温度对异金属焊接接头CO_2腐蚀的影响

为研究温度对异金属焊接接头CO2腐蚀的影响,使用熔化极气体保护焊(MIG)方式焊接X70管线钢和2205双相不锈钢.对基材/焊缝界面的组织和不同温度下的CO2腐蚀形貌进行了观察和分析.结果表明,焊缝侧显微组织呈树枝状奥氏体组织;焊缝存在较窄的熔合区且存在第二类边界线,Ni,Cr等元素存在浓度梯度.与低温相比,高温下焊接接头微合金钢侧产生较严重的CO2腐蚀,微合金钢表面的腐蚀产物膜呈疏松状,焊缝侧腐蚀产物膜较致密.电解液中两侧母材及焊缝的电位差、温度的不同导致离子的迁移速率不同,造成微合金钢和焊缝的腐蚀倾向不同.

基于交互作用积分的异种金属焊接区域裂纹扩展模拟方法

核电厂中存在大量的异种金属焊接区域,该区域内裂纹扩展的合理评价与核电厂安全运行密切相关。由于焊接区域材料具有显著的非均匀特点,传统的J积分理论在该区域不再具有守恒性,同时大量的运行经验反馈表明,在焊接区域裂纹扩展呈现出明显的偏折现象,传统基于Ⅰ型裂纹扩展的分析方法不再适用。为解决上述问题,本文建立了基于交互作用积分理论的异种金属焊接区域裂纹扩展模拟方法。通过交互作用积分的引入,能够准确计算焊接区域复合型裂纹的应力强度因子,采用最大周向应力等裂纹扩展准则后,能够快速实现裂纹扩展路径的预测。通过将本文方法与实验结果和解析解进行对比分析,验证了当前方法的精度和有效性。该方法的建立对焊接区域裂纹扩展模拟及核电设备安全分析评价具有重要意义。

核反应堆压力容器低合金钢与奥氏体不锈钢异种金属焊接研究现状

核电反应堆压力容器是核电站的核心设备之一,其安全性和可靠性对核电站的运行至关重要。在压力容器的制造中,涉及到低合金钢与奥氏体不锈钢的异种金属焊接。针对该异种金属焊接接头存在的组织不均匀性、元素扩散、应力腐蚀裂纹等问题,从焊接填充材料的选择和优化、可能应用的焊接方法、焊后热处理及工艺控制等方向探讨了解决措施与发展方向。为提高此类接头质量和可靠性的研究提供参考,从而确保核电站的安全运行。

钛与钢异种材料焊接技术的研究进展

钛与钢两种材料在石油化工领域有着广泛的应用。由于它们在物理性能和化学性能方面存在显著差异,焊接时难以获得优异的焊接接头,因此针对钛与钢焊接过程中存在的问题进行分析,从钎焊、熔焊和压力焊三方面对其研究现状进行探讨,并对钛与钢异种材料焊接的发展前景进行展望。

夹层辅助激光焊接镁/钢异种金属的显微组织与性能

采用镁合金在上、钢板在下且添加中间夹层辅助的激光焊接技术,对AZ31B镁合金和DP590双相钢平板试件进行焊接,基于热力学性能和本征力学性质的计算来选择夹层元素,分析添加夹层前后镁/钢接头显微组织和性能的变化。结果表明:添加Sn和Al夹层,接头最大载荷分别为730和590 N,与没有添加夹层相比,分别提高2.04倍和1.46倍;添加Al夹层,接头界面生成脆性较大的Mg_(17)Al_(12)化合物,其限制了镁/钢接头性能提升;而添加Sn夹层,界面生成脆性相对较低的Mg_(2)Sn化合物以及延性Fe_(3)Sn化合物,这是添加Sn夹层镁/钢接头性能高于添加Al夹层的重要原因。

铜铝异种金属焊接研究现状及展望

介绍了铜铝异种金属固相连接技术,比如搅拌摩擦焊、电磁脉冲焊等方法在铜铝焊接中的应用和相关研究成果,此外国内外研究学者将钎焊技术应用到铜铝异种金属焊接也获得了丰硕的成果。最后,重点叙述了激光焊在铜铝焊接中的发展现状和未来趋势,并对复合激光和环形光斑新型焊接技术进行了展望。

电极压力对WC-10Co/RM80异种金属精密电阻焊接头质量的影响

目的研究不同电极压力下硬质合金/钢电阻点焊接头力学性能和显微组织的变化规律,探究其影响机理。方法在不同电极压力条件下,对WC-10Co硬质合金扇形粒子与RM80高强度钢带进行异种金属电阻焊接试验。通过电子拉剪试验机进行剪力试验,检测焊接接头的力学性能,采用钨灯丝扫描电镜与场发射扫描电镜观察焊接接头的组织与形貌,使用能谱仪分析接头元素的分布情况。结果在不同电极压力下,焊接接头外观形貌良好,焊渣挤出量大致相同。当电极压力由110 N增大至140 N时,平均接头剪断力起伏不大,数值大小稳定,当电极压力为120 N时,平均接头剪断力达到最大值(1367.36 N)。继续增大电极压力,平均接头剪断力显著下降,数值离散程度增大。结论当电极压力较小时,γ固溶体填充了由凝固收缩现象产生的缩孔,降低了冷却过程中产生的应力,且此时W固溶体相尺寸较小,分布均匀,故焊接接头强度较稳定。当电极压力逐渐增大时,W固溶体相尺寸也随之增大,产生较大的应力集中,平均接头剪断力因此显著下降。当电极压力达到最大180 N时,会因电极压力过大而导致电阻减小,热输入功率反而比电极压力160 N时的热输入功率小。

异种金属焊接的问题及工艺研究

现阶段,异种金属的焊接应用越来越广泛,通过异种金属的连接能够提高构件的性能,实现对金属的二次开发,还能够有效利用金属资源,节约企业的成本。因此,对于企业来说,有效利用异种金属焊接技术,能够提升企业的经济效益。基于此,主要围绕异种金属焊接展开论述,主要讨论了焊接过程存在的问题,并针对性提出减少焊接问题的对策。旨在为提升异种金属焊接质量提供理论基础,确保焊接构件安全,提升企业经济效益。

27SiMn与35CrMo异种金属焊接工艺研究

为克服异种金属焊接可能出现的各种质量问题,对27SiMn、35CrMo两种金属的化学成分、力学性能进行分析,研究两种金属材料的焊接性能,以避免其在焊接过程中焊缝金属因高合金元素含量而出现焊缝韧性不足、冷裂以及脆性断裂等问题。同时,应用金属材料碳当量、冷裂纹敏感指数等基础理论对该异种金属焊接过程中进行研究和分析,结合生产实际情况,从焊接方法及焊接材料的选择、焊接坡口的设计,到焊接热输入值的确定以及焊接接头预热、缓冷等各个方面进行系统分析,制定出了一整套合理、可行的焊接工艺并进行模拟试验。借助焊缝无损检测、焊缝力学性能测试及焊接接头微观组织分析等技术,对焊缝成型状态及力学性能进行检测,验证拟定焊接工艺的正确性。经试验验证,执行拟定焊接工艺的27SiMn与35CrMo异种钢焊接接头焊缝成型良好、无明显焊接缺陷,焊缝抗拉强度Rm、断后伸长率A、断面收缩率Z、冲击韧性(KV2)以及HV10硬度均可满足标准要求。经过适宜的焊缝后热处理,使母材金属中的铁素体、贝氏体向索氏体发生了转变,对提高焊缝塑性起到了重要作用。拟定工艺可以保证27SiMn与35CrMo焊接接头质量满足标准要求。

先进表征技术在铝铜异种金属激光焊接中的应用研究

本文对先进表征技术在铝铜异种金属激光焊接的概念、特点进行详细分析,以汽车、火车、飞机零部件焊接为例,从温度场表征技术、应力场表征技术、变形场表征技术三个方面入手,研究了先进表征技术在铝铜异种金属激光焊接中的应用。在此基础上,结合实际情况,对先进表征技术在铝铜异种金属激光焊接中的优化措施进行系统梳理,为充分发挥先进表征技术的各项功能作用、提高铝铜异种金属激光焊接质量奠定坚实基础。

异种金属焊接研究现状及发展趋势

随着新材料、新设备、新工艺的应用日益广泛,异种金属焊接在工程应用中显得越来越重要。从焊接工艺、组织特征、力学性能、稀释和碳迁移、应力/应变状态、腐蚀性能及焊后热处理等方面对国内外在异种金属焊接方面的研究成果进行了综述,得出异种金属焊接接头各区域的组织和性能极其不均匀、熔合区为最薄弱环节的结论。指出异种金属焊接今后的研究重心将偏向新焊材的研制、接头抗腐蚀性能的提高、轻合金异种材料的焊接等领域。

金属间化合物对AZ31B镁/6061铝异种金属激光焊接性的影响

对AZ31B镁合金和6061铝合金进行了异种金属激光搭接焊接,并着重分析了焊缝中金属间化合物对焊接性的影响。研究表明,中心搭接接头易在铝板内的焊缝近缝区和镁、铝板界面的焊缝部位出现凝固裂纹。边缘搭接接头中不同Mg-Al系金属间化合物在焊缝中弥散分布,并非以简单的金属间化合物层的形式存在。随镁元素在焊缝中浓度梯度的变化,焊缝各局部区域形成的Mg-Al系金属间化合物类型亦因之不同。在本试验条件下,采用适当的激光加工参数可以得到无裂纹的镁/铝异种金属搭接焊缝。但由于焊缝中Mg-Al系金属间化合物不可避免,焊缝脆化现象依然存在。多种金属间化合物分布的焊缝近缝区是焊接接头的薄弱部位。

核电52M镍基合金异种金属焊接接头的局部断裂行为

异种金属焊接接头是核电系统内部易损部件,为保证其安全使用,需要对其进行准确的完整性分析。为了理解含缺陷异种金属焊接接头的断裂表现,确定现有程序对异种金属接头评定的适用性。本文对镍基合金52M异种金属接头不同位置裂纹的三点弯曲试样进行了断裂试验。发现试样的裂纹扩展阻力及路径不同,且裂纹路径总是向低屈服强度材料侧偏转。得出裂纹路径的偏转主要由裂尖材料强度失配控制,而非韧性失配控制。对于扩展路径有偏斜的裂纹,其J-R阻力曲线反映的是沿裂纹扩展区材料的表观断裂阻力,而非初始裂纹尖端区材料的本质断裂阻力。在不考虑焊接热影响区、界面区及内部影响区断裂阻力的情况下,采用现有程序去评定含缺陷异种金属接头,将产生非保守或过于保守的评定结果,且在多数情况下,得到非保守的评价结果。

SAF2507双相不锈钢与 Q235碳钢异种金属板材的焊接

将切割的Q235钢板和SAF2507双相不锈钢板分为4组,采用ZX7-400IGBT逆变式直流弧焊机和A302奥氏体不锈钢焊条进行焊接,并对焊前和焊后板材做微观组织分析及显微硬度分析。研究表明,在焊接电流为90A^130A的条件下,焊接熔合线附近的Q235钢一侧形成了脱碳层,SAF2507双相不锈钢一侧则形成了增碳层;随着焊接电流的增大,热输入也随之增大,焊缝长度变短,焊缝的余高增大,在熔合区的界面处发生碳迁移现象,使接头区域形成显著的硬度梯度。

异种金属焊接接头微观组织演化及高温失效机理综述

使用镍基焊缝连接铁素体基耐热钢和奥氏体不锈钢(或镍基合金)形成的异种金属焊接接头(DMWs,Dissimilar Metal Welds)在核电、火电、石化等行业有着广泛的应用。DMWs在高温低应力服役条件下经常会出现早期失效,导致机组非正常停机,带来巨大的经济损失和安全隐患,故DMWs的早期失效问题一直受到工程界和学术界的重点关注。围绕DMWs的早期失效问题,回顾并总结了近几十年来该领域的相关研究成果。首先,介绍了DMWs的组织特点,重点关注了铁素体基耐热钢与焊缝界面附近区域的冶金特点,包括界面马氏体层、碳迁移、Ⅰ/Ⅱ型碳化物等;其次,简要总结了DMWs焊接残余应力的特点及其影响因素;再次,汇总了DMWs的高温蠕变数据,针对DMWs蠕变断裂位置转移的特点进行了分析,其中沿铁素体基耐热钢与焊缝界面断裂是DMWs失效的显著特征,这种失效方式与界面处应变集中、热应力、基体组织退化、碳化物粗化以及氧化等有关;最后,给出了若干种延长DMWs服役寿命的方法和建议。

M42/X32异种金属CO_2激光焊接接头组织和性能的研究

利用CO2激光器对双金属带锯条齿部用高速钢钢丝M42及背部用高强度钢带X32进行焊接,通过金相显微镜,扫面电镜(SEM),显微硬度仪,电子探针(EPMA)等手段研究了焊后高速钢M42与高强度钢X32焊接接头组织演变规律,焊接接头合金元素分布,以及不同焊接工艺对异种金属焊接接头组织及力学性能的影响.研究表明:随着焊接速度的增大,焊缝中心区等轴晶增多,树枝晶减少,且靠近M42侧熔合边界区的等轴晶更细小;各种工艺条件下焊接接头硬度均较母材高,且靠近M42侧的熔合区的硬度要高于焊缝区的硬度.当焊接功率为2754W,焊接速度为14m/min时,焊接接头的性能优良,抗弯强度值达到112MPa,达到了双金属带锯条的焊接性要求.

K418高温合金与42CrMo钢异种金属摩擦焊接头碳化物带形成机制

采用摩擦焊接连接发动机涡轮增压器高温合金K418涡轮盘与调质钢42CrMo转子轴时,其接头常会发生低应力破坏和表面缺陷,拉伸断口外圈出现"光亮圆环"。接头金相组织、断口微观形貌及接头元素成分分析表明,由于两种材料物理与化学性能的差异,焊接过程中发生了摩擦界面转移现象,新形成的"次生摩擦面"诱导碳元素在其上聚集,从而在高温合金一侧形成了一条沿着次生摩擦面分布的碳化物带,导致接头的低应力破坏。

核电站接管安全端异种金属焊接接头残余应力预测的研究现状

接管安全端异种金属焊接接头是压水堆核电站中连接主设备低合金钢压力容器接管嘴与不锈钢管道的一种典型结构,易发生一次侧应力腐蚀开裂,而焊接残余拉应力是造成此种应力腐蚀开裂的主要因素之一。因此,准确评估接管安全端异种金属接头的焊接残余应力分布至关重要。通过有限元模拟研究焊接残余应力旨在保障核电设备的结构完整性。介绍了接管安全端异种金属焊接接头的结构、材料与焊接工艺特点,综述了有限元模拟方法预测异种金属焊接接头残余应力分布的数值计算工作和典型流程,以及诸多因素对有限元模拟异种金属焊接接头残余应力的影响。

321/690异种金属焊接接头的腐蚀疲劳行为研究

采用1/2紧凑拉伸(compact tension,CT)试样,研究了690镍基合金与321不锈钢异种金属焊接接头在同一温度下含氧和除氧两种环境下的裂纹扩展行为,以及在相同含氧量的情况下应力强度因子对焊接接头的腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响规律。结果表明,含氧和除氧两种水环境中,裂纹扩展速率均随应力强度因子K的升高而升高,并且焊接接头在除氧环境中有较高的开裂敏感性。

硬质合金YG8与D6A异种金属CO_2激光焊接接头组织和性能的研究

利用CO_2激光器对双金属带锯条齿部用硬质合金YG8及背部用超高强度钢D6A进行焊接,通过金相显微镜,扫描电镜(SEM),显微硬度仪,电子显微探针(EPMA)等手段研究了焊后硬质合金YG8与超高强度钢D6A焊接接头组织演变规律,焊接接头合金元素分布,以及不同焊接工艺对异种金属焊接接头组织及力学性能的影响.研究表明,随着焊接速度增大,焊缝中心区等轴晶增多,树枝晶减少,且靠近YG8侧熔合区的等轴晶更细小;各种工艺条件下焊接接头硬度均较母材高,且靠近YG8侧的熔合区的硬度要高于焊缝区的硬度.当焊接功率为3 960 W,焊接速度为9m/min时,焊接接头的性能优良,抗弯强度值达到349 MPa,达到双金属带锯条的焊接性能要求.