZL101铝基复合材料进行焊接,并分析了脉冲频率对焊缝成形及其微观组织、气孔和TiB2粒子在焊缝中分布的影响.结果表明:脉冲激光焊缝成形较好,焊缝内气孔数量较少,焊接后母材中团簇的TiB2粒子变得细小弥散且比母材分布更均匀;当脉冲频率增至200 Hz时,搅拌作用减弱且焊缝内气孔增多,TiB2粒子的弥散分布也相对减弱,激光穿透深度随着脉冲频率的增加而减小;激光焊接时,焊缝呈现出细小的等轴晶组织,在凝固过程中TiB2粒子被界面前沿推移至晶界处,使得其在焊缝内的硬度增加且分布较均匀,焊接后TiB2粒子未与铝基体发生界面反应而保持了对复合材料的增强效果.     

低磁不锈钢热轧板焊接接头的微观组织和磁性能

设计了低磁不锈钢热轧板双面熔化极惰性气体保护焊的焊丝成分,通过焊接实验,研究了焊接接头的显微组织和磁性能。结果表明:焊缝中心区域的微观组织较熔合线附近明显细化,热影响区晶粒比母材晶粒稍大;焊接接头两侧的一次枝晶臂均沿着温度梯度的方向生长,在焊缝中心线部位相遇,无分型组织出现;焊缝区域的二次枝晶臂间距稳定。焊接接头的室温拉伸和低温冲击断口附近仍为全奥氏体组织,相对磁导率均在1.003以下。     

厚板搅拌摩擦焊接头的组织与性能

针对厚度为30mm的1060铝合金板材搅拌摩擦焊对焊连接,采用在试板上加工盲孔的方法减少了焊接时大量的飞边.分析了焊缝的组织与力学性能.结果表明:1060铝合金厚板搅拌摩擦焊焊接成形良好.沿厚度方向上的抗拉强度呈先下降后上升的趋势,热影响区与热机影响区之间金属流动性不同,存在明显的结合线,由于该区域组织存在不连续性导致应力集中,拉伸试样的断裂位置主要存在于热影响区与热机影响区的交界处.在焊接接头上部与中部的后退侧的显微硬度高于前进侧,而下部后退侧的显微硬度低于前进侧;焊缝中部的显微硬度随着厚度增大而减小得比较明显,而前进侧与后退侧的减小程度比较小.     

相同热输入条件下参数匹配对SUH409L焊缝组织的影响研究

为研究铁素体不锈钢在相同的热输入下焊接速度对其焊缝组织的影响,使用TIG焊接方法对1.5mm厚的SUH409L不锈钢板进行了焊接,9组参数的焊接电流和焊接速度同比例变化,使得焊接热输入保持不变。使用共聚焦显微镜、维式硬度计分析了不同参数下焊缝的组织和硬度分布。结果表明,焊接热输入和散热情况共同影响熔池尺寸,进而影响焊缝组织。当热输入定为178J/mm时,焊接速度超过483mm/min后,熔池长宽比大于2.0,焊缝等轴晶比例大于20%,焊缝硬度分布较为平缓,可以有效地改善焊缝在受载时的应力应变集中。焊接速度超过650mm/min后,焊缝中等轴晶比例增加幅度不明显,同时焊缝会出现下塌的情况,抵消了等轴晶对应力应变集中的贡献。