中碳调质钢34CrNi3MoA焊接性研究

空压机的叶轮盘和叶轮盖均为34CrNi3MoA，34CrNi3MoA为中碳调质钢。焊接性差，空压机中要求在调质态下焊接，容易产生裂纹，焊接难度大，为确保焊接质量，对其焊接性进行分析、试验，找出最佳的焊接工艺．     

X5CrNi1810不锈钢焊接应力应变场的数值模拟

采用有限元软件SYSWELD对X5CrNi1810不锈钢平板TIG焊的应力应变场进行三维动态模拟,同时应用SYSWELD软件的校核工具对双椭球热源进行校核,得出了等效应力分布图和焊缝中心线上纵向残余应力分布曲线及不同时刻焊接变形云图．与文献资料比较表明,所建立的三维模型可以动态地模拟焊接过程,对实际生产有一定的指导意义以及最终改善X5CrNi1810不锈钢的焊接性提供参考依据．     

焊接模式对长碳纤维复合材料超声波焊接头性能的影响

超声波焊接可以高效地实现长碳纤维复合材料的连接.超声波焊接常用的有3种焊接模式:时间模式、位移模式和能量模式,其控制机理不同.本文采用适应生产需求的小焊头,研究了3种常用焊接模式对长碳纤维复合材料超声波焊的接头性能的影响,为生产过程中的焊接模式选择提供依据,且材料表面不预设能量引导体(导能筋)以提高生产效率.本文探寻了每种焊接模式下的最优焊接参数,并将各模式下的最优参数结果进行了对比,通过监测焊接过程中的功率-位移曲线对焊接过程及机理进行了分析,采用拉伸实验和显微组织观察对分析结果进行了验证.结果表明,熔核面积是影响拉伸强度的主要因素,焊接过程的完整性对拉伸强度也有所影响,焊接缺陷普遍存在于3种焊接模式中,对焊接质量影响不大.不同的焊接模式下获得的最佳接头性能有较大差异,位移模式下得到的熔核面积最大,接头的最大承载力可达1 795.6 N;时间模式下焊点熔化后未经充分流动即冷却凝固,接头力学性能较差;能量模式下焊接时间短,熔核面积仅为位移模式下的40.5%,承载力也较差.位移模式是最适合长碳纤维复合材料超声波焊的焊接模式.     

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.     

转炉氧枪焊接工艺浅析

针对转炉氧枪制作过程中枪头(T2)与枪身(A3)焊接时,常出现焊接裂纹的情况,进行了工艺分析并制定了手工电弧焊工艺.采用开坡口的全焊透、多层焊焊接工艺,通过实践获得了满意的焊接质量.     

X70管线钢在役条件下的焊接热循环

焊接热循环参数t8/5和t8/3是影响焊接质量的主要参数.应用自行设计建造的平板腔室装置研究了在役焊接条件下的焊接热循环.结果表明:冷却速度越大,t8/5,t8/3和内表面峰值温度Tmax就越小;其中在水速为2.75m/s时最小,空气中冷却最大.焊接线能量增大,t8/5和t8/3也明显增大,这对防止氢致裂纹有利.在板厚分别为6,8,10,12mm时,板厚对焊接参数t8/5和t8/3影响不大;在板厚为4mm时,t8/5和t8/3最小,内表面温度Tmax最高,达635℃.     

焊接工艺对掘进机履带架焊接影响分析

针对掘进机行走部履带架在焊接过程中产生较大变形的问题,基于有限元分析方法,采用了焊接过程中温度传导与辐射的数学模型,研究了不同类型焊条对履带架的焊接温度场以及变形的影响.研究结果表明:在相同焊接条件下,J421、J422、J426、J427等四种焊条的焊接终止时温度场分布差别较小;J422焊条焊接后对履带架产生的变形最小.     

石油化工管道焊接工艺和焊接质量控制

着重介绍石油化工管道在安装施工过程中认真按照规范、规程进行操作,制定严格的焊接工艺和焊接质量控制管理.并且对焊接施工质量进行全过程的有效控制,才能保证良好的施工质量.     

焊枪自转角对焊接机器人能量消耗的影响

结合弧焊焊接的内在特性,给出了机器人焊枪自转角的定义.基于三相功率分析仪,搭建了机器人功率消耗的测量平台.针对1G、2G和3G位置的直焊缝焊接,使用该平台测量了CMT弧焊焊接机器人在不同焊枪自转角作业过程中消耗的瞬时功率.计算并对比了机器人的平均功率,发现在这3种位置,改变焊接起点和终点的焊枪自转角,机器人在整个运动过程和焊缝段消耗的平均功率都有显著变化.机器人在焊缝段和整个运动过程中的功率消耗变化规律相似,存在着能量最优的起点和终点焊枪自转角.结果表明改变焊枪自转角,可以节省焊接机器人能量消耗.在1G、2G和3G位置,分别以各焊接位置所有焊枪自转角组合的平均值计算,最大可以减少11.1%、5.9%和8.3%的功率消耗.定义了功率消耗最小值附近区间表示取得功率最小值的难易程度,发现该区间概率很小,这进一步说明了焊枪自转角对机器人的功率消耗有显著影响,为了减少弧焊焊接中机器人的功率消耗,需要注意焊枪自转角的选择.最后,简述了焊枪自转角与机器人功率消耗,以及工件摆放位置与机器人功率消耗关联模型的建立思想,并给出了相关初步结果.该方面的研究对焊接机器人能量优化和实际焊接生产有着重要的指导意义.     

焊接速度对铝合金搅拌摩擦焊接头性能的影响

以厚度3 mm的6061-T6铝合金板材搅拌摩擦焊对接接头为研究对象,建立热力耦合有限元模型,准确模拟了焊接过程的温度场分布及演变规律,采用光学显微观察、电子背散射衍射、显微硬度测量以及拉伸试验等表征方法,研究了焊接速度对焊接接头成形特性、显微组织和力学性能的影响机理.结果表明:接头焊核区在焊接过程中经历了完全动态再结晶,形成细小等轴晶;后退侧热影响区经历了动态回复,晶粒显著长大,晶界强化作用弱于焊核区晶粒;当焊接速度为300～800 mm/min时,接头焊缝成形良好,拉伸断裂均在焊缝后退侧热影响区,在焊接过程中受温度(400～480℃)影响显著,析出强化相溶解导致力学性能明显降低,在此焊接速度范围内,随速度的提高,接头强度增加,最高强度系数为80.86％(800 mm/min);当焊接速度进一步增加至1200 mm/min时,接头的焊接成形性变差,焊核区出现未焊合和隧道缺陷,接头拉伸试验时在焊核区发生断裂.     

轴承磨削时的污染与氧化

应用ＡＥＳ和ＸＰＳ等测试手段，系统研究了２０ＣｒＮｉ２ＭｏＡ渗碳钢铁路轴承磨削时，由于砂轮，工件与冷却液之间的热－化学作用，在滚道面上产生的成分变化。结果表明，磨削后的滚道表面形成了吸附层，氧化层以及碳原子的深层扩散。     

20CrNi2MoA渗碳淬火齿轮弯曲疲劳可靠度研究

２０ＣｒＮｉ２ＭｏＡ渗碳淬火齿轮弯曲疲劳强度的可靠度试验在英国产ＳＴＲＯＮ１６０３型电磁谐振疲劳试验机上进行．短寿命区采用４级恒定应力水平的成组试验法,长寿命区采用应力升降试验法．在试验数据基础上,拟合出完整的Ｃ──Ｒ──Ｓ──Ｎ曲线,并获得各种可靠度下的弯曲疲劳极限值．     

残余元素锡、锑对34CrNi3Mo钢冲击韧性的影响及稀土镧的改善作用

利用JB-30B型冲击试验机研究了不同含量的残余元素锡、锑及稀土镧对低氧、低硫的34CrNi3Mo钢冲击韧性的影响;采用sEM及EDS手段研究了稀土镧对不同锡、锑含量钢的断裂方式的影响以及在钢中形成化合物的情形.结果表明:稀土金属可以明显改善低氧、低硫钢中残余元素对钢性能的危害;镧可与钢中的残余元素作用形成复合相且分布均匀.     

45钢/25Cr5MoA/Q235钢固-固复合轴界面特性

采用热挤压方法制成45钢/25Cr5 MoA/Q235钢三层结构的复合轴,研究了结合界面的组织、Cr元素扩散和结合性能.结果表明:采用热装方式制成的25Cr5 MoA/Q235钢固-固复合坯料,在界面形成一定厚度的氧化皮,即使经过挤压和热处理后,也无法彻底消除结合界面氧化皮对结合性能的影响;采用间隙配合的25Cr5 MoA/45钢固-固复合界面,由于在挤压前经过良好的表面处理,挤压后的界面几乎没有氧化物存在,形成了较为完整的过渡区,经过高温保温过程,在结合界面会形成Cr的碳化物,对Cr和C的扩散起到阻碍作用;经过挤压后,25Cr5 MoA/Q235钢、25Cr5 MoA/45钢结合界面的结合强度均比较低.与复合板相比,复合轴结构上所具有的特点,使其即使初期结合强度较低,也不易产生剥离;经过后续热处理,通过元素的扩散过程,可以提高复合轴的结合强度.     

Failure analysis of 18CrNi3MoA drilling tails

The fracture of a drilling tail made of 18CrNi3MoA steel in the exchanging water hole was analyzed in terms of inclusions, prior austenite grain size, carburized layers, and fatigue fracture morphology by means of optical microscopy, quantitative metallography, and scanning electron microscopy (SEM). Fatigue crack initiation and propagation on the drilling tail were also studied. The results showed that the fracture on the drilling tail was not induced by inclusions and the distribution inhomogeneity of prior austenite grain size. Instead, because the outside surface of the exchanging water hole was not continuously geometric, there was a great deal of stress concentration in those areas under continuous twisting, axial impact, and corrosion of mineral water. Thus three crack sources emerged in these areas. Initial cracks centered on these sources spread from the outside surface to the inside surface, and eventually the drilling tail ruptured. Furthermore, the fractograph of the region around the crack sources exhibited a typical ductile dimple fracture pattern, and cracks initiated on the outside surface of the carburized layers of the exchanging water hole. Three crack sources could be the sources of fatigue crack propagation. Based on the analysis of fatigue crack propagation, it was further demonstrated that fatigue damage originated from the outside surface of the exchanging water hole.     

一种确定回火工艺的新方法

利用回归分析方法，给出了一个能够描述４０ＣｒＮｉ钢回火过程的新的经验公式，利用该公式可以方便地确定４０ＣｒＮｉ钢的回火工艺。同时，提出了一种确定淬火钢回火工艺的新方法。     

重型钎杆用钢40SiMnCrMoV

在H_2O和5％NaCl水溶液中以浸泡试验用腐蚀增重和腐蚀失重法测量,并结合机械性能进行分析,可以认为40SiMnCrMoV钢完全可以代替40SiMnMoV和40CrNi3Mo钢制做重型钎杆。     

高速切削淬硬钢主剪切区绝热剪切失稳微观机理研究

使用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对高速切削淬硬30CrNi3MoV高强度钢形成的锯齿状切屑主剪切区内材料微观特征进行了观察,并对绝热剪切失稳的微观机理进行了分析.微观观察和分析结果表明,绝热剪切带中心由平均直径0.4～0.6μm的细小等轴晶粒组成,过渡区内为碎化并沿剪切方向拉长的马氏体板条组织.锯齿状切屑的形成应归因子主剪切区材料绝热剪切失稳的发生,在此过程中,动态回复和再结晶成为微结构演化的主要冶金过程,绝热温升起到了关键作用.等轴晶组织的形成机制为旋转式动态再结晶.     

多冲载荷下过载对随后裂纹扩展的影响

对作用于12CrNi3A钢的多冲过载对随后裂纹扩展的影响进行了研究。结果表明,多冲载荷下过载同样存在着裂纹扩展延迟效应,且与过载时的冲击速度有关。根据实验结果对过载延迟的机制进行了初步探讨。