Inconel 625合金堆焊金属开裂机理研究

针对Inconel 625合金焊接热裂纹问题,文中基于大厚度堆焊裂纹敏感性评价方法对采用GTAW工艺、ERNiCrMo-3焊丝堆焊的金属进行了开裂机理研究.结果表明,堆焊金属的微观组织主要由柱状树枝晶组成,堆焊金属组织中析出相主要有Laves(Ni,Fe,Cr)_(2)(Nb,Ti,Mo)相、MC型碳化物和针状δ(Ni3Nb)相.大厚度堆焊金属组织局部存在位于一次枝晶间、沿柱状晶方向的结晶裂纹.在裂纹附近的组织及断口发现存在大量密集分布的δ相,裂纹的形成主要与结晶终了阶段形成的共晶δ(Ni3Nb)有关.Inconel 625合金堆焊金属存在以共晶Laves、共晶δ分别为终凝析出相的(1)、(2)两种凝固模式.相比较而言,结晶终了阶段发生L→γ+δ共晶反应的模式(2)热裂纹敏感性较大,从而造成Inconel 625合金开裂.

基于原位拉伸的ERNiCrFe-13焊丝熔敷金属断裂机制分析

针对ERNiCrFe-13焊丝熔敷金属拉伸过程中的微观组织演变规律和微裂纹的萌生扩展机制,采用SEM原位拉伸结合扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察和能谱(energy dispersive spectrometer,EDS)分析对熔敷金属组织及断裂行为等进行分析.结果表明,ERNiCrFe-13焊丝熔敷金属组织主要由柱状晶γ相(NiCrFe固溶体)、枝晶间富Nb和Mo元素的Laves相(Cr,Fe,Ni)_(2)(Nb,Mo)、MC碳化物与共晶组织组成,Laves相的形成主要与凝固过程中Nb和Mo元素的偏析有关,且具有尺寸效应,水平方向Laves相尺寸大于4μm易发生开裂,断裂机制为枝晶间析出相在切应力作用下本体断裂萌生微裂纹,在轴向拉应力的作用下进一步沿晶界扩展连通至断裂失效,断口呈韧性断裂,碳化物偏析(NbC、TiC)和大尺寸Laves相是晶界裂纹产生的主要原因.

不锈钢绞股焊丝MAG焊熔滴过渡特征分析

采用高速摄像法对直径φ1.6 mm的不锈钢绞股焊丝熔滴过渡特征进行了拍摄观察。试验发现,随着焊接规范的增大,不锈钢绞股焊丝依次出现短路过渡、混合过渡、射滴过渡以及射流过渡等熔滴过渡方式。通过对各种熔滴过渡特征进行对比分析后发现:电爆炸是短路过渡和混合过渡焊接飞溅的主要成因,而射流过渡时的焊接飞溅则主要由多个熔滴熔合碰撞造成;射滴过渡为不锈钢绞股焊丝的主要熔滴过渡方式,其过渡频率约为100次/s且没有飞溅产生。

软钎剂试验方法系列标准解析

GB/T 38265《软钎剂试验方法》系列标准由14部分组成,已于2019~2022年陆续颁布实施。该系列标准的修改采用ISO 9455系列标准,并参考了IPC标准的部分技术要求结合中国国情做了必要的调整。对该系列标准的制定背景、过程及相关技术内容做了详细解析,将更有利于标准的宣贯实施和应用。

熔敷金属中扩散氢测定方法标准化现状与分析

文中首先对国内外现行的、具有代表性和权威性的熔敷金属扩散氢测定标准进行了系统的梳理和总结。并从试验用试块状态及精度、焊接工艺参数要求、试件焊接的操作要点和焊后的处理要求、各种收集方法的优缺点等角度对各标准之间的差异性进行了对比分析。最后,针对标准中推荐的具体试验方法,明确了具体操作时应注意的细节。结果表明,标准之间的一致性、差异性有助于实际工作中对标准的选择和使用,有利于标准化工作的持续改进。

钙钛矿型高性能高温压电陶瓷新材料研究

钙钛矿结构BiFeO_3-BaTiO_3固溶体是一种可能的高温、无铅铁电压电陶瓷材料体系。长期以来,低直流电阻、高介电损耗制约了它的电学性能实验测量和工程应用。本文通过添加Bi(Zn_(1/2)Ti_(1/2))O_3钙钛矿氧化物第三组元、锰掺杂和工艺条件优化,采用改进的固相反应电子陶瓷工艺,制备了具有工程应用需求的低介电损耗的多种组分BiFeO_3-Bi(Zn_(1/2)Ti_(1/2))O_3-BaTiO_(3 )(BF-BZT-BT)三元固溶体陶瓷材料。X射线衍射测量表明它们形成了单一的三方钙钛矿相,耐压测量表明它们在120℃高温击穿场强大于8×10^(3 )V/mm。其中,摩尔分数0.8%Mn掺杂0.74BF-0.04BZT-0.22BT铁电陶瓷的压电性能为:d_(33)=78 pC/N,ε_(33)~T/ε_0=254,tanδ=0.008,T_C=630℃,压电响应是目前商用钛酸铋系压电陶瓷K-15的4.2倍;摩尔分数0.7%Mn掺杂0.69BF-0.04BZT-0.27BT陶瓷的压电性能为:d_(33)=130 pC/N,ε_(33)~T/ε_0=542,tanδ=0.025,T_C约510℃,压电响应是目前商用偏铌酸铅压电陶瓷K-81的1.5倍。

焊接接头弯曲试验标准现状及影响因素

针对焊接接头弯曲试验标准现状及影响因素研究进行了综述,详细对比了各标准关于弯曲试验参数的技术细节。各焊接接头弯曲试验标准在适用范围、弯曲试样尺寸、试验条件等方面的要求存在显著差异,美国(AWS)、日本(JIS)标准体系在部分焊接材料产品标准中针对弯曲性能提出了具体考核要求,国际(ISO)、中国(GB)在焊材产品标准中均未做相关规定,中国各焊接工艺评定标准对弯曲性能的考核要求基本一致。已经开展的研究表明,试样的弯曲角度、压头直径与试样厚度比值等因素均会对弯曲试验结果产生重要影响。焊接行业应针对焊接接头弯曲试验方法开展基础研究、试验验证等系统研究工作,为进一步提升工程质量提供支撑与保障。

夏比冲击试验方法标准现状及影响因素综述

针对焊接接头夏比冲击试验方法标准现状及影响因素研究进行了综述。通过各标准比对发现,美国标准对冲击试样尺寸及公差等方面的要求更为严格,试验温度范围也更为明确。已经开展的研究表明试样尺寸、摆锤锤刃半径及缺口尺寸等因素均对夏比冲击吸收能量产生重要影响。在上平台区,试样尺寸对冲击吸收能量的影响成显著线性关系,在下平台区,试样尺寸对冲击吸收能量无显著影响,在韧脆转变过渡区,影响介于二者之间。当冲击吸收能量在200 J以下,摆锤锤刃半径对冲击吸收能量的影响不大,在200 J以上时,8 mm摆锤锤刃半径会导致更高的冲击吸收能量。缺口根部半径对冲击试验结果影响最大,缺口深度影响次之,缺口角度影响较弱。伴随着双碳战略实施,极端制造需求日益迫切,现有标准难以完全满足未来焊接接头冲击韧性试验要求,焊接行业进一步开展低温及超低温、微区小尺寸、梯度材料的冲击韧性试验相关基础研究十分必要。

基于焊条自动焊的不锈钢焊条工艺性研究

焊条电弧稳定性是影响其工艺性的主要因素,为避免焊条电弧焊因焊工技能差异对电弧稳定性评价造成影响,导致难以对焊条本身工艺稳定性做出真实、客观评价,基于焊条自动焊机器人,通过电弧分析仪对E308L-16焊条焊接电参数进行测试,同时结合高速摄像等同步检测平台,提取与熔滴过渡形态相关的特征信息,进行E308L-16焊条电弧稳定性研究。结果表明,通过控制焊接机器人的反馈控制弧压,E308L-16焊条可以得到短路过渡和渣壁过渡两种不同过渡方式;反馈控制弧压为19 V时熔滴过渡形式以大颗粒短路过渡为主,焊接过程中套筒深度较小,焊接电流较大,大于21 V时以渣壁过渡为主;相比焊接电流,反馈控制弧压是决定熔滴过渡形式的主导因素;试验中采用中长弧操作时,电弧稳定性较好。

测量方法对奥氏体不锈钢熔敷金属中铁素体含量的影响

铁素体含量测量方法主要包括化学图谱法、金相法和磁性法等,不同方法的测量结果存在显著差异且难以互相比较。为针对不同环境选取最优方法,分别采用图谱法、金相法和磁性法对E308L,ER308L奥氏体不锈钢熔敷金属的δ铁素体含量进行了测量,并重点基于金相法开展了δ铁素体三维形态对数据结果的影响研究。结果表明:三种方法测量结果存在一定差异,磁性法测量结果高于图谱法、金相法。δ铁素体的三维形态对金相法测量结果具有一定影响,相比较而言,熔敷金属横截面、纵截面δ铁素体含量数据波动较大,水平截面数据分散度较小,平均值差异不大。基于磁性法的δ铁素体含量数据整体波动较小。以上结果主要是因为奥氏体不锈钢熔敷金属中铁素体受熔敷金属结晶过程的影响较大,分布位置和形态不规则。磁性法测量结果为三维空间内δ铁素体与基体体积比,金相法测量结果为δ铁素体在多个不同二维平面上与基体所投影的面积比。磁性法较金相法从原理上具有空间和无损测量的优势,测量结果更为稳定,且便于实际工程操作中的应用。

基于FAHP的核电用不锈钢焊丝工艺性综合量化评价

近年来焊接材料的焊接工艺稳定性受到了广泛的关注,对焊材的工艺性一般依据经验进行感性评价,缺乏客观依据,为此对焊丝焊道成形质量进行综合量化评价,对于设计方、焊材研制单位、制造厂意义重大。本文基于模糊层次分析法(Fuzzy Analytical Hierarchy Process,FAHP),建立不锈钢焊丝焊道成形质量综合评价体系,包括了焊道尺寸、焊道颜色、焊道直线度三个一级指标,并建立相对应的二、三级评价指标,权重确定重点突出成形稳定性,建立了优先关系矩阵,对优先关系矩阵进行加性一致性改造成模糊一致矩阵,计算出各指标的权重向量,再次依托TS模糊模型,根据底层采样的范围确定隶属度函数对采样数据进行层层计算,最终实现了综合量化评价,并设计试验对模型进行了验证,对评价结果进行了最大隶属度原则有效性检验,最终结果表明:四个厂家的焊道成形质量隶属“优+良”的程度由高到低排序为2#、3#、1#、4#。

中国钎焊领域标准制修订动态说明

0前言为解决无铅钎料、银钎料、硬钎焊用钎剂和铜基钎料化学分析方法等标准与产品研发、产业化及应用中的问题,由全国焊接标准化技术委员会归口,哈尔滨焊接研究院有限公司负责修订的GB/T 20422—2018《无铅钎料》[1]和GB/T 10046—2018《银钎料》[2]国家标准经国家标准化管理委员会批准,于2018年05月14日发布,2018年12月01日起实施。行业标准JB/T 6045—2017《硬钎焊用钎剂》[3]和JB/T 7520.1~6—2017《铜基钎料化学分析方法》[4]由工业和信息化部批准,于2017年11月07日发布,2018年04月01日起实施。

焊(割)炬抗回火性能测试台的研制及应用

介绍了针对焊(割)炬回火原理和现行相关行业标准中的规定,通过模拟割炬喷嘴孔道堵塞,根据喷嘴出口尺寸,研制开发焊(割)炬抗回火性能测试台,结合现行相关行业标准和测试台的工作原理,了解该测试台在抗回火性能检测中,如何保证每把被测焊(割)炬的气体压力、流量、喷嘴与转盘垂直载荷、转盘转速等参数的准确度和稳定性。阐述了抗回火性能测试对提高焊(割)炬质量安全的重要作用。

基于热功率的焊接热输入分配及稀释率预测

【目的】热输入Q_(HI)仅简单描述了焊接能量的来源与大小,没有阐明焊缝与母材吸收的热量如何分配的不足。【方法】该文利用基于填充金属量提出的热功率PPR概念,通过焊缝尺寸测量,JmatPro与公式计算等手段,实现了焊接热输入分配及稀释率进行的预测。【结果】基于P_(PR)可实现对熔化母材面积A_(mb)的预测,其曲线变化可分为渐增区、快增区、缓增区3个阶段。结合JmatPro计算的材料体积比热容与A_(mb)预测公式,可将不同PPR下的有效焊接热输入Q_(e)进行细分,发现在可焊区形成焊缝的热输入只占其31.77%~34.69%。【结论】提出了基于P_(PR)的焊缝面积百分比稀释率δ预测公式,并给出可焊区的焊接热功率为12.69~47.88 kW/cm^(2),稀释率为48.28%~85.03%。

数据挖掘驱动的BiFeO_3-BaTiO_3铁电陶瓷元素替代效应

传统的材料研究方式是耗时费力的试错法,现代材料科学研究方式转向基于材料信息学(material informatics)理论的数据生产和利用——采用各种数据挖掘方法以发现材料数据下隐藏的构效关系和知识,对新材料进行预测和验证.在总结过去对钙钛矿结构氧化物铁电材料数据挖掘实践结果的基础上,选择多种不同原(离)子特征组合的元素对BiFeO_3-BaTiO_3(BF-xBT)铁电固溶体陶瓷进行替代实验,重点探索三方-赝立方结构相界附近组分的BF-xBT基三元固溶体陶瓷的铁电相变和介电、压电响应性能.实验发现替代元素的性质是BF-xBT基三元固溶体陶瓷制备工艺条件和介电损耗、压电响应等电学性质的决定因素,Bi(Zn_(1/2)Ti_(1/2))O_3是当前发现的对BF-xBT基固溶体陶瓷进行改性、获得可工程实用的高性能高温压电陶瓷新材料的有效组元.与现有商用偏铌酸铅和钛酸铋系压电陶瓷材料相比,它们可采用相同的固相反应电子陶瓷工艺制备、但具有更高压电响应等综合性能,为研制高灵敏高温压电传感器提供了新材料选项.