钛/钢复合板焊接技术研究现状及发展趋势

综合分析了已有钛/钢复合板焊接的研究成果,基于钛与钢焊接与连接的冶金特性,归纳总结并剖析了钛板搭接焊和对接焊、复合板过渡焊接工艺过程和焊缝金属冶金特点及相关力学性能,提出了未来钛/钢复合板焊接研究的重点发展方向及相关科学问题,希望对该领域的基础研究及工程应用提供有价值的参考.

湿度对船板钢在海洋大气环境中腐蚀行为的影响研究

通过在不同湿度条件下,进行模拟海洋大气环境的周浸实验,研究了海洋大气环境中湿度对船板钢AH36腐蚀行为的影响,基于腐蚀失重计算了不同湿度各个腐蚀周期的腐蚀速率,采用SEM观察了锈层表面的微观形貌,同时对腐蚀后的试样进行了极化曲线测试。结果表明:当生成相对稳定的锈层后,随着湿度的逐渐增大,腐蚀速率先增大后减小,在湿度60%时腐蚀速率达到最大。在相对低的湿度条件下,AH36形成致密锈层所需的时间相对较长;而在相对高的湿度条件下,AH36形成致密锈层所需的时间相对较短。湿度对船板钢AH36初期(24 h)的腐蚀电流影响较弱,随着时间延长,不同湿度条件的腐蚀电流差距逐渐增大。

EH40大热输入钢双丝窄间隙MAG焊接头组织与性能

利用双丝窄间隙MAG焊对84 mm厚EH40大热输入钢进行对接试验,对焊接接头的组织与力学性能进行考察分析,研究结果表明,双丝窄间隙MAG焊工艺适用于厚板大热输入船板钢的焊接,焊缝成形良好,未见宏观缺陷。焊接接头热影响区组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体与针状铁素体组织。接头抗拉强度近520 MPa,接近母材强度;试样弯曲180°,受拉面未见明显裂纹,双丝窄间隙MAG焊工艺可以获得力学性能优良的厚板EH40大热输入钢的焊接接头。

EH40船板钢的弯曲焊丝窄间隙MAG焊工艺研究

采用弯曲焊丝窄间隙熔化极活性气体保护焊接(MAG)法对EH40船用高强钢进行了平焊位置的焊接试验。焊接试验过程中,焊接热输入为13 k J/cm,采用了3种焊接工艺参数。检测了焊接接头的组织和力学性能。试验结果表明,焊缝质量良好,无侧壁未熔合及其他焊接缺陷。此外,焊接接头的热影响区比较窄,其组织主要为贝氏体和铁素体,平均冲击吸收能量为267J,与母材基本相同。焊接接头的强度高于母材。焊接接头的力学性能满足船级社要求。

应用示波冲击法研究Q960钢焊接热模拟冲击韧性

利用示波冲击方法对Q960钢的焊接热模拟冲击韧性展开研究。对不同热输入下峰值温度分别为1 300℃、1 100℃和850℃的焊接热模拟试样进行了示波冲击和组织检验。结果表明:峰值温度为1 300℃时,热模拟试样的组织以马氏体为主,峰值温度为1 100℃和850℃时,热模拟试样的组织以贝氏体为主;峰值温度为1 300℃时,热模拟试样的裂纹扩展功Wp随焊接热输入的增加先升高后降低,峰值温度为1 100℃和850℃时,热模拟试样的裂纹扩展功Wp随焊接热输入的增加呈现降低的趋势。

元素Nb对TiNbV微合金钢CGHAZ组织与冲击韧性影响

利用焊接热模拟研究Nb元素含量对TiNbV微合金钢焊接热影响粗晶区(CGHAZ)组织和性能的影响.低铌钢和高铌钢在经历焊接热循环后微观组织构成及晶粒尺寸有显著差异.Nb元素含量为0.005%时焊接CGHAZ组织为铁素体和针状铁素体以及珠光体,大角度晶界和小角度晶界的晶粒比例相当,焊接CGHAZ晶粒尺寸粗大不均匀.随着Nb元素含量的增加,大角度晶界的晶粒数量有所增加,晶粒得到细化.但是,针状铁素体形成受到抑制,CGHAZ中贝氏体含量增加.微合金钢中贝氏体的形成对焊接CGHAZ冲击韧性的下降起主导作用,Nb元素的含量控制在合适范围内(~0.02%),才可以保证CGHAZ具有良好的冲击韧性.

EH40钢摆动电弧窄间隙MAG焊接头粗晶区微观组织与性能

采用2种焊接工艺参数对EH40微合金化钢进行摆动电弧窄间隙MAG焊,研究了填充厚度对热影响区粗晶区亚区分布的影响,并考察了焊接接头的力学性能。研究结果表明,摆动电弧窄间隙MAG焊适用于微合金化钢的窄间隙焊接,焊缝成形良好,未见未熔合等缺陷。填充厚度较大时,热影响区各亚区变化规律为未变再热粗晶区(UACG-HAZ)-过临界再热粗晶区(SCRCG-HAZ)-临界再热粗晶区(IRCG-HAZ)-粗晶区(CG-HAZ);填充厚度较小时,热影响区各亚区变化规律体现为SCRCG-HAZ到IRCG-HAZ。拉伸试样全部在母材处断裂,室温冲击吸收能量均能满足要求,摆动电弧窄间隙MAG焊工艺可以获得力学性能优良的EH40钢窄间隙MAG焊接头。

EH40船板钢厚板焊接技术研究现状

EH40大热输入焊接钢为制造船舶用钢,目前在造船行业得到广泛应用。对于EH40钢厚板的焊接技术当前被众多学者研究。文中归纳了当前国内针对EH40钢焊接技术的研究现状,并对当前已开发的针对EH40钢厚板的焊接技术进行了总结。阐述了焊接热循环下EH40钢接头组织与力学性能的演变规律,介绍当前工业生产中常用的埋弧焊、气电立焊、电渣焊及窄间隙GMA焊的工艺应用。

大线能量焊接埋弧焊丝熔敷金属组织和性能研究

设计了不同Ti和B元素添加量的Mn-Ni-Ti-B系大线能量焊接用埋弧焊焊丝,并与SJ101焊剂匹配后进行埋弧焊熔敷金属试验。对熔敷金属的化学成分、力学性能和显微组织进行了检验,用扫描电镜观察其断口形貌,分析了Ti和B元素对焊接熔敷金属冲击韧性的作用。结果表明,设计的焊丝在大线能量焊接下的熔敷金属具有较高的强度和优良的低温冲击韧性;熔敷金属组织主要是由针状铁素体和先共析铁素体组成,不同的Ti和B元素添加量对熔敷金属中针状铁素体和先共析铁素体含量产生一定影响。

高钛钢经历焊接热循环前后的组织性能研究

对Ti含量为0.17%的低合金钢进行了轧制试验和焊接热模拟试验,结果表明,钢板具有良好的韧性和塑性,其-40℃横向冲击功平均值为324 J;当钢板经历过峰值温度为1 300℃的焊接热循环后冲击韧性急剧下降,其焊接热模拟试样的-20℃冲击功均在10 J以下。

LZ91合金板材微弧氧化复合膜层的腐蚀行为

在含有石墨烯电解液中对LZ91镁锂合金板材进行微弧氧化处理,获得微弧氧化(MAO)膜层,通过浸入法在MAO膜层上分别制备出双层导电膜层(MAO/CG)和三层防腐膜层(MAO/CG/AG)。利用金相显微镜和扫描电镜观察微观形貌,通过电化学工作站分析膜层腐蚀行为,利用霍尔效应测量膜层电导率。结果表明,当电解液中石墨烯浓度为1.0 g/L时,制备的MAO膜层腐蚀为0.13 mm/a;MAO/CG双层导电膜层的腐蚀速率为0.04 mm/a,霍尔效应电导率为7.89 S/cm;MAO/CG/AG三层防腐膜层的腐蚀速率为0.003 mm/a。

Fe-Mn-Al-Ni-C低密度钢铸锭的再结晶特征与热加工图

在变形温度为925~1150℃和应变速率为0.01~10 s^(-1)的条件下,采用THERMECMASTOR 100 kN热模拟试验机研究了Fe-15Mn-15Al-5Ni-1C低密度钢铸锭的热变形行为,分析了其动态再结晶(DRX)特征,并绘制了其在不同应变量下的热加工图。结果表明:该铸锭变形后的组织主要由高温铁素体(δ-F)、奥氏体(A)、α-铁素体(α-F)和κ-碳化物组成。δ-F和κ-碳化物的存在使得铸锭的热加工性能变差,只有在变形温度升高到1125℃或者应变速率下降到0.02 s^(-1)时,铸锭才能获得再结晶组织,实现软化。Fe-15Mn-15Al-5Ni-1C低密度钢存在两个适宜的热加工区域,区域1:变形温度为1125~1150℃,应变速率为0.01~0.5 s^(-1);区域2:变形温度为925~1080℃,应变速率为0.01~0.02 s^(-1)。