低活化馬氏體鋼激光焊接接頭的組織與性能

運(yùn)用小孔法測(cè)量馬氏體不銹鋼鑄件zg1cr12ni3mo2co2vn焊接接頭回火前、后的殘余應(yīng)力;采用sem和金相相結(jié)合的方法,觀察了該焊件的組織和斷口形貌;測(cè)量焊接接頭金屬的顯微硬度。試驗(yàn)結(jié)果表明,焊件接頭未回火室溫基體金屬的顯微組織為脆硬的馬氏體,且存在著較大焊接殘余應(yīng)力;回火后,焊件接頭的顯微組織為回火索氏體,改善了鋼的塑性及韌性,提高了合金的綜合力學(xué)性能。

針對(duì)4mm厚的中國(guó)低活馬氏體鋼,采用tig焊接方法分別對(duì)預(yù)熱和未預(yù)熱兩組試樣進(jìn)行了焊接和焊后回火處理,對(duì)焊接接頭的硬度和微觀組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試和觀察.結(jié)果表明,焊縫區(qū)硬度值偏高,靠近母材的熱影響區(qū)出現(xiàn)較窄的軟化帶;焊接接頭金相組織為板條特征明顯的回火馬氏體組織,未預(yù)熱試樣的馬氏體含量與預(yù)熱試樣相比較,兩者之間沒(méi)有明顯的差異.在晶內(nèi)和晶界處分布大量的碳化物,焊縫區(qū)為尺寸較小的棒狀,母材和熱影響區(qū)為尺寸較大的顆粒狀,接頭的組織和碳化物的析出對(duì)焊接接頭的硬度有很大的影響.

研究了超塑性變形過(guò)程中tc4鈦合金激光焊接接頭各區(qū)域顯微組織演變規(guī)律,并對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行表征。結(jié)果表明,隨著超塑性變形的進(jìn)行,接頭內(nèi)針狀馬氏體組織發(fā)生α′→α+β相變,同時(shí)針狀組織長(zhǎng)大為片層,接頭各區(qū)域顯微組織逐漸均勻化,促進(jìn)超塑性變形的進(jìn)行;隨著變形的進(jìn)行,等軸化率逐漸升高;隨著變形溫度的升高或初始應(yīng)變速率的降低等軸化率逐漸上升,促進(jìn)焊縫超塑性變形的進(jìn)行。提出采用平均晶粒尺寸來(lái)表征熱影響區(qū)組織的轉(zhuǎn)變程度。隨著變形的進(jìn)行,平均晶粒尺寸逐漸增大,隨變形溫度的升高或初始應(yīng)變速率的降低平均晶粒尺寸減小,這有利于接頭組織的均勻化。

采用對(duì)接焊方法,對(duì)比研究了tc4鈦合金薄板光纖激光焊接和yag激光焊接接頭的宏觀形狀特征,分析了兩種焊接熱源在焊縫背寬比相同時(shí)的接頭拉伸性能差異,并獲得了焊接熱輸入對(duì)光纖激光焊接接頭宏觀形狀與拉伸性能的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:光纖激光焊縫背寬比常常大于yag激光焊縫,焊接接頭的強(qiáng)度和塑性均高于yag激光焊接接頭。在穩(wěn)定光纖激光全熔透深熔焊接條件下,焊縫背寬比和焊接接頭的拉伸性能隨焊接熱輸入的增加呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢(shì),當(dāng)焊接熱輸入為40j/mm,焊縫背寬比約0.8時(shí),光纖激光焊接接頭具有最好的拉伸性能,抗拉強(qiáng)度為1133.72mpa,斷后伸長(zhǎng)率為14.32%。

研究了鍍鋅板激光焊接接頭鋅的分布及焊接接頭耐蝕性能。定量及sem分析表明,焊縫中表面只殘留少量鋅,在焊縫兩側(cè)的熱影響區(qū),鋅層厚度呈梯度分布。激光焊縫窄,基材鋅層陽(yáng)極保護(hù)作用得以保存,激光焊接板仍具有較好耐蝕性。

熱等靜壓擴(kuò)散焊接由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而被認(rèn)為是聚變堆包層第一壁及冷卻板等復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的首選制造技術(shù)之一。本文對(duì)中國(guó)低活化馬氏體鋼clam的熱等靜壓焊接進(jìn)行了初步研究。實(shí)驗(yàn)中clam鋼自身焊接的拉伸性能已經(jīng)達(dá)到母材的水平,但沖擊斷口為原接合面,且強(qiáng)度較低,x射線能譜(eds)分析發(fā)現(xiàn)沖擊斷面上有強(qiáng)氧化物形成元素al、si、v等富集,初步認(rèn)為焊接前期處理過(guò)程中待焊接面形成的穩(wěn)定氧化膜導(dǎo)致沖擊性能較低。

焊接是管線建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一,隨著我國(guó)管線鋼的快速發(fā)展,越來(lái)越需要匹配的焊接技術(shù)來(lái)滿足管線的建設(shè)。分析了激光焊在管道焊接中的優(yōu)缺點(diǎn),并采用高功率激光焊接設(shè)備,對(duì)板厚為16mm的x52管線鋼進(jìn)行焊接,x射線探傷檢測(cè)焊縫無(wú)裂紋,采用光學(xué)顯微鏡分析了焊接接頭的焊縫結(jié)晶特性和微觀組織。根據(jù)美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)apispec5l管線鋼規(guī)范,對(duì)焊接接頭進(jìn)行了力學(xué)性能試驗(yàn)。結(jié)果表明:焊接接頭的抗拉強(qiáng)度達(dá)480mpa,斷于母材;180°接頭彎曲未出現(xiàn)裂紋;-20℃焊縫金屬?zèng)_擊韌性cvn=279j,熔合區(qū)沖擊韌性cvn=282j,熱影響區(qū)沖擊韌性cvn=212j,焊接接頭的最大硬度分布在焊縫下部,為270hv左右。研究表明,各項(xiàng)性能均滿足管線鋼焊接的要求。

采用nd:yag激光對(duì)強(qiáng)度為800mpa,厚度為1.2mm的trip鋼板進(jìn)行焊接.研究焊接速度對(duì)焊縫外觀和截面成形的影響及接頭的組織特點(diǎn)、硬度、強(qiáng)度和成形能力.激光功率相同,焊接速度較低時(shí)焊縫易產(chǎn)生氣孔,速度較高時(shí)易發(fā)生飛濺;焊接速度對(duì)焊縫熔深及熔寬也有影響.焊縫組織主要由馬氏體構(gòu)成,從焊縫、熱影響區(qū)到母材,組織中馬氏體含量下降,接頭的最高硬度出現(xiàn)在焊縫或熱影響區(qū).在平行于焊縫方向,焊接接頭的抗拉強(qiáng)度高于母材,垂直于焊縫方向,接頭的抗拉強(qiáng)度與母材相當(dāng).由于焊縫中出現(xiàn)馬氏體,接頭的塑性和韌性降低,板材的沖壓成形能力下降.

以我國(guó)自主研發(fā)的中國(guó)低活馬氏體鋼(chinalowactivationmartensiticsteel,簡(jiǎn)稱clam鋼)為研究對(duì)象,應(yīng)用ansys有限元分析軟件建立了單面雙層焊三維有限元數(shù)學(xué)模型,對(duì)clam鋼tig焊接過(guò)程進(jìn)行有限元分析,選用雙橢球熱源作為體載荷進(jìn)行加載計(jì)算,并運(yùn)用apdl參數(shù)化語(yǔ)言及生死單元技術(shù)實(shí)現(xiàn)了模擬過(guò)程中焊接熱源的移動(dòng)加載及焊縫金屬的逐步填充.分析了clam鋼在焊前預(yù)熱情況下瞬態(tài)溫度分布情況和熔池形狀的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程,并對(duì)clam鋼焊后顯微組織和焊接接頭硬度進(jìn)行了分析,為clam鋼tig焊的研究提供參考.

以高cr、ni合金粉為填加材料,采用nd∶yag脈沖激光對(duì)0.1mm+0.8mm+0.1mm雙面超薄不銹鋼復(fù)合板進(jìn)行對(duì)接焊,對(duì)焊接接頭的組織、抗拉強(qiáng)度、焊縫區(qū)顯微硬度以及焊縫表面耐腐蝕性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,激光焊接的表面成形性好、變形小、無(wú)缺陷,焊縫金屬與覆層不銹鋼及基層碳鋼連接良好;焊縫中心為晶粒取向不規(guī)律的細(xì)小等軸晶,其他區(qū)域?yàn)橹鶢罹?幾乎看不到熱影響區(qū),焊縫表面為奧氏體+少量鐵素體+少量馬氏體組織;焊接接頭的抗拉強(qiáng)度達(dá)到了母材的92%,伸長(zhǎng)率為母材的25%;焊縫區(qū)顯微硬度與母材相比有顯著提高;不銹鋼復(fù)合板焊縫表面和母材覆層抗電化學(xué)腐蝕性能接近。

激光焊接裝置的設(shè)計(jì)

焊接接頭組織 電弧焊接時(shí)，焊接電弧使焊件局部加熱和熔化，同時(shí)加入填充金屬(焊條或焊 絲)，形成金屬熔池，并不斷把熱量傳給周圍冷的母材金屬。當(dāng)電弧移開后，熔 池的溫度迅速降低，熔池中液體金屬凝固成焊縫。由于熱傳導(dǎo)的作用，母材將受 到不同程度的加熱和冷卻，相當(dāng)于進(jìn)行了一次熱處理，使其組織和性能發(fā)生了變 化，這部分金屬所占的區(qū)域就稱為焊縫的熱影響區(qū)。焊接接頭是焊縫和熱影響區(qū) 的總稱。 由于電弧對(duì)焊接接頭的加熱是不均勻的，焊縫區(qū)溫度達(dá)到金屬的熔化溫度， 而在整個(gè)熱影響區(qū)中，離焊縫越近溫度就越高。因此，在焊接接頭組織中不僅組 織和性能都不均勻，而且在焊縫和熱影響區(qū)中還容易產(chǎn)生各種焊接缺陷，存在焊 接殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中。焊接接頭組織和性能與焊接方法、焊接規(guī)范、接頭形式 等因素有關(guān)，并直接影響焊接結(jié)構(gòu)的性能和可靠性。 熱影響區(qū)某點(diǎn)加熱的最高溫度、高溫停留時(shí)間及冷卻速度

用電弧焊和埋弧焊對(duì)17mnnivnbr鋼板進(jìn)行了對(duì)接焊,并對(duì)焊接接頭進(jìn)行拉伸、沖擊、落錘及裂紋尖端張開位移試驗(yàn),用光學(xué)顯微鏡觀察了焊縫和熱影響區(qū)的顯微組織。結(jié)果表明:焊后經(jīng)(570±15)℃×1h熱處理后,焊接接頭綜合性能優(yōu)良,可滿足國(guó)標(biāo)的要求;焊縫組織由先共析鐵素體、針狀鐵素體和顆粒狀貝氏體組成,粗晶熱影響區(qū)組織為粗大的貝氏體。

50 激光焊接p20鋼熔深與焊接參數(shù)的關(guān)系 1、前言 采用了脈沖激光焊接cr12mo1v1鋼相同的研究方法，使用的設(shè)備，試件表面 處理，檢驗(yàn)方法等(1)，研究p20鋼在脈沖激光自熔焊情況下，熔深與焊接參數(shù)之 間的關(guān)系。 p20鋼脈沖激光自熔焊情況下，無(wú)飛濺允許的最大功率密度測(cè)定結(jié)果(2)可知： pmax≤0.86106w/cm2(tp=3.0msf=10hzd=0.80mm). 2、試驗(yàn)方法 自熔焊采用的焊接工藝參數(shù)列于附錄1的表1~4，共有4組： 1)e=2.0~3.6jtp=3.0ms f=10hzd=0.40mm 2)e=2.6~6.0jtp=5.0ms f=10hzd=0.40mm 3)e=4.0~12.0jtp=3.0ms f=10hzd=0.80mm 4)e=4.0~12.0jtp=5.0m

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為了研究焊接接頭的耐腐蝕性能,采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.03的鹽水,對(duì)不同激光工藝參數(shù)的焊接件進(jìn)行了腐蝕試驗(yàn),取得了激光焊接接頭腐蝕后的質(zhì)量變化量和試件腐蝕前后的金相圖。研究結(jié)果表明,在不同工藝參數(shù)的條件下,激光焊接高強(qiáng)度鍍鋅鋼板接頭的腐蝕速度不同,但平均速度與母材的腐蝕速度大體相當(dāng),不會(huì)影響材料的抗腐蝕性能。

利用ｘ射線衍射分析和掃描電鏡，研究了金剛石鋸片激光焊接接頭的成分和組織，并測(cè)試了接頭的力學(xué)性能。試驗(yàn)表明，刀頭材料對(duì)焊接質(zhì)量有重要影響，焊縫的成分和組織是不均勻的，光束偏移量對(duì)焊縫成分和組織有很大影響

TiNi形狀記憶合金片激光微焊接接頭的組織性能

采用脈沖激光實(shí)現(xiàn)了0.2mm厚tini形狀記憶合金的對(duì)接焊,研究了焊接接頭的抗拉強(qiáng)度、斷裂形貌、組織和相變過(guò)程。結(jié)果表明,脈沖激光能夠?qū)崿F(xiàn)薄片狀tini形狀記憶合金的良好對(duì)接焊,焊接接頭的抗拉強(qiáng)度可達(dá)683mpa,為冷軋態(tài)母材的97%,斷口形貌與母材相似,均為延性斷裂。根據(jù)晶粒尺寸和顯微組織的不同,接頭可分為4個(gè)區(qū)。焊縫中心區(qū)為細(xì)小的等軸晶,而焊縫邊緣為柱狀晶組織。對(duì)焊接接頭進(jìn)行焊后退火處理后其相變過(guò)程與退火態(tài)tini形狀記憶合金的接近。

作業(yè)指導(dǎo)書文件編號(hào)： 第一頁(yè)：共頁(yè) 名稱：鋼筋焊接接頭機(jī)械性能試驗(yàn)生效日期： 編制：建材室批準(zhǔn)： 日期： 密級(jí)：秘密發(fā)放登記號(hào)： 1 鋼筋焊接接頭機(jī)械性能試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書 (包括對(duì)鋼筋焊接接頭拉伸性能和彎曲性能的檢測(cè)) 1項(xiàng)目名稱 鋼筋焊接接頭機(jī)械性能試驗(yàn)。 2適用范圍 適用于閃光對(duì)焊、電弧焊、電渣壓力焊、氣壓焊、預(yù)埋件埋弧壓力焊的鋼筋焊接接頭。 3編制依據(jù)和采用標(biāo)準(zhǔn) jgj18-96鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程 jgj27-86鋼筋焊接接頭試驗(yàn)方法 4檢測(cè)人員 xxx 5設(shè)備儀器 5.1萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)、 型號(hào)：wi-100 量程：最大荷載100噸 準(zhǔn)確度：一級(jí) 分辯率：0.5kn。 5.2液壓式萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī) 型號(hào)：wp—30t 量程：0—50kn、0—150kn、0—300kn 最小分辨

利用激光沖擊強(qiáng)化對(duì)12cr2ni4a不銹鋼焊接接頭進(jìn)行處理,比較了激光沖擊一次和二次前后焊接接頭拉伸性能、顯微硬度和表面殘余應(yīng)力.結(jié)果表明,12cr2ni4a焊接試件經(jīng)過(guò)二次激光沖擊強(qiáng)化后,顯微硬度提高了50%,抗拉強(qiáng)度由818.5mpa提升至863.8mpa,并且斷裂區(qū)域由焊接熱影響區(qū)轉(zhuǎn)移至基體處,焊接試件的拉伸性能顯著提高.激光沖擊強(qiáng)化消除的焊接殘余拉應(yīng)力是焊接接頭拉伸性能提高的主要原因.