激光焊焊接速度对DC06超深冲钢板接头组织和性能的影响

研究了脉冲激光焊焊接速度对DC06超深冲钢板焊缝显微组织和力学性能的影响。金相组织、硬度检测结果显示:随着焊接速度的增加,焊接热输入减小,冷却速度变快,焊缝和热影响区的铁素体晶粒有所减小;同时,焊接速度增加,高温停留时间缩短,合金元素烧损减少,焊缝和热影响区固溶强化作用增强,显微硬度有所升高。

焊接速度对Q&P980钢搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

通过搅拌摩擦焊接对Q&P980钢进行焊接,固定转速为400 r·min^(-1),焊接速度分别为50 mm·min^(-1)(低焊速)和600 mm·min^(-1)(高焊速),采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射、显微硬度和拉伸性能测试等手段对焊接接头的微观组织和力学性能进行了表征,研究了焊接速度对接头微观组织和力学性能的影响。结果表明:相较母材,接头整体残余奥氏体含量降低,搅拌区晶粒明显细化和均匀化,有大量马氏体生成;热影响区晶粒略微粗大,显微硬度降低。与低焊速接头相比,高焊速接头峰值温度降低,材料流动范围较窄,热力耦合作用减弱;热影响区宏观尺寸减小,残余奥氏体含量增加,显微硬度提高,接头具有更好的变形协调性,接头抗拉强度和伸长率分别从1074 MPa、6.0%提高至1268 MPa、15.3%。

镀锌层和焊接速度对镁/钢MIG焊接头微观组织的影响

以MIG电弧作为热源,分别对AZ31镁合金/Q235低碳钢与AZ31镁合金/DX51D镀锌钢进行连接。通过改变焊接速度,研究其对AZ31/Q235、AZ31/DX51D焊接接头焊缝成形、微观组织及硬度分布的影响,并揭示镀锌层的影响机理。结果表明:当焊接速度分别为10、15 mm/s时,AZ31/Q235接头、AZ31/DX51D接头的焊缝成形较好。随着焊接速度的降低,AZ31/DX51D接头焊缝处析出更多的β-Al_(12)Mg_(17)相,界面层厚度增加。AZ31/DX51D接头界面结合较好,而AZ31/Q235接头界面出现未熔合、开裂等现象,这说明镀锌层有效促进了镁/钢界面的冶金结合。AZ31/DX51D接头界面处的硬度值最高达到250 HV,高于AZ31/Q235接头界面处硬度值。

焊接速度对异种热成型钢焊缝组织性能的影响研究

采用激光拼焊的方法对退火状态的T1500HS和500HS异种热成型钢进行不同焊接速度的拼焊,并对拼焊板进行了热成型试验。通过拉伸试验机、电子显微镜和维氏硬度计对热成型前后钢的拉伸性能、显微组织和硬度进行了测试分析。结果显示:在四种不同的焊接速度下,焊接速度为3.5 m/min时,获得的力学性能最好;热处理前,不同焊接速度下焊缝均全部为马氏体组织,热处理后,焊缝组织均为板条状马氏体,焊接速度对焊缝中心组织影响差异较小;热处理前,四种焊接速度下拼焊接头处硬度均呈“几”字形分布,硬度峰值分布于焊缝熔合区,焊接速度为3.5 m/min时,其最大硬度(HV)值为569。热处理后,焊缝接头硬度均从500HS一侧向T1500HS一侧单调递增,硬度峰值位于T1500HS母材区。

焊接速度对铝合金/铜激光熔钎焊接头组织及性能的影响

采用激光熔钎焊在不同焊接速度(4,5,6,7,8 mm·s^(-1))下对5052铝合金和T2铜进行对接焊,研究了焊接速度对接头宏观形貌、显微组织、显微硬度、抗拉强度及拉伸断裂机理的影响。结果表明:随着焊接速度增加,激光熔钎焊接头的焊缝成形先变优后变差,当焊接速度为6 mm·s^(-1)时焊缝成形最佳;随着焊接速度增加,接头中树枝状Al-Cu共晶组织变少,Zn-Al共晶组织变多,当焊接速度为6 mm·s^(-1)时接头铜侧界面反应区出现Al_(4)Cu_(9)和Al_(2)Cu金属间化合物,熔焊区由α-Al固溶体、η-Zn固溶体、Al-Cu共晶组织和Zn-Al共晶组织组成;随着焊接速度增加,铝合金/铜激光熔钎焊接头熔焊区硬度变化不大,铜侧界面反应区硬度下降,接头抗拉强度先增大后减小,拉伸断裂模式按照解理断裂、准解理断裂、韧性断裂、准解理断裂顺序依次变化,当焊接速度为6 mm·s^(-1)时抗拉强度(212 MPa)最大,接头发生韧性断裂。

基于焊接速度的6082铝合金FSW接头组织与力学性能调控研究

为研究焊接速度对6082铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头微观组织和力学性能的影响,并建立基于焊接速度的FSW接头组织与性能调控规律。通过金相观察、电子背散射衍射(EBSD)分析、硬度测试、室温拉伸和弯曲试验等手段,对四种不同焊接速度(500 mm/min、750 mm/min、1000 mm/min、1250 mm/min)下FSW接头的微观组织和力学性能进行表征。结果表明,随着焊接速度的增大,FSW接头的微观组织发生显著变化。焊核区(NZ)发生连续动态再结晶,形成细小的再结晶晶粒组织,其平均晶粒尺寸从3.8μm减小至2.3μm,再结晶分数从83%减小至57.3%;热机影响区(TMAZ)发生部分动态回复和部分动态再结晶,晶界处出现少量细小等轴晶粒,晶内形成大量亚晶组织。亚结构比例和小角度晶界比例显著增加,分别为69.2%和60.1%;受焊接热影响,热影响区(HAZ)相比母材区(BM)的晶粒尺寸略有增大,再结晶程度和晶界角度分布与母材相似。力学性能方面,随着焊接速度增大,FSW接头硬度最低值从72.3 HV增大至81.2 HV,焊接系数从74.7%提升至89.0%,热影响软化区明显缩小,但在1250 mm/min焊速下FSW接头背弯试样产生裂纹。基于焊接速度的调控模式,1000 mm/min焊接速度下FSW接头具有最优的力学性能。

焊接速度对铝钢异种金属激光填丝熔钎焊性能的影响

采用不同的焊接速度对铝合金E600及汽车车身用镀锌钢板DP590D+Z进行激光填丝熔钎焊试验,焊接材料选用ER4047焊丝,分别对不同焊接速度下的焊缝成形质量、金属间化合物层厚度及力学性能进行了分析研究。结果表明:选择适当的焊接参数时,利用激光填丝熔钎焊可获得成形良好且具有一定抗拉强度的熔钎焊接头。为保证焊缝接头的性能,需控制界面处主要成分为FeAl_(2)和FeAl_(3)的金属间化合物层的厚度,随着焊接速度的提升,线能量下降,金属间化合物层厚度随之减小。综合考虑接头的线载荷及生产效率,最优焊接速度为1.5 m/min,此时线载荷约为197 N/mm,换算成铝合金强度为219 MPa,相当于母材强度的81%。

焊接速度对308L不锈钢CMT电弧增材制造薄壁件组织及性能的影响

采用冷金属过渡焊电弧增材制造工艺成功制备了308L不锈钢单道多层薄壁件,并研究了焊接速度对结构件的成形尺寸、微观组织和力学性能的影响。结果表明,当送丝速度、层间温度等其它试验因素一定时,在试验范围内增大焊接速度,成形件的平均层高和层宽均减小,成形有效率先升高后降低。结构件各部位在室温状态下的微观组织均为奥氏体+少量残余铁素体,随着沉积层的热量累积,熔池冷却速度变慢,奥氏体晶粒尺寸逐渐变大,铁素体含量降低。焊接速度越大,晶粒尺寸更加细小,结构件的显微硬度越大,在焊接速度6 mm·s^(-1)时,可达226 HV。另外,焊接速度越大,薄壁件抗拉强度越高,断后伸长率降低,且力学性能表现出各向异性,横向抗拉强度最高可达730.37 MPa,纵向抗拉强度为686.01 MPa。通过断口分析可知,拉伸试样的断裂方式为韧性断裂。

焊接速度对0Cr19Ni10奥氏体不锈钢激光焊接头力学性能的影响

以0Cr19Ni10奥氏体不锈钢为研究对象,研究了不同焊接速度对激光搭接焊接头抗剪切性能的影响,利用Patran有限元分析软件对温度场及受力场进行了模拟分析,此外,针对最佳剪切性能焊接工艺参数下的试样进行了疲劳试验分析。结果表明:焊缝熔宽与最大剪切力呈线性正相关,随着焊接速度的提高,熔宽先增大后减小,在焊接速度v=5500 mm/min时,熔宽与最大剪切力均到达最大值;焊缝熔深随着焊接速度的提高基本呈逐渐减小的趋势;温度场模拟分析结果显示,焊缝表面温度最高,温度梯度最大,与实际焊缝形貌相符;最佳静态力学性能下的焊接接头疲劳试验结果表明:中值疲劳极限F50%为2.46 kN,疲劳强度比F50%/F仅为15.8%。

焊接速度对2219铝合金双面搅拌摩擦焊接头力学性能及残余应力的影响

采用FSW-5M型搅拌摩擦焊机对材料为6 mm厚的2219铝合金进行了不同二次焊速的双面搅拌摩擦焊接,并采用超声波应力测试法对2219铝合金双面搅拌摩擦焊的焊接接头残余应力进行了测量,测试面为二次焊接面,垂直焊缝布置为测试线,测试点分别为0 mm、±4 mm、±8 mm、±12 mm、±20 mm、±50 mm、±80 mm、±120 mm、±160 mm。结果表明:各不同二次焊速条件下的2219双面搅拌焊接头纵向残余应力总体分布趋势一致,焊缝及近缝热影响区为残余拉应力,AS侧和RS侧拉应力分布不对称,呈现双峰特征,纵向应力的最大拉应力出现在AS侧轴肩热影响区边缘处。横向残余应力总体水平较低,分布趋势也一致,焊缝区为数值较低的拉应力,横向应力的拉应力峰值出现在焊缝中心。随着二次搅拌头焊速的增加,2219双面搅拌焊接头残余应力水平升高,拉应力峰值增大,这是由于搅拌焊接速度提高使得单位时间内受搅拌头搅拌的金属材料减少,单位长度内的热输入减小,单位时间内温度扩散不充分,焊缝处材料的温度梯度增大、材料热应力增大,同时焊缝区金属材料的变形速率提高,使得材料加工硬度化,搅拌头在向前移动受到的阻力增加所造成的。

焊接速度对铝合金多道焊焊接残余应力影响研究

采用有限元热弹塑性分析方法对焊接速度与铝合金多道焊焊接残余应力间的影响关系进行模拟。以高速列车中间车铝合金车体K-K端16V(对接6道焊)多道焊为对象,按实际加工工艺,基于有限元软件Sysweld,采用焊接热循环曲线方法对焊接残余应力进行数值仿真分析,然后通过X射线法对焊缝进行残余应力测试,结果表明,数值仿真结果与实验结果相符。参照原始工艺方案,将各道焊焊接速度上下浮动2mm/s,获得另外2个焊接加工方案。分别对3个方案进行数值计算,并分析比较其残余应力。结果表明:多道焊焊接速度越大,纵向残余应力越大,横向残余应力越小;焊接速度的改变对纵向残余应力的影响显著大于对横向残余应力的影响。

铝合金搅拌摩擦焊时焊接速度与热输入的关系

与熔化焊时热输入和焊接速度成反比不同,搅拌摩擦焊时焊接速度与热输入的关系非常复杂.文中从摩擦产热和金属塑性变形产热出发,研究了搅拌摩擦焊时焊接速度与热输入的关系,以及相同旋转速度与焊接速度比值时焊接速度与性能的关系.结果表明,在搅拌摩擦焊时,焊接速度与热输入不呈线性关系,而是呈现复杂的形态,焊接速度在不同的参数范围对热输入的贡献是不同的.在相同的旋转速度与焊接速度比值时,随焊接速度的增加,热输入和接头力学性能的关系也不是线性的.所以不能用旋转速度与焊接速度的比值来衡量热输入的大小.

焊接速度对高强铝合金搅拌摩擦焊接头组织及力学性能的影响

焊接速度对搅拌摩擦焊接头内焊核区、热机影响区和热影响区组织和晶界沉淀相均有较大的影响。随着焊接速度的提高 ,焊核区和热影响区内的晶粒尺寸和沉淀颗粒大小、分布密度变化均较大 ;热机影响区内组织的变形程度变化明显。组织和力学性能综合分析表明 ,控制焊接速度 ,获得优良的焊核区组织有利于提高接头的力学性能。性能测试结果表明 ,焊接速度v =37.5mm/min时 ,2A12CZ铝合金接头强度达到最大值 (331MPa)。

激光焊接速度对超高强度钢焊缝微观组织和显微硬度的影响

研究了厚度为1.8mm的超高强度钢板的激光焊接性能,分析了焊接速度对焊缝微观组织和显微硬度的影响。试验结果表明,超高强度钢焊缝组织为板条马氏体。采用苦味酸溶液显示原奥氏体晶界,发现原奥氏体呈现柱状晶的晶体形态。随着焊接速度的增加,原奥氏体晶粒尺寸变小,焊缝中心由细小的胞状树枝晶变为等轴晶。焊缝硬度随着焊接速度的增加而增大。

焊接速度对7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能的影响

针对5mm厚航空用铝合金7050-T7451进行了不同焊速时搅拌摩擦焊接头的微观结构和低周疲劳性能的研究。结果表明:接头焊核区面积与焊核区晶粒度都随着焊接速度的增加而减小;转速为400r/min、焊速为40mm/min时,接头具有最好的疲劳性能;搅拌摩擦焊接头的低周疲劳裂纹均在接头底部启裂,沿前进侧热机械影响区与焊核区的过渡区域扩展至断裂。

焊接速度对不锈钢平板对接接头温度场的影响

基于焊接专用有限元软件SYSWELD对X20Cr13不锈钢平板对接接头TIG焊进行了数值模拟,研究了焊接速度对不锈钢平板对接接头温度场的影响。结果表明:其他焊接工艺参数不变时,焊缝熔池、熔合区及热影响区的尺寸大小随着焊接速度的增大而减小,焊接温度梯度也随之降低;焊接热循环的峰值温度随着焊接速度增大而减小;焊速为4mm/s时焊接接头的质量优于焊速为3和5mm/s时焊接接头的质量。

焊接速度对18-8不锈钢堆焊层组织形态的影响

采用带极电渣焊方法在Q235表面得到了18-8不锈钢堆焊层。研究不同焊接速度对18-8不锈钢堆焊层组织形态的影响。结果表明,带极电渣堆焊层显微组织主要由奥氏体和少量δ铁素体构成,其中δ铁素体有断续状(或称蠕虫状)、骨架状和板条状三种形态,决定于堆焊层的合金成分、焊接热输入及冷却条件等因素。当焊速过小时,堆焊层组织中δ铁素体的形态主要是断续状和骨架状;当焊速过大时,δ铁素体的形态主要是板条状和骨架状;当焊速适中时,可获得热输入小、稀释率低、成形良好,显微组织为奥氏体基体和骨架状δ铁素体的堆焊层组织。

焊接速度对TRIP590钢激光焊接头组织性能的影响

利用金相、拉伸及硬度试验研究不同焊接速度对TRIP590钢激光焊接头组织结构及力学性能的影响。结果表明,接头热影响区(HAZ)组织主要由贝氏体、铁素体及残留奥氏体组成,焊缝区(WZ)主要由板条状马氏体组成,随焊接速度提高,马氏体板条更加细长,晶粒细化。接头宏观断裂发生在母材区,其抗拉强度与母材相当。接头焊缝区硬度达430 HV,约为母材2倍,随焊接速度提高,热影响区变窄,焊缝硬度增加。

焊接速度对2A97铝锂合金激光焊接头的影响

在不同焊速下进行了厚度1.4 mm 2A97铝锂合金的光纤激光焊接。通过光学显微镜观察、扫描电镜观察、拉伸试验、显微硬度试验对比了不同焊接速度下2A97激光焊接头宏观形貌、显微组织、热裂纹倾向及力学性能。结果表明:随着焊接速度的增加熔宽先减小,当速度超过一定临界值后熔宽随焊速的进一步增大而略微增大;焊缝晶粒尺寸随焊速的增大而单调减少。焊接速度过小、过大都会使接头成形质量变差。焊接速度小时,咬边严重,焊缝中易形成纵向热裂纹;焊接速度过高时,焊缝中出现横向热裂纹;本文实验条件下,在焊接速度为10m/min时获得了焊缝成形较好的接头,并对其力学性能做了测试。

三电极高速CO_2焊焊接速度和焊接电流对焊缝成形影响

MAG角焊焊接在大型船舶制造中占有重要地位,目前应用最为广泛的是双电极角焊工艺,最大焊接速度为1.2m/min。为了提高焊接速度,进而提高焊接效率,研究了焊接速度可达1.8m/min的三电极高速CO2气保护角焊工艺。实验表明:采用DCEP/DCEN/DCEP极性组合的三电极CO2气保护角焊焊接过程稳定,成形良好,角焊焊缝上脚长、下脚长以及熔深均随着焊接速度的增大而减小,随着三电极焊接电流规范组合的增大而增大。在试验基础上,给出了焊接速度和三电极电流规范组合影响下的角焊缝脚长范围预测。