S355J2W钢高频脉冲MAG焊T-HV焊缝的组织和性能

文中选用直径分别为1.2 mm和1.6 mm的焊丝,对S355J2W耐候钢进行高频脉冲MAG焊工艺试验,接头为T形接头,通过对焊接接头宏观形貌观察和微观组织分析,2种工况焊缝成形均良好,实现了单面焊双面成形,且在较小热输入的条件下采用直径1.6 mm焊丝打底也可防止产生根部未熔合、未焊透缺陷,避免了气孔、夹杂及裂纹的产生。接头显微组织特征类似,焊缝为较多的先共析铁素体(GBF)、针状铁素体(AF)和少量珠光体(P)及粒状贝氏体(BG)组织,未见向晶界内生长的塑性较差的侧板条铁素体(FSP);熔合区主要为一定量的先共析铁素体(GBF)、针状铁素体(AF)组织,少量的珠光体(P)、粒状贝氏体(BG)组织,靠近焊缝侧晶粒较细小,靠近过热区侧晶粒较粗大;过热区主要是较多的细条状铁素体(IGF)、粒状贝氏体(BG)和少量珠光体(P)组织,晶粒大小比较均匀。采用Image-Pro Plus软件测量和计算了焊缝中针状铁素体占比,与直径1.2 mm焊丝相比,采用直径1.6 mm焊丝的焊缝中针状铁素体增加了10%。硬度测试结果表明:2种工况焊接接头的硬度值均在母材处出现最小值,在过热区出现最大值,且硬度值均小于标准规定的HV10380。

S355J2W耐候钢高频脉冲MAG焊对接接头的组织和性能

文中选用φ(Ar)80%+φ(CO_(2))20%(M21型)的保护气体,对板厚为12 mm的地铁转向架构架用S355J2W耐候钢进行了3 mm间隙的高频脉冲MAG焊(冷焊打底)与常规脉冲MAG焊2种工况的对接焊工艺试验,研究了接头的组织和性能。研究结果表明:2种工况的对接焊接头,焊缝均成形良好,接头无裂纹、气孔等缺陷,且焊缝金属与母材金属熔合良好;接头的显微组织特征类似,为先共析铁素体(GBF)、针状铁素体(AF)和少量珠光体(P)以及少量粒状贝氏体(BG)组织。与常规脉冲MAG焊相比,采用高频脉冲MAG焊(冷焊打底)可获得较为理想的接头组织和性能。

S355J2W+N耐候钢高频脉冲MAG焊不同保护气体的接头组织和性能

文中选用φ(Ar)70%+φ(CO_(2))30%(M31型)、φ(Ar)80%+φ(CO_(2))20%(M21型)和φ(Ar)90%+φ(O_(2))10%(M22型)3种形式的保护气体,对板厚为12 mm的高速铁路转向架用S355J2W+N耐候钢进行高频脉冲MAG焊,研究了对接接头的组织和性能。研究结果表明,使用这3种保护气体,焊缝均成形良好,接头无裂纹、气孔等缺陷,且焊缝金属与母材金属熔合良好;接头的显微组织特征类似,为先共析铁素体(GBF)、针状铁素体(AF)和少量珠光体(P)以及少量粒状贝氏体(B_(G))组织。与其他保护气体相比,使用M31气体可获得较为理想的接头组织和性能,即焊缝和熔合区不含侧板条铁素体组织(FSP),过热区的晶粒粗化程度较小,焊缝中含更多的针状铁素体(AF)组织,焊缝、热影响区的低温(-40℃)冲击韧性较好,相比M21和M22,焊缝区冲击吸收功分别高出1.95%和54.9%,热影响区冲击吸收功分别高出1.72%和3.27%,且冲击吸收功均高于27 J,焊接接头的拉伸和弯曲性能良好。

S355J2W+N钢不同直径焊丝的高频脉冲MAG对接焊工艺

文中采用φ1.2 mm和φ1.6 mm焊丝对S355J2W+N耐候钢进行高频脉冲MAG对接焊工艺试验,坡口角度为40°,使用直径1.2 mm焊丝的焊接参数为:打底焊接电流236 A,电弧电压29 V;盖面焊接电流242 A,电弧电压30.1 V,摆动角度3°,摆动速度8周/min,摆动的左右停留时间为0.3 s;使用直径1.6 mm焊丝的焊接参数为:打底焊接电流210 A,电弧电压26.5 V;盖面焊接电流249 A,电弧电压27.5 V。对焊接接头进行宏观形貌观察和分析,结果显示:焊缝成形均良好,实现了单面焊双面成形,无气孔、夹渣、裂纹等焊接缺陷,外观符合EN ISO17637∶2016/EN ISO 5817∶2014 B级质量要求。但G40X焊缝呈蘑菇状,G40Y焊缝近似三角形状,且G40Y焊缝成形系数、余高系数及焊趾角度均大于G40X的,与φ1.2 mm焊丝相比,使用φ1.6 mm焊丝可使根部熔深提高50%。

地铁转向架构架脉冲MAG焊工艺及数值模拟

文中以地铁转向架构架中典型T形接头为研究对象,选用高频脉冲MAG焊和常规脉冲MAG焊方法,使用合理的焊接工艺参数对12 mm厚S355J2W耐候钢进行焊接。用Sysweld数值模拟软件,采用热弹塑性法顺序耦合的方式对T形接头进行温度场、应力场仿真分析,并对接头焊趾处的残余应力进行了测试。结果表明:与常规脉冲MAG焊相比,高频脉冲MAG焊接头具有峰值温度较高、冷却速度更快的热循环特征;无论是高频脉冲MAG焊还是常规脉冲MAG焊,残余应力最大值均在焊缝区,且随着焊缝距离逐渐增大,残余应力逐渐减小并趋于零,高频脉冲MAG焊焊趾处最高残余应力实测值比常规脉冲MAG焊时的减小13.7%(数值模拟的减小约20.1%)。残余应力实测结果与模拟仿真结果基本吻合,验证了数值模拟结果的准确性和可靠性。

S355J2W+N耐候钢板根部大熔深MAG对接焊工艺及接头的组织和性能

采用高频脉冲焊和常规脉冲MAG焊对S355J2W+N耐候钢12 mm厚板进行了对接焊工艺试验,研究了对接打底焊的大熔深工艺及接头的显微组织和力学性能。结果表明:与常规脉冲MAG焊相比,焊接间隙为“0”时,高频脉冲MAG焊具有较强的根部熔深能力,较小的焊接热输入(6.06 kJ/cm),使其可打底焊缝宽度由2.7 mm增加到3.2 mm,增加约18.5%;高频脉冲MAG焊接头呈较为理想的组织特征,焊缝中针状铁素体组织含量较多,焊缝、熔合区不含侧板条铁素体组织,过热区的晶粒粗化程度较小;接头抗拉强度均大于母材强度下限值,断裂位置均位于母材;接头弯曲试验中弯曲角度为180°时,受拉面无裂纹,接头塑性良好;相比常规脉冲MAG焊,高频脉冲MAG焊接头的低温(-40℃)冲击韧性较好,焊缝区冲击功高出约9.6%,热影响区冲击功高出约12.3%。

Q345E钢薄板小变形焊接工艺

分别采用高频脉冲MAG焊的打底焊模式与电弧冷焊模式对板厚3 mm的Q345E薄板进行了3种工况的对接焊工艺试验,研究了薄板打底焊与电弧冷焊的小变形对接焊工艺与焊接接头的力学性能,进行了拉伸、弯曲、金相试验并分析了焊接缺陷的形成原因,总结了焊接残余应力及焊接变形的规律。结果表明,高频脉冲MAG焊适用于Q345E钢3 mm的薄板小变形对接焊,组对"0"间隙时,选用打底焊模式的工艺包;组对1 mm间隙时,选用电弧冷焊模式的工艺包。

S355J2W+N耐候钢T型接头全熔透焊接组织及性能的研究

采用高频脉冲MAG焊和常规脉冲MAG焊两种焊接方法,对转向架焊接构架用SMA490BW耐候钢T型接头进行全熔透焊接对比试验。对焊后试件进行宏观观察和金相组织分析,使用维氏硬度计对试件进行硬度检测。结果表明:在两种焊接方法下,焊接接头的成型情况均良好,未出现未熔合、裂纹、气孔等缺陷,且焊缝根部出现“反熔”现象,根部熔合良好。高频脉冲MAG焊缝中含有大量的针状铁素体,且未观察到常规脉冲MAG焊缝中的侧板条铁素体组织;常规脉冲MAG焊过热区的晶粒更为粗大,两种焊接接头的硬度值均小于380HV10,符合焊接工艺评定的要求。

地铁转向架构架T形接头应力应变数值模拟及显微组织

文中以80 km/h B型地铁转向架构架为研究对象,采用高频脉冲MAG焊与常规脉冲MAG焊对S355J2W耐候钢进行T形接头焊接工艺试验,对焊缝进行显微组织观察和力学性能试验;使用Sysweld数值模拟软件进行典型接头的温度场和应力应变场数值模拟;并对接头焊趾处的残余应力进行了测试,结果表明:无论是高频脉冲MAG焊还是常规脉冲MAG焊,残余应力最大值均位于焊缝区,且随着距焊缝距离的逐渐增大,残余应力逐渐减小并趋于零,高频脉冲MAG焊的焊接接头残余应力比常规脉冲MAG焊的焊接接头,σ_(y)减小约26.3%,σ_(x)减小约11.1%,常规脉冲MAG焊的总体变形为1.22 mm,高频脉冲MAG焊的总体变形为0.79 mm,总体变形量减小了35.2%。