SUS301L不锈钢电阻点焊工艺研究

研究了SUS301L不锈钢电阻点焊的工艺。结果表明:选用中等偏硬一些的焊接规范,可以获得较理想的点焊接头,接头的外观、平滑度及熔核尺寸和力学性能满足了相关标准的要求;待焊表面涂抹专用密封胶后,可形成结合线伸入缺陷,但对接头组织和力学性能影响不大。

地铁用SUS301L奥氏体不锈钢激光焊接头残余应力研究

对地铁用SUS301L奥氏体不锈钢激光焊和熔化极活性气体保护焊(MAG)焊接接头的残余应力进行了X射线衍射测试分析。测试结果表明:激光焊和MAG焊接头均存在较大值的残余拉应力,残余应力分布趋势相同。激光焊接头残余应力峰值低于MAG焊接头残余应力峰值,这是由于激光焊热输入量较小,对母材热影响较小,母材塑性压缩效应低造成的。

氮对SUS301L不锈钢耐蚀性影响的探讨

采用电化学法、5%硫酸腐蚀试验、65%硝酸晶间腐蚀法和42%沸腾氯化镁法等对不同氮含量的SU301L不锈钢的耐点蚀、均匀腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀性能进行了评价,探讨氮对亚稳定奥氏体不锈钢SUS301L耐蚀性影响的规律。试验结果表明:氮的加入提高了SUS301L不锈钢的耐点蚀性能,当氮含量在0.1%～0.15%内变化时,对材料的耐应力腐蚀能力无显著影响。适量的氮能有效阻碍晶界碳化铬的析出,提高SUS301L钢的耐晶间腐蚀性。当氮含量达到0.15%以上,晶界氮化铬的析出会造成SUS301L钢的耐晶间腐蚀性能的下降。

SUS301L系列不锈钢在轻量化城轨车辆车体上的应用

在综合分析SUS301L系列不锈钢主要特性的基础上,提出城轨车辆车体的选材思路与原则,并结合城轨车辆的车体结构特点和静强度仿真结果,完成某B型轻量化不锈钢车体中主要零部件在该系列不锈钢材料中的选用。

SUS301L不等厚薄板点焊熔核与残余应力

针对轨道车辆制造中不等厚薄板的焊接质量和强度问题,文中运用专用焊接软件对SUS301L不等厚薄板点焊过程进行了仿真。在仿真结果与试验结果对比的基础上,以焊接电流、电极压力和焊接时间为变量,研究了三者对焊后等效应力的影响。通过熔核尺寸的对比,验证了仿真模型的可行性。研究结果表明,随着焊接电流和焊接时间的增大,焊后高应力区域均增大;随着电极压力的增大,焊后高应力区减小。该研究为SUS301L不等厚薄板点焊提供工艺参考,对轨道车辆生产制造有重要的工程意义。

SUS301L不锈钢TIP-TIG焊接头组织与性能的研究

采用光学电镜、扫描电镜和X射线衍射等测试方法研究了SUS301L不锈钢TIP-TIG焊接头的组织;通过维氏硬度计和电子万能试验机研究接头力学性能。结果表明,SUS301L不锈钢TIP-TIG焊接头组织为δ残存、(γ+δ)共晶和γΠ,其中δ-铁素体呈蠕虫状、侧板条状或骨骼状形态分布;熔合区δ-铁素体呈蠕虫状分布于γ-奥氏体晶界;接头中热影响区粗晶区为软化区,平均硬度值为HV185。接头断裂位于热影响区粗晶区,断裂形式为韧性断裂,断口呈韧窝形貌。

SUS301L薄板不锈钢脉冲激光焊接头的组织特点与硬度分布

利用脉冲激光焊进行了SUS301L薄板不锈钢的对接焊接实验,分析了此种焊接方法的工艺特点、接头的微观组织和硬度。结果表明,随脉冲电流和脉冲宽度变化,焊缝表面形貌变化明显,焊缝熔深熔宽随焊接线能量显著变化,焊缝组织主要为奥氏体加少量的铁素体,焊缝边缘主要为柱状晶,其生长方向近似垂直于熔合线,焊缝中心主要为胞状晶,焊接接头横截面具有近似"杯"状的特点,焊接接头的硬度分布呈"W"状。

SUS301L板电阻点焊接头的组织和性能

取3.0mm厚的SUS301L板按国标制成电阻点焊剪切拉伸试样,在ZMD_100型万能材料试验机上对其进行剪切拉伸试验.测定了焊点尺寸和硬度分布,分析了焊核的微观组织和化学成分,对断口进行了扫描电镜及能谱分析.试验表明,在现有的工艺参数下,该点焊接头的剪切强度满足设计标准和日本工业标准,焊核组织和成分较纯净,焊点的塑性较好.

SUS301L不锈钢激光-脉冲MAG复合焊接的熔滴过渡及接头组织性能研究

使用激光-脉冲MAG复合焊对SUS301L奥氏体不锈钢平板进行了对接焊试验,研究其焊接过程中电弧形态、熔滴过渡,以及其与脉冲电流、电压的对应关系,并分析了焊后接头的组织与力学性能。结果表明:激光-脉冲MAG复合焊的电弧形态及熔滴过渡稳定,呈一脉一滴平稳过渡。焊缝中心主要为细小的柱状奥氏体晶粒和少量的δ铁素体组织。焊缝中心的硬度最低,母材硬度最高,越接近母材硬度越大。接头的平均抗拉强度为736 MPa,达到母材的76%;所有弯曲试样压弯180°后,表面未出现裂纹。SUS301L奥氏体不锈钢激光-脉冲MAG复合焊接的接头质量较好。

列车车体SUS301L-HT不锈钢动态力学性能及其对结构吸能特性的影响

对SUS301L-HT不锈钢材料分别进行了准静态拉伸试验和动态冲击拉伸试验,以获得不同应变率下的材料本构关系。为准确地描述SUS301L-HT不锈钢材料的动态力学性能,采用了列表插值法,并通过对比有限元对标和试验数据来验证该方法的可靠性。以典型薄壁吸能结构为载体,采用2种材料参数,对比分析了SUS301L-HT不锈钢材料的动态力学性能对结构吸能特性的影响。研究结果表明:SUS301L-HT不锈钢具有明显的应变率强化效应,随着应变率的增大,材料的塑性硬化能力降低,表现出明显的温度软化效应;列表插值法相比动态本构模型能更好地描述SUS301L-HT不锈钢的动态力学性能,且采用列表插值法得到的结果与试验结果、有限元结果均有良好的一致性;列车碰撞的应变率属于中低应变率范围,对于SUS301L-HT不锈钢制成的车体吸能结构,考虑应变率效应的结构的实际吸能量要比不考虑应变率效应的相同结构的吸能量高,但初始峰值力相对较大。

低/高温对暖通用SUS301L不锈钢离子渗氮层结构与耐磨性能的影响

为了提高暖通用SUS301L不锈钢表面的综合性能,在低温(500℃)和高温(900℃)2种温度下对其表面实施渗氮形成离子渗氮层,通过试验测试的方式分析了离子渗氮层的微观组织与耐磨特性。结果表明:500℃渗氮处理后基体表面形成了约7μm的离子渗氮层和平直分布的白亮组织,组织中只溶入了很低比例的氮;900℃进行渗氮处理后基体表面形成了23μm厚的离子渗氮层,该离子渗氮层的XRD谱中形成了CrN与N的衍射峰。经过500℃与900℃渗氮后试样都发生了硬度的大幅提升,硬度最大的是900℃下制得的离子渗氮层。500℃下制得的离子渗氮层的硬度随着载荷的提高而不断减小。相对于SUS301L不锈钢基体,离子渗氮层的摩擦系数更加稳定,表明离子渗氮层具有更优的摩擦磨损特性。离子渗氮层的磨痕深度与宽度相比基体均明显降低,900℃渗氮后的试样获得了比500℃渗氮后的试样更高的磨损量。

SUS301L不锈钢激光焊接头疲劳损伤行为研究

研究SUSS301L不锈钢激光焊搭接接头的疲劳性能,并获得相应的S-N曲线及条件疲劳极限,通过宏观断裂形貌和疲劳断口分析,探讨SUSS301L不锈钢激光焊搭接接头的疲劳断裂模式与损伤行为。结果表明:SUSS301L不锈钢激光焊搭接接头失效概率为1.0%和0.1%的疲劳极限最大力分别为2.22、2.08 kN;通过有限元模拟分析得出,板材加载端的焊缝连接处是应力集中强烈部位,疲劳裂纹从该区域萌生并扩展;根据加载疲劳应力的大小,焊接接头在最终的断裂模式出现低应力疲劳断裂与高应力疲劳断裂两种模式,低应力疲劳断裂典型特征为"穿板断裂",而高应力疲劳断裂表现为"穿板+穿缝"特征。

基于功热转换机理修正SUS301L-MT不锈钢J-C本构模型

在常温下对SUS301L-MT不锈钢进行了应变速率为0.0005 s^(-1)的准静态和0.1~500 s^(-1)的动态拉伸试验,基于经典J-C模型拟合得到其应力-应变曲线,通过最大拟合优度和匹配优度确定应变速率敏感系数,对经典J-C本构模型的模拟准确性进行分析;引入动态放大模量确定马氏体相变强化和绝热温升软化的临界应变,对J-C模型进行修正,并对修正模型的拟合结果进行了验证。结果表明:经典J-C本构模型无法准确描述试验钢在高应变速率塑性变形时的马氏体相变强化效应和绝热温升软化效应;修正后的J-C本构模型可准确描述应变速率在0.0005~500 s^(-1)时试验钢的力学行为,其匹配优度高达0.985,表明该模型合理有效。

地铁车顶用SUS301L不锈钢激光焊接工艺参量优化

为了研究地铁车顶SUS301L不锈钢叠焊工艺中对熔宽熔深的技术需求,运用数值模拟技术分析了各项焊接工艺参量对熔宽熔深的显著影响,采用正交实验法则对工艺参量进行了优化设计,取得了激光焊接SUS301L不锈钢薄板的工艺参量。结果表明,SUS301L不锈钢薄板激光焊接在激光焊接功率为1050W、焊接速率为36mm/s、离焦量为1mm、保护气体流量为25L/min时,熔宽和下板熔深分别为1216.4μm和407.4μm;在最优工艺参量条件下,焊缝表面呈银白色,连续且完整,焊缝区为等轴晶与柱状晶,焊缝平均拉剪强度为2559.96kN;仿真结果与试验结果具有较好的一致性,表明所建立仿真模型的正确性。该研究为后期工艺数据库的搭建提供了参考。

塑性变形对SUS301L点焊接头组织及性能的影响

用扫描电镜、X射线衍射仪及显微硬度计测试等方法研究了SUS301L电阻点焊接头的组织以及静拉伸变形对组织和性能的影响。结果表明,点焊熔核组织由奥氏体及δ铁素体组成,拉伸变形会诱发点焊接头的奥氏体产生马氏体相变,相变使得点焊拉伸曲线的硬化率始终保持在较高水平。

轨道车辆用SUS301L-MT不锈钢等离子-MAG复合焊接头的力学性能研究

分别采用等离子-MAG复合焊方法和普通MAG焊方法,均选用ER308LSi焊丝,对轨道车辆用SUS301L-MT不锈钢板进行了焊接试验,并对这两种接头进行了拉伸、弯曲和疲劳试验。结果表明：与普通MAG焊方法相比,等离子-MAG复合焊接头的屈服强度有所提高,而抗拉强度和伸长率略有降低,所有拉伸试样均破断在强度较低的焊缝区。经正弯与背弯试验,这两种焊接接头均无裂纹出现;等离子-MAG复合焊接头在指定寿命N_f=2×10~6周次时疲劳强度为317.2 MPa,相对于普通MAG焊接头的疲劳强度（268.9 MPa）,其疲劳强度提高近18%。

2mm不锈钢SUS301L-HT光纤激光对接工艺研究

本文进行了2mm不锈钢SUS301L-HT光纤激光对接的工艺研究,得出了激光功率、焊接速度和离焦量三个重要参数对焊接质量的影响规律。保证焊缝成形与否是对2mm SUS301L-HT光纤激光对接焊缝强度影响的最主要因素,其焊接的工艺适应性较好。

SUS301L不锈钢冷金属过渡焊搭接接头焊接工艺、微观组织及力学性能

随着我国轨道交通行业的飞速发展,车体减重对于节省能源意义重大。采用CMT冷金属过渡焊接技术对4-0.8 mm SUS301L-MT不锈钢搭接接头进行了工艺研究,获得最优工艺参数;同时,对焊接接头进行了宏观形貌、微观组织观察、力学性能以及变形测量。结果表明,在最优工艺参数下,焊缝成形美观,无明显缺陷,焊缝区组织主要为奥氏体柱状晶和枝晶状铁素体;焊接接头拉伸剪切最大力达到了22 234.42 N,硬度测试最小值均出现在焊缝区;焊后试板呈现波浪变形,最大Z方向变形量出现在试板边缘。

SUS301L不锈钢激光-MIG复合焊接头在不同温度NaCl溶液中的腐蚀性能研究

使用光学显微镜和装有背散射电子衍射（EBSD）系统的扫描电镜对6 mm SUS301L不锈钢板材激光-MIG复合焊接头进行了显微组织分析和背散射电子衍射（EBSD）相分析,并对对接头各区域在20、40、60℃的3.5 wt%Na Cl溶液中的动电位极化曲线和腐蚀性能进行了检测分析。结果表明：母材和热影响区奥氏体基体上分布有较多板条状形变马氏体,焊缝为δ-Fe和奥氏体双相铸态组织,大量的Cr23C6弥散分布于熔合线附近的体心立方（BCC）结构相中;Na Cl溶液温度的升高明显恶化了焊缝和热影响区的耐腐蚀性能,母材的耐蚀性能反而提高。

6mm厚SUS301L-DLT不锈钢电阻点焊工艺

在轨道车辆行业中,电阻点焊主要用于焊接板厚小于等于5 mm的不锈钢车体结构。而不锈钢车体结构中底架边梁和补强梁板厚均为6 mm,若能使用电阻点焊来减小焊接变形则具有重要的实际意义。对6 mm厚SUS301L-DLT不锈钢进行双面单点电阻点焊,通过外观检测、平滑度试验、断面试验和拉伸剪切试验,确定电阻点焊工艺。结果表明:在合理的电阻点焊参数条件下,6 mm厚SUS301L-DLT不锈钢电阻点焊焊点熔核直径可达到φ12.2 mm的要求,且拉伸剪切结果符合标准要求。增加电极压力可有效避免缩孔缺陷的出现,且电极压力不宜过大,否则易造成压痕过深、熔核直径过小等不足。