焊条药皮组成物对焊缝扩散氢含量的影响——超低氢焊条冶金基础研究(Ⅰ)

探讨焊条药皮组成物对焊缝金属扩散氢含量的影响是研制超低氢焊条的关键.根据对这一问题的分析,为得到很低的焊缝含氢量,本文提出了对药皮组成物采取适当的处理和控制其含量的方法.     

药芯焊丝焊缝金属冷裂敏感性研究

用Ｇ－ＢＯＰ实验对药芯焊丝焊缝金属抗冷裂纹能力进行了研究，探讨了其机理，并提出了新的设想。对三种类型—碱性、酸性和金属型共２７种药芯焊丝焊缝金属的硬度、预热温度、扩散氢量、线能量、化学成份和微观结构等进行了测定，用回归分析法得到了焊缝金属裂纹率和诸因素之间的函数关系式。得出随药芯焊丝强度等级增加，硬度和碳当量增加，当碳当量Ｅ＿ｗ＞０．４时，焊缝金属裂纹率可达１００％；碱性药芯焊丝焊缝对裂纹敏感性要比酸性和金属型低；降低焊缝中的氢含量，可有效地降低裂纹敏感性．     

双丝GMAW焊熔滴过渡对焊缝形状影响的研究

双丝共熔池GMAW(twin-wire co-pool gas shielded metal arc welding, TCGMAW)熔滴过渡对焊缝成形的影响体现在对熔池的作用上,熔滴对熔池的作用在于向熔池传输能量、动量和质量,最终会影响到焊缝的成形和质量。本文根据高速摄影结果,建立双丝GMAW焊接熔滴过渡的运动轨迹,从理论上分析了熔滴过渡的特点,并根据分析结果建立了贴体坐标系下熔滴带入熔池的热量和动量的数学模型,研究了熔池各个表面上的动量和能量边界条件, 在此基础上进行了焊缝形状的数值模拟,并与实验结果进行了对比分析。结果表明,建立的数学模型是可行的,与实际的试验结果比较吻合。     

稀土在钢焊缝金属中的吸氢作用

在资料[1]中,作者探讨了药皮某些组成物(如云母、萤石、大理石等)对焊缝金属扩散氢的影响作用。本文则着重探讨某些稀土金属合金及其氧化物对钢焊缝金属扩散氢含量的影响作用。我国有丰富的稀土资源,而且,储量居世界首位。稀土的一个重要化学性质,在室温下都能吸氢,温度升高时则更快,并生成稀土氢化物RH_x(x=2,3,     

深水湿法焊接气孔问题研究

根据水下湿法焊条在压力舱内焊接的试验结果，讨论了焊接水深(10～80m)对焊缝金属气孔生成的影响。指出：水下湿法焊接由于焊接冶金及熔池结晶的特殊性，容易生产内气孔．而外气孔则当水深增加至较深的深度时(一般为60m)才开始出现，且内外气孔数量均随水深的增加而增加；通过研究气孔数量随焊缝金属残余氢含量及氧含量变化的趋势，推断出水下湿法焊接气孔主要属于氢气孔。     

药芯焊丝焊缝金属断裂韧性试验研究

用卸载柔度单试样法ＣＯＤ阻力曲线自动测试技术，测定了ＣＯ２气体保护焊药芯焊丝ＹＪ５０１焊缝金属在室温和－２０℃时的ＣＯＤ阻力曲线，并对焊缝金属的显微组织进行了电镜分析，结果表明：ＣＯ２气体保护焊ＹＪ５０１药芯焊丝焊缝金属在室温和－２０℃均有较高的断裂韧性，焊缝金属中含有一定量的针状铁素体是其具有较高断裂韧性的主要原因。     

药芯焊丝焊缝金属断裂韧性试验研究

用卸载柔度单试样法ＣＯＤ阻力曲线自动测试技术，测定了ＣＯ２气体保护焊药芯焊丝ＹＪ５０１焊缝金属在室温和－２０℃时的ＣＯＤ阻力曲线，并对焊缝金属的显微组织进行了电镜分析．结果表明：ＣＯ２气体保护焊ＹＪ５０１药芯焊丝焊缝金属在室温和－２０℃均有较高的断裂韧性，焊缝金属中含有一定量的针状铁素体是其具有较高断裂韧性的主要原因     

316L-20G双金属复合管焊缝组织元素扩散分析

通过对20G钢内衬316L金属复合管的焊缝区、316L基体以及20G钢进行EDS元素扫描,再采用扫描电镜对316L焊缝区、20G钢焊缝区进行线扫描分析,对焊缝组织主要合金元素的扩散进行了研究。结果表明：焊缝过渡层中合金元素被碳钢稀释,碳原子向316L和焊缝扩散,同时316L和焊丝中的合金元素Cr、Ni也向碳钢中渗透,但过渡层起到了良好的隔离作用,致使316L不锈钢金属中合金元素含量没有明显降低,保持了316L母材耐腐蚀性能。     

双丝GMAW熔滴过渡对焊缝形状的影响

双丝共熔池气体保护焊(TCGMAW)的熔滴过渡对焊缝成形以及焊接质量具有重要的影响.文中根据高速摄影结果,建立了TCGMAW熔滴过渡的运动轨迹,从理论上分析了熔滴过渡的特点,并根据分析结果建立了贴体坐标系下熔滴带入熔池的热量和动量的数学模型,研究了熔池各个表面上的动量和能量边界条件,在此基础上进行了焊缝形状的数值模拟,并与实验结果进行了对比分析.结果表明,所建立的数学模型是可行的,与实际的试验结果比较吻合.     

铝合金与镀锌钢板CMT焊接过程传热传质现象的数值模拟

建立冷金属过渡(CMT)焊接的三维非稳态数学模型,研究铝合金和镀锌钢板CMT焊接过程的传热、传质现象,包括电弧等离子体的形成和变化、焊丝的送入与回抽、熔滴生长与过渡、熔池动态行为、镀锌层的蒸发及锌蒸气在电弧中的扩散。研究结果表明:在高温电弧的作用下钢板表面的镀锌层蒸发,锌蒸气由钢板表面向电弧区扩散,其分布受等离子体流动的影响。焊接过程中焊接电流、电弧长度不断变化,造成焊接工件表面附近的电弧压力持续变化。锌层蒸发增大了钢板表面附近的电弧压力,易造成熔滴过渡和焊接过程的不稳定。     

磁控带极电渣堆焊熔池行为的研究

本文针对带极电渣堆焊熔池体积大的特点,利用焊前在试板的纵、横向镶嵌铜条,焊后检测铜质点在堆敷金属中分布的方法,结合熔池温度的测定,研究了带极电渣堆焊的熔池行为。结果表明,熔池表面和底部的温度都低于电弧焊,这是造成低稀释率的根本原因;熔池内熔融金属流动速度的分布是由熔池温度分布决定的;熔池在外磁场力的作用下,当磁控电流增大或磁棒与带极距离增大时,焊道宽度增大,表面平整,咬边被消除。     

红外热成像技术对焊接过程的研究

本文应用红外热成像技术对焊接过程进行了研究.试验表明,红外热象仪能直接看到电弧下的焊接熔池的温度分布,因此以它为温度传感器作为弧焊机器人焊接系统的一环,比电磁、激光等其他温度传感器简便、快速、正确、可靠,有利于实时检测和监控. 本文研究指出,红外热象图可以实时地动态地显示焊接熔池及热影响区的表面温度.红外热剖面线的形状和尺寸随着焊接输入热、熔深、熔宽的变化而相应地变化,并取得一组关系曲线.如果通过焊接过程的控制使焊缝熔深、熔宽保持不变,将使焊接质量提高到前所未有的新水平.     

脉冲激光填丝焊接薄板熔池流动行为分析

本文使用VOF方法对熔池自由表面进行追踪,将焊丝简化为熔滴,建立了脉冲激光填丝焊接薄板三维数值模型,揭示了脉冲激光填丝焊接0.5 mm厚Hastelloy C-276薄板熔池流动行为,通过焊缝余高尺寸及熔合线形貌验证了模型的可靠性.结果表明,熔滴作用前,熔池上表面区域主要存在由表面张力导致的熔池边缘向熔池中心的流动,最大速度出现在熔池中部且指向熔池下表面,达到了m/s量级;在熔池下表面区域的流动形式是表面张力及熔池中心流动共同作用的结果,在下部形成两个方向相同的涡流;焊丝的熔入对熔池流场有显著的影响,熔滴对熔池的冲击作用改变了熔池原有的对流方向,使表面张力主导的熔池对流特征消失;熔滴熔入过程中熔池最大速度出现在熔滴熔入位置,约为1.74 m/s.在熔滴冲击与熔池表面张力联合作用下,熔池表现出振荡特性,随后熔池内流动再次回到由表面张力驱动的对流形式.激光脉冲结束后,熔池下部固液界面继续向母材区域扩展约3-4 ms,这种现象与激光的脉冲作用、熔池内的流动及Hastelloy C-276的物性参数有关.     

Addition of cerium and yttrium to ferritic steel weld metal to improve hydrogen trapping efficiency

The applicability of Ce and Y as promising candidate elements to form irreversible traps in weld metal was investigated by thermal desorption spectroscopy (TDS) with gas chromatography (GC).The precise nature of the precipitate particles newly formed in the weld metal by the addition of Ce and Y to a certain alloy system was characterized.Moreover,the hydrogen trapping efficiency expressed as the reduction of the diffusible hydrogen in the weld metal was analyzed.The results showed that the addition of Ce and/or Y to this alloy system led to the formation of a mixed type of (Ce,Ti)-based oxide,(Y,Ni)-based carbide,or (Ce,Y,Ti)-based oxide particles.Because of the high activation energy of the mixed type of particles (≥ 150 kJ/mol),the trapping efficiency for hydrogen was considered to be sufficiently high to effectively reduce the diffusible hydrogen content.     

Welded Joint Model Construction and Welding Mechanism of AZ91 Magnesium Alloy

The characteristics of the welding molten pool of AZ91 magnesium alloy were studied and the welding interface model was built using metallographic observation and scanning electorn microscope(SEM) composition analysis.The welding area was divided into heat affected zone(HAZ),liquefaction zone(LZ),rich poly zone(RPZ),sparse zone(SZ) and weld zone(WZ).The analyses of the microstructure and composition of each region show that optimizing the welding process can improve mechanical properties of weld zone.While for LZ,its tensile properties can be strengthened only by improving the composition of the parent metal and the second phase distribution.And the way to improve the tensile properties of LZ,RPZ,and SZ is to give priority to improve the parent metal composition and the second phase distribution,improving welding technology as the complementary method.Furthermore,based on the results above and the analyses of the microstructure and composition of welding cracks,it is found that the tensile fracture is mainly caused by the stress cracking rather than composition crack.     

基于实验铝合金激光小孔焊熔池表面速度计算

为了解决激光焊接铝合金熔池表面液态金属流动速度量值化问题,结合高速摄影装置与波动理论,提出了计算激光焊焊接过程中铝合金熔池表面液体流速的计算方法.根据有限深度液体流动模型,波速取决于液体波传播的波长以及液体深度这两个物理量,采用高速摄影对焊接过程中熔池的流动形态进行拍摄,得到进行波的波长;对焊缝截面的熔深进行测量得到液体的深度,可以计算熔池表面液体的流动速度.研究表明,在激光束功率为6 kW,焊接速度分别为0.066 7,0.075,0.083 5 m/s的高速焊情况下,熔池表面的流动速度可达0.065 8,0.064,0.072 m/s.     

铝合金5083和5052的激光焊接

通过工件表面焊前准备状态、接头形式和焊接工艺参数对焊缝形状的影响，分析了铝合金５０８３与５０５２在相同焊接条件下的激光焊接相同点和不同点；通过焊缝截面形状和微观组织的观察，得到了焊接条件对焊缝表面下凹度和胞状树枝晶间距的影响趋势，观察到在本实验条件下的焊缝组织主要由胞状树枝晶的一次组织和二次组织组成；通过电子探针（ＥＰＭＡ）法对焊缝主要合金元素Ｍｇ含量分布及微观偏析的测定，认为Ｍｇ的蒸发损失受到焊接条件的影响；显微硬度的分布状态表明，焊接中Ｍｇ的分布及含量决定了显微硬度的分布与大小，而且Ａ５０８３和Ａ５０５２熔化区显微硬度分别大于母材值的９１％和９３％。     

同轴式水下局部干法TIG电弧焊接

本文主要介绍同轴式水下局部干法TIG电弧焊工艺及装置。其装置特点是能够轴向直接观察电弧和熔池状态,从而便于控制焊接过程,保证焊缝的对中性。试验结果表明:采用此装置能较好地解决湿法焊接时可见度差。焊缝含氢量高,冷却速度快等问题。焊缝的机械性能指标达到有关海上结构规程所提出的要求。