钨极氩弧焊与激光熔覆修复的K403镍基高温合金导向器叶片组织与性能

K403镍基高温合金具有优异的室温和高温综合性能,广泛用于航空发动机涡轮叶片及导向器的制造。针对涡轮叶片长期服役于复杂工况产生的裂纹缺陷等问题,本工作先对钨极氩弧(tungsten inert gas,TIG)焊和激光熔覆两种工艺修复后的组织与拉伸性能展开对比分析,而后使用激光熔覆工艺修复叶片,并进行无损检测。利用OM、SEM观察微观组织、断口形貌,利用EDS进行相的成分分析。结果表明:TIG焊修复工艺在修复界面区附近易产生微裂纹缺陷,主要碳化物相和低熔点共晶组织引起;激光熔覆工艺修复区域的晶粒与组织更加均匀,微裂纹缺陷更易得到控制;激光熔覆工艺修复的试样综合力学性能明显高于TIG焊修复工艺的试样,且激光熔覆工艺具有较好的工艺稳定性,TIG焊修复工艺的室温拉伸强度为K403母材强度的69.22%,激光熔覆修复工艺室温抗拉强度达到了母材的87.44%,断口形貌显示修复区域的室温拉伸断口呈现出混合断裂特征,高温拉伸断口呈现出沿晶断裂的特征。修复区域的微裂纹、局部液相不足缺陷和碳化物是拉伸断裂的主要原因。激光熔覆修复工艺具有热源集中、热影响区小的优势,能够有效抑制修复区缺陷并细化微观组织,在叶片修复方面具有更大优势。使用激光熔覆修复工艺完成了叶片试车过程产生的边缘板裂纹损伤修复,经过荧光检测及煤油-白垩检测,满足相关使用要求。

钨极氩弧焊焊接粉末冶金高铬铸铁/低碳钢的焊接性能及组织演变

以粉末冶金高铬铸铁和低碳钢为原材料,采用多道次手工钨极氩弧焊,研究了焊接电流对焊缝组织演变和力学性能的影响,提出了焊接接头组织演化模型,并探讨了其断裂机理。结果表明,焊接接头的抗拉强度在焊接电流为140 A时达到538.1MPa,分别是烧结高铬铸铁和低碳钢抗拉强度的95.3%和97.4%。由于二次回火和合金元素扩散/偏析的作用,焊接接头的显微硬度在水平方向上由高铬铸铁一侧向低碳钢一侧逐渐降低,而在垂直方向则呈M形分布。当焊接电流为140 A时,焊缝的熔合区主要由奥氏体和回火马氏体组成,在熔合区与低碳钢母材之间存在一个单一奥氏体柱状晶区;在熔合区与烧结高铬铸铁母材之间,存在一个柱状高铬铸铁区域,该区域的碳化物为粗糙树枝状,沿基体晶界分布。

钨极氩弧焊焊接对ZrTiNb合金焊接组织和力学性能的影响

锆合金因其优良的耐腐蚀性能,常用于制造核工业器件,受到研究者广泛关注。采用钨极氩弧焊作为焊接方法,使用ZrTiNb合金作为焊接材料,分别焊接了5、10、20 mm 3种尺寸的焊样。所得焊接接头焊缝区微观组织为粗大的片层集束和少量的篮网状魏氏组织,组织形态与冷却速率相关;熔合区微观组织为较小的魏氏体晶粒,其与热影响区存在明显的分界线;热影响区微观组织为不规则锯齿状等轴α相晶粒;母材区微观组织为铸态α等轴晶粒。随着焊缝距离增加,晶粒尺寸呈现递减趋势。对焊缝进行了力学性能测试,结果表明,随着试样厚度增加,其塑性延伸强度、抗拉强度呈现先增加后下降的趋势,并在20 mm的厚度下出现明显下降。10、20 mm样品断后伸长率与断面收缩率相对于5 mm试样呈现增加的趋势,但10 mm和20 mm样品性能相近。

镍材钨极氩弧焊技术应用总结

根据工业纯镍的焊接工艺特点及容易产生的焊接缺陷,结合实际焊接操作经验,总结了手工钨极氩弧焊的一些技巧,完善了工业纯镍的氩弧焊焊接技术。

R60702锆钨极氩弧焊焊接工艺研究

本文介绍了R60702锆材料的特性,对锆材料进行焊接性分析,简述了锆材料焊接的影响因素以及锆焊接接头表面颜色的要求。焊接试验采用13.5mm的R60702锆板,焊接方法为钨极氩弧焊,进行焊态、550℃热处理态以及620℃热处理态的焊接试板理化性能试验。试验结果表明,焊态和热处理态的抗拉强度及弯曲试验均能满足标准要求,但热处理态的焊接接头的抗拉强度有一定程度的下降。本文试验对焊缝及焊接热影响区进行了硬度及微观金相分析,焊缝组织及热影响区组织为α′相(锆的马氏体相),这导致焊缝及热影响区硬度升高。

30CrMnSiA钢钨极脉冲氩弧焊层间气孔缺陷控制研究

针对5 mm厚30CrMnSiA管U形坡口对接焊,为解决焊缝机械加工后表面裸露链状气孔问题,采用钨极脉冲氩弧焊方法,研究了不同气体流量、焊接电流、焊接层数及层间间歇时间对焊缝层间气孔的影响。结果表明:在送丝速度及转胎速度与焊接电流匹配的条件下,采用10,12 L∕min氩气流量、3层焊接及3~5 min的层间间歇时间可以有效避免焊缝机械加工后表面裸露链状气孔问题。

工业钛管(TA2)钨极氩弧焊焊接工艺研究

为掌握钛管焊接工艺,助力金属钛在化工管道领域的广泛应用,山东能源集团建工集团有限公司三十七处采用GTAW(氩弧焊)“三通”全保护多层多道焊接方法、依据《钛和锆管道施工及验收规范》(SH/T3502-2021)等开展了工业钛管(TA2)钨极氩弧焊焊接工艺研究,包括钛管及焊丝、焊机、气体保护罩等试验材料及焊接工具选择,坡口选择、焊前清理、钛管装配、钛管保护等焊前准备工作方法,Φ219mm×8mm钛管、Φ108mm×2mm钛管焊接工艺参数确定,以及焊接试件送检和焊接工艺评定检验项目制定。所焊钛管试样焊接质量检验(外观检查、无损检测、弯曲和拉伸试验)结果显示,GTAW“三通”全保护多层多道焊接获得的钛管焊缝外观良好、无颜色变化,达GB/T3323.1-2019Ⅱ级要求,塑韧性良好、抗拉强度符合要求,满足化工行业钛管安装焊接质量要求。

不锈钢管钨极氩弧焊(TIG)焊接工艺

油、化工、机械等都与钢材打交道,无处不存在焊接,为了提高焊接质量,焊接方式也有所不同。钨极氩弧焊(TIG)主要用来焊接不锈钢管,通过不锈钢材料选择、以及钨极氩弧焊(TIG)保护气体选择,应用在非连续成型焊接机组上,是一种非熔化极氩弧焊,它的焊接质量高,而且成形美观。

核电仪表罐环缝自动脉冲TIG焊与手工钨极氩弧焊工艺对比分析

以核电仪表罐用Z2CND18-12(控氮)奥氏体不锈钢为试验对象,研究自动脉冲TIG焊与手工钨极氩弧焊在焊接过程中及焊后焊缝外观、环缝焊接收缩量、焊缝余高及表面平整性、焊接接头宏观金相、微观组织、力学性能等方面的差异。结果表明,脉冲TIG焊焊接收缩量较小,焊缝表面平整性较好,焊缝组织分布更均匀,晶粒尺寸更细小,焊缝的强度、塑韧性和抗变形能力更优异。

双钨极氩弧焊工艺及焊缝成形机理分析

针对3 mm和4 mm厚度低碳钢板,对双钨极氩弧焊的焊接工艺进行了研究。与常规钨极氩弧焊的对比分析表明,由于双钨极氩弧焊降低了电弧压力,提高了焊丝的熔敷率,因而在大电流高速度焊接时,极大地减少了凹坑、咬边等缺陷,实现了良好的焊缝成形,从而改善了常规钨极氩弧焊不适合大电流高速度焊接的不足,拓宽了钨极氩弧焊的使用范围,提高了焊接生产率。此外,在焊接试验的基础上,进一步对双钨极氩弧焊降低电弧压力、减少焊接缺陷的机理进行了分析。

钨极氩弧焊焊缝熔宽模糊控制系统设计

设计了一种焊接质量参数自调整模糊与积分的混合控制器，并用ＣＣＤ摄像机正面拍摄熔池图象的计算机视觉传感方法对焊缝熔宽进行实时控制。试验表明，该系统具有良好的控制特性，能获得较满意的控制效果。

钛合金薄板激光和钨极氩弧焊残余应力测试研究

采用小孔释放法对钛合金薄板激光焊和钨极氩弧焊(TIG焊)的焊接残余应力进行了测试,并分析了焊接方法、焊接线能量和焊后热处理对残余应力分布规律的影响。研究结果表明:激光焊残余应力分布规律与普通熔焊方法相似,但其分布区域较窄;在热影响区内,激光焊残余拉应力值比TIG焊的约低100MPa;在焊缝及其熔合线附近,激光焊残余应力却比TIG焊的高。对于不同线能量激光焊接,线能量越大,焊缝越宽,热影响区的残余应力也越大。焊后真空热处理能降低残余应力90%。

铝合金钨极氩弧焊熔池图像处理

对铝合金熔池图像特点进行了分析,提出了一种快速有效的熔池边缘提取算法.采用边缘保持滤波和模糊增强对铝合金熔池图像进行预处理,并采用max-min算子对边缘进行检测,采用投影法对边缘进行细化和去除伪边缘而获得清晰的熔池边缘.该算法抗干扰强、计算速度快、计算准确,能有效提取熔池的形状.

有氧条件下氩弧焊钨电极表面的烧蚀

研究了在有氧条件下钨极氩弧焊的钨电极表面的烧蚀。研究结果表明,有氧条件下钨电极的钨基体烧蚀大大增加,主要原因是在一定温度范围内发生了氧和钨的反应;添加氧化钍的烧蚀主要是由于氧化钍的熔化和蒸发,采用纳米尺寸氧化钍的电极,氧化钍的烧蚀明显减轻,有助于提高钨电极的使用寿命。采用纳米氧化物添加钨电极以及保证保护惰性气体的纯度和流量可以降低钨电极的烧蚀,保证焊接质量。

双钨极氩弧焊耦合电弧压力分析

双钨极氩弧焊(twin-electrode TIG,T-TIG)的耦合电弧是由设置在同一个焊枪中的两个相互绝缘的钨极各自产生的电弧耦合而成的。这个耦合电弧在物理特性上不同于传统单钨极TIG电弧。以试验为基础,分析了耦合电弧的电弧压力特性,并对比单钨极电弧就焊接电流、电弧弧长、钨极间距和钨极形状对耦合电弧压力分布的影响进行了研究。

搅拌摩擦焊和钨极氩弧焊焊接接头的残余应力

利用X射线衍射法测量了铝合金搅拌摩擦焊和钨极氩弧焊（TIG）焊接接头表面的残余应力分布。结果表明：两种接头在焊缝区及其周围的残余应力存在着明显的变化,在平行于焊缝方向,应力呈“W”型的分布,焊缝外残余应力值迅速下降;钨极氩弧焊焊接接头残余应力的最大值位于热影响区;在热影响区,搅拌摩擦焊接接头残余应力平均值比TIG焊接接头的约低15%-25%。

钨极氩弧焊用焊剂的发展与应用

结合国内外钨极氩弧焊用焊剂的研究、发展与应用的实际情况，综合论述了钨极氩弧焊用焊剂这一新型的焊接用涂层产品的使用特点。

铝/铜异种材料填丝钨极氩弧焊对接接头的组织和性能

采用lincoln TIG-355交直流钨极氩弧焊机和8515药芯锌-铝焊丝对T2紫铜与LY16铝合金异种材料进行了对接焊。利用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对接头各区域的显微组织和成分进行分析,并通过拉伸试验机测试接头的力学性能。结果表明:所焊接的对接接头无气孔、裂纹等缺陷,焊缝成形良好。当焊接电流为100 A、焊接速度为62 mm/min、保护气流量为15 L/min时,接头抗拉强度达到了240 MPa,断裂于铜侧热影响区。焊缝组织为白色条块状的Cu Zn4化合物,均匀分布于由Zn基和Al基固溶体组成的(α+η)共晶组织中;铜侧界面平直清晰,界面附近存在较多的金属间化合物组织,在铝侧界面有一沿界面呈链状分布的灰黑色球块状的α相铝基固溶体组织。

铝合金气体输送活性钨极氩弧焊方法

针对铝合金，提出了一种气体输送活性钨极氩弧焊，即GTFA—TIG焊（gas transfer flux activating TIG welding）．该方法改变了活性元素的引入方式，通过自动送粉装置将活性剂输送到保护气体中，由保护气体将其引入电弧一熔池系统进行施焊，使得电弧收缩，熔池金属流态改变，熔深增加，同时省却了涂覆活性剂工序，实现了焊接过程自动化．进行了普通交流TIG焊和8种单组元活性剂的GTFA—TIG表面熔焊，分析了不同活性剂对焊缝成形、拉伸性能以及缺陷的影响．结果表明，大多数卤化物和氧化物活性剂都能使熔深增加到传统TIG焊的2．5～3倍以上，单质碲增加熔深效果较差．采用V：O，的焊缝抗拉强度接近母材金属，而采用MnCl2和AlF3的焊缝有一定程度降低．焊缝X射线探伤结果表明，采用V2O5，MnCl2和AlF3的焊缝评片结果均为I级，而采用碲的焊缝为Ⅲ级．

高频复合双钨极氩弧焊方法与数字电源研制

提出了一种优质高效低耗的新型非熔化极复合焊接工艺方法,并研制出新型高频复合双钨极TIG电源,可同时输出两路电流波形,一路为高频方波电流,其基值电流0~300 A,峰值电流0~100 A,频率0~80 kHz,占空比0~100%,脉冲电流变化率高达50 A/μs;另一路为变极性方波脉冲电流,其正负半波幅值为0~500 A,频率0~100 Hz,占空比0~100%,变极性电流变化率高达300 A/ms.测验结果表明,所设计的高频复合双钨TIG焊电源达到了预期设计目标,高频方波电流在80 kHz频率时仍然具有较快的上升和下降沿.最后采用铝合金板进行了堆焊试验,试验结果表明,焊接过程稳定,焊缝成形良好.