激光热丝焊焊缝熔合比和焊缝深度方向的微观成分均匀性

以填充奥氏体不锈钢热丝的球墨铸铁焊接为例,研究了激光热丝焊焊缝熔合比和成分均匀性.结果表明,激光热丝焊熔合比小,为38%～55%;焊缝成分均匀性良好,焊缝Cr和Ni元素的不均匀度最高为0.5%和6%.与之相比较,激光-MIG复合焊焊缝熔合比为69%～77%;焊缝Cr和Ni元素的不均匀度最低也达到了62%和51%.激光热丝焊输入电能小且焊丝对输入电能的利用率高,因此能获得小的熔合比,而小的熔合比和焊丝以固态形式过渡进入熔池是焊缝成分均匀分布的原因.

焊接工艺参数对对接焊缝熔合比影响的研究

采用图像测定法对不同焊接工艺参数下的对接焊缝熔合比进行了测量,并分析了主要焊接工艺参数对熔合比的影响规律。

异种钢窄间隙焊母材熔合比对碳迁移现象影响研究

异种钢窄间隙焊焊接接头两侧材料成分存在差异,在9%Cr侧熔合区内发生碳迁移现象。实际异种钢高温构件贫碳层内出现完全铁素体化组织,硬度极低,给焊接接头各项力学性能带来不良影响。设计不同焊道分布形式的异种钢堆焊试板,探究碳迁移程度及贫碳区内铁素体组织产生的影响因素。通过对不同热处理过程试样的金相观察发现,碳迁移主要在回火过程中产生。利用金相观察、显微硬度测试及电子探针成分测试等研究手段,比较焊道不同熔合比状态下的碳迁移现象。三层焊道堆焊试样的焊道交汇处碳迁移现象严重,在贫碳区内出现了完全铁素体化组织,硬度显著降低。电子探针测试结果表明,该位置母材熔合比较低,熔合线两侧铬元素质量分数差异明显导致碳元素活度梯度增加,因此碳迁移现象严重,对异种钢焊接接头的各项力学性能带来不良影响。

焊缝形状与熔合比对焊缝质量影响的再认识

焊缝形状和熔合比影响焊缝的质量,焊缝形状对产生焊接工艺缺陷有影响,熔合比主要影响焊缝的化学成份。

重视焊缝形状与熔合比对焊缝质量的影响

在焊接生产中,当焊缝出现焊接工艺缺陷或焊缝金属化学成分不合要求时,人们习惯地从所选用的焊接工艺参数上找问题,而忽视了焊缝形状与熔合比对焊缝质量的影响。如果在确定好焊接规范的同时,控制好焊缝的形状或熔合比,就会更有效地控制好焊缝的质量。现就焊缝的形状、焊缝的熔合比对焊缝质量的影响浅析如下。

熔合比对0Cr18Ni9和Q345D异种钢焊接组织性能的影响

主要分析0Cr18Ni9和Q345D异种钢焊接时,选用合适的焊材,通过调整不同的熔合比,使焊接接头得到具有较高抗裂性能的奥氏体+铁素体双相组织的焊缝,从而解决0Cr18Ni9和Q345D异种钢焊接时易产生热裂纹的问题。

光谱分析和熔合比在焊缝检验中的实际应用

火力发电厂使用的金属材料种类繁多，涉及了多种牌号的钢铁、有色金属及其合金。使用范围也广，从常温的普通钢材到高温的耐热钢。各种金属材料的成分不同，性能也各异。特别是近几年，电站锅炉都朝着提高蒸汽参数和单机容量的方向发展，金属材料的工作环境要求更加苛刻，新的钢材也层出不穷，因此在钢材的焊接中，一旦焊条选错。

2507超级双相不锈钢的高熔合比PAW焊接工艺研究

采用PAW(等离子弧焊)方法对厚度8mm的2507超级双相不锈钢进行焊接工艺试验,研究和评估焊接工艺可行性。结果表明:匹配I形坡口的PAW工艺获得的焊接接头熔合比高达74%,可以大幅减少填充金属的消耗;WRC-1992相图适用于判断超级双相不锈钢焊缝的结晶模式,结果为F模式,即初生相铁素体再向奥氏体转变。通过焊接试验发现,采用高熔合比PAW焊接工艺,焊缝力学性能可满足船级社的通用要求;焊缝、热影响区及母材晶界,无碳化物及沉淀相;焊缝及热影响区铁素体含量(体积分数)为38%~51%,满足船级社最苛刻的要求。

基于电弧声信号的窄间隙脉冲熔化极气体保护焊侧壁熔合状态在线识别

为在焊接过程中实时了解焊缝内部的焊接状况,构建了电弧声信号实时采集系统。在焊枪摆动中心处于不同位置的情况下,进行了电弧声信号特征与侧壁熔合状态的相关性分析。分别从时域与频域中提取了与侧壁熔合状态相关性较强的电弧声特征。为进一步提高熔合状态预测的有效性,采用电弧声特征参量构建了支持向量回归的侧壁熔合状态识别模型。为减小不良特征对识别模型的影响,显著提高模型的识别精度,采用遗传算法进行了参数寻优。参数寻优后模型的总体识别率达93.33%,实现了窄间隙侧壁熔合状态的有效识别。

不同振荡热压烧结温度下90W-10Cu难熔合金组织及性能

用于高压电触头材料的90W-10Cu难熔合金由于具有高熔点和高比重差异,在高温长时间的粉末冶金过程中存在致密化困难和晶粒异常长大而影响其性能。在常规热压烧结基础上,振荡热压烧结(HOP)技术采用一定频率的循环振荡单轴压力代替静单轴压力,可快速促进陶瓷等材料的致密化。因此,为了研究振荡热压烧结对90W-10Cu难熔合金的低温烧结效果,本文将振荡热压烧结技术应用到90W-10Cu(质量分数)难熔合金的制备中,研究了烧结温度(1000~1300℃)对其微观组织、致密度、晶粒尺寸、硬度及电导率性能的影响。研究结果发现,振荡热压烧结90W-10Cu合金由W相基体和Cu相黏结相组成。随着烧结温度的升高,90W-10Cu难熔合金的致密度逐渐增大,在烧结温度最高为1300℃时,其致密度最高可达到99.35%,均高于同等温度下的热压烧结样品的致密度;而晶粒尺寸仅为4.97μm左右,没有异常长大,达到了细化晶粒的效果;同时,其W晶粒邻接度逐渐降低,合金的微观组织均匀性得到优化和改善;维氏硬度和电导率分别达到225.78 HV_(30)和27.88%国际退火铜标准(IACS),高于同等温度甚至高100℃时的热压烧结体,性能得到显著提升,达到了低温烧结效果。结果表明,振荡热压烧结能够有效地促进90W-10Cu难熔合金的致密化,降低烧结温度和抑制晶粒生长,显著优化其微观组织均匀性,有利于在较低温度下获得高致密度、晶粒细小、高硬度和高电导率的90W-10Cu难熔合金材料。

浅谈弧焊机器人横焊单面焊双面成形的未熔合缺陷

文中研究了弧焊机器人横焊单面焊双面成形过程中产生未熔合缺陷的原因及优化方法。首先,介绍了研究的背景、目的和意义,分析了弧焊机器人原理、横焊单面成形原理和双面成形原理;然后,对横焊单面焊成形过程和双面成形过程进行了详细分析,并探讨了未熔合缺陷产生的原因,提出了熔池优化方法、电极轨迹优化方法和焊接参数优化方法,以优化横焊单面焊双面成形过程并初步拟合了焊接参数的计算公式;最后,进行了总结分析并展望了未来的研究方向。

窄间隙P-GMAW多信息融合侧壁熔合状态识别研究

窄间隙焊缝坡口间距小且焊道较深,摆动中心与焊缝中心偏差较大时,坡口两侧侧壁受热不良,易发生未熔合缺陷。为了及时了解窄间隙侧壁熔合情况,掌握侧壁内部焊接质量,本文提出了一种基于BP神经网络和D-S证据理论的多信息融合方法,预测侧壁熔合状态。对窄间隙焊接未熔合缺陷产生机制进行了分析,研究发现焊接电弧信号和熔池变化与侧壁成形质量存在密切关系,为此进行了一系列偏差实验,建立了电弧电信号和电弧熔池图像信号的实时采集系统,采用批量特征提取算法,提取了与侧壁熔合状态密切关联的峰值电流、峰值电压、电弧弧长、熔池长宽比、熔池面积和熔池周长等特征参量。采用BP算法训练神经网络,在此基础上通过D-S证据理论进行决策级融合。实验结果表明,该模型识别率可达96.667%,避免了神经网络识别时的误诊,获得了比单一传感信息更好的预测结果,提高了熔合状态识别的准确度和可靠度。

Ti系轻质难熔合金高温氧化性能的研究进展

高温合金是航天、航空发动机的必选材料,其发展一直备受关注。目前,铁基/钴基/镍基传统高温合金在发动机内部仍然占主导地位,尽管其综合性能优异,但比重过大,而且使用温度已经达到了合金熔点的80%以上,因此使用耐高温氧化的轻质难熔合金对提高发动机的推重比和可靠性极具意义。本文介绍了抗高温氧化研究的目的及影响因素,分析了高温钛合金(Ti60)、γ-TiAl金属间化合物这两种轻质合金高温氧化性能变差的内在原因,而后详细地梳理了Ti-Al-Si、Ti-Al-Si-Nb轻质难熔合金高温氧化性能的合金化机理,为开发以该类型合金为基础的新型合金作一些前期的理论性总结。

宽高比对激光熔覆道间熔合不良的影响机制及改善策略

熔合不良是激光熔覆的常见工艺缺陷,为了探索道间搭接时熔合不良的产生机制,设计了单道单层熔覆试验、多道单层熔覆试验、多道重熔试验以及单层尾道重熔试验,并进行了单道熔覆时温度场的模拟仿真.结果表明,熔合不良缺陷的产生机制是已沉积区域边缘靠上部分形状凸起,激光辐照其表面时散热较慢,较快熔化.边缘根部激光能量输入较低同时形状内凹,散热较快,较慢熔化,靠上凸起部分熔融液体翻出并越过根部和基材的熔化部分联通,导致熔覆层根部与激光隔绝形成了空隙,产生了熔合不良缺陷;为了减少这种熔合不良缺陷的产生,根据熔合不良的产生机制设计了倾斜熔覆头单层多道搭接试验,结果表明,倾斜熔覆头进行熔覆可以有效减少熔合不良缺陷的产生.创新点:(1)研究了激光熔覆产生熔合不良缺陷的产生机理.(2)提出了通过改变熔覆头角度来减少熔合不良缺陷产生的方法.

Ni基自熔合金涂层与钢基材的界面形态及其作用

对采用氧 -乙炔火焰喷焊、等离子喷涂后氧 -乙炔火焰重熔与等离子喷涂后炉内重熔三种工艺制备的WC增强Ni基自熔合金涂层与 38CrMoAl钢基材的结合界面形态的研究表明 ,在涂层熔化过程中 ,涂层与基材之间发生成分的互扩散 ,以基材中的元素Fe向熔融涂层中的扩散为主 ,其扩散程度对涂层与基材能否形成良好的冶金结合具有决定性的影响。当结合界面处的基材表层温度足够高时 ,基材中的元素Fe向涂层中的扩散量较大 ,扩散距离较长 ,在界面处就能够形成致密完整的Fe -Ni单相固溶体组织白亮层 。

C-Mn-Ti-B超高强度钢焊接熔合区的形成过程及其组织转变

研究了C -Mn -Ti-B超高强度钢焊接熔合区及其组织转变 ,发现焊接接头的最高硬度位于熔合区和富奥氏体带 ,而不是通常所认为的淬火区 ;富奥氏体带的化学成分及浓度接近于焊缝金属中的成分与浓度。考虑焊接接头所经受的热循环、元素扩散以及室温下焊接接头的组织、成分变化 ,提出了一种新的富奥氏体带形成机制并建立了熔合区的过程模型。该模型认为 :焊接热作用下的焊接接头可划分为三个特征区域 :熔化区、固液共存区和固相区 ;在冷却过程中 ,熔化区转变为富奥氏体带和焊缝混合区 (α+γ组织 ) ;固液共存区转变为熔合区 ;固相区转变为通常意义下的纯热影响区和未发生变化的基体。根据此模型 ,成功地解释了熔合区类马氏体组织和含碳硼化物 (Cr、Fe) 2 3 (C、B)

异种钢熔合区马氏体相变过程及组织

高温金相显微镜观察发现，珠光体钢（ Ｚ Ｇ２０ Ｓｉ Ｍｎ） 与奥氏体焊材（ Ａ３０７ 、 Ａ４５７） 熔合区确实存在马氏体相变，且在约４００ ℃至室温均有相变产生。经透射电镜观察，熔合区马氏体为低碳板条马氏体，亚结构主要是位错，有少量孪晶亚结构。熔合区碳化物主要产生于焊后热处理过程中，其类型主要为 Ｍ２３ Ｃ６ ，也有部分 Ｍ７ Ｃ３ 。碳化物主要在马氏体上以及马氏体或铁素体和奥氏体界面析出。马氏体带、碳化物带宽度主要受 Ｎｉ 含量的控制，提高 Ｎｉ 含量使它们变窄，熔合区韧性提高。

Cr5Mo异种钢焊接熔合区H_2S腐蚀过程的原位观察

将经不同条件处理后的Cr5Mo+A302异种焊接接头放入NACE(TM-01-77)+H2S标准溶液中进行不同时间的 腐蚀性研究,在扫描电镜(SEM)下逐次原位跟踪观察熔合区同一部位经不同腐蚀时间后的变化过程.研究结果表明: (1)与其 它特征区相比,熔合区的耐腐蚀性能最差,产生"氢致剥离开裂"; (2)经过焊后热处理的熔合区的抗腐蚀性进一步降低; (3)宽 熔合区具有较强的抗"剥离开裂"腐蚀能力.上述现象与熔合区组织不均匀、碳迁移、氢富集和应力集中等因素有关.

铁基自熔合金光束熔覆层的微观组织及强化机理

采用SEM、EDS、X射线衍射及显微硬度和洛氏硬度分析手段研究了铁基自熔合金粉末光束熔覆层的微观组织及其物相组成。结果表明 ,Fe Ni Cr B Si系合金粉末的光束熔覆层微观组织由固溶了大量Cr、及少量B、Si、C的γ(Fe,Ni)树枝晶 ,枝晶间(Cr,Fe) 7(C ,B) 3+γ(Fe,Ni)共晶所构成。光束熔覆层的宏观硬度达HRC4 7.3 ,高于同种材料喷涂层及TIG熔覆层的硬度。Cr、Si元素在γ相中的固溶 ,枝晶间共晶 (Cr,Fe) 7(C ,B) 3高硬度相的析出是光束熔覆层得以强化的主要原因。

高频燃烧-红外吸收法测定镍基自熔合金中碳

介绍了高频燃烧-红外吸收法测定FZNCr-60A镍基自熔合金中碳的方法。对助熔剂的种类、加入方式以及用量做了较详细的研究,同时试验了不同的样品称样量和加入顺序,确定了先加0.3g铁助熔剂,然后加0.2g试样,最后加1.5g钨锡助熔剂的最佳的加入顺序。在没有FZNCr-60A镍基自熔合金标准样品的情况下,选择含量接近的LECO 501-506钢铁中碳和硫校准样品(w(C)=0.895%±0.007%)以及其他合金标样对仪器进行了校准。将实验确定的方法用于两个含量不同的实际样品中碳的测定,测得结果分别为0.857%和0.816%,相对标准偏差小于0.18%(n=11),加标回收率在99%～101%之间。