30CrMnSiA钢激光堆焊修复研究

采用正交试验对激光焊接工艺进行优化,随后采用不同焊丝对线切割预制深度为1.2 mm缺陷的30CrMnSiA钢疲劳试样进行激光堆焊修复。采用扫描电子显微镜和疲劳试验机检测了修复后的疲劳试样疲劳性能及其断口特征。结果表明:正交试验获得的最佳激光堆焊修复工艺参数为激光功率3.4 kW、扫描速度1.2 m/min和送丝速度3.0 m/min;以440 MPa的应力水平旋转弯曲疲劳试验时,采用GH3030合金焊丝激光堆焊修复的疲劳试样的循环次数大于10~6,大于采用其他两种焊丝修复的疲劳试样的循环次数,与30CrMnSiA钢疲劳试样的循环次数相近,说明GH3030合金焊丝最适用于激光堆焊修复30CrMnSiA钢。

30CrMnSiA结构钢表面多功能改性层的性能分析

首先采用不同技术在30CrMnSiA钢表面制备了6种黑色多功能改性层,分别是采用电镀技术制备了纯Cr镀层、纯Ni镀层、纯Zn镀层和Zn-Ni复合镀层,采用低温渗氮+氧化(LTN+O)复合技术制备了LTN+O复合层,以及采用物理气相沉积(PVD)技术制备了PVD涂层,随后利用X射线衍射仪、扫描电镜等对黑色多功能改性层的组织结构进行表征,以及通过显微硬度仪、球-盘摩擦磨损试验机和电化学工作站对其力学性能和耐蚀性能进行测试。结果表明:采用电镀、低温渗氮+氧化复合以及PVD沉积等技术均可在30CrMnSiA钢表面成功制备黑色多功能改性层;在硬度方面,PVD涂层硬度最高,达到1610 HV0.05;在摩擦磨损性能方面,相比30CrMnSiA钢基体,黑色多功能改性层的摩擦系数均略有升高,除纯Ni镀层外,其他改性层的耐磨性能均优于30CrMnSiA钢基体;在结合力方面,PVD涂层和纯Ni镀层的结合力最好,压痕边缘位置无裂纹;在耐蚀性方面,相比30CrMnSiA钢基体,Zn-Ni复合镀层和LTN+O复合层耐蚀性有所提高,其他改性层的耐蚀性有所降低。

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。

30CrMnSiA建筑结构钢SHPB高温压缩力学性能分析

分离式Hopkinson压杆加载装置(SHPB)高温压缩有助于提高冶金材料的力学性能,被广泛应用于各种建筑结构钢材的冶金成形领域。为了提高建筑用30CrMnSiA结构钢的力学性能,探究了30CrMnSiA的SHPB高温压缩力学性能分析。研究结果表明:当受热温度不断升高时,流动应力降低,下降幅度随温度变化幅值增大而增大,温度敏感性在此过程中较显著;30CrMnSiA结构钢流动应力更容易受到温度软化效应作用的影响,动态屈服强度在温度升至300℃时表现出更为显著的下降趋势,整体为常温的35%。该研究有助于提高建筑冶金棒材的综合力学性能,提高高层建筑的安全性。

30Cr3超高强度钢淬火态激光焊接接头组织及性能分析

为了分析淬火态30Cr3超高强度钢激光焊接接头的微观组织特点、力学性能及断口特征,采用碟式激光发生器和KUKA机器人进行激光自熔焊接,工艺参数为:激光功率4 200 W、焊接速度1.45 m/min、离焦量+5 mm、保护气流量25 L/min。利用光学显微镜、金相显微镜、显微硬度计和拉伸机等对焊接接头进行分析检测。结果表明,在优化的激光焊接工艺下,焊缝成形良好,无裂纹、咬边等缺陷;焊缝区组织为树枝晶状,热影响区组织为粗大的马氏体,部分相变区为回火屈氏体+回火马氏体;显微硬度测试显示焊缝熔池处硬度最高,平均值为589 HV,部分相变区硬度最低,平均值为482 HV;焊接接头的平均抗拉强度为1 727 MPa,达到母材的96.7%,平均延伸率为5.6%;断裂位置集中在热影响区,断裂方式为韧性断裂。试验证明,30Cr3超高强度钢在淬火状态下通过激光焊接可以获得接近母材性能的焊接接头,尽管存在部分相变区的软化现象,但焊接接头的整体力学性能良好,为固体火箭发动机壳体等承压件的制造提供了一种可行的焊接工艺方法。

40Cr钢和30CrMo钢焊接工艺的实践与应用

本文针对宁钢炼铁厂高炉炉顶料流调节阀轴和轴套检修焊接接头出现的开裂问题进行检察、分析,制定了40Cr和30CrMo的焊接工艺措施,并进行了实际应用,解决了焊接开裂问题,达到了良好效果。

30CrMnSiA钢中厚板焊接工艺研究

针对30CrMnSiA材料采取理论分析与试验相结合的方式,通过对厚度为50mm正火态中厚板进行焊接工艺研究,确定了合理的焊接工艺。采取焊前预热、控制层间温度、合适的焊接参数和后热处理等措施,可以获得良好的焊接接头质量,完全满足实际工程设备的需要,成功完成了大型结构件的焊接制作。

30CrMnSiA薄壁杯形件的强韧化工艺方法

30CrMnSiA薄壁杯形件是广泛应用于谐波减速器柔轮壳体的一类关键基础零部件。文中针对传统采用车削制备的30CrMnSiA薄壁杯形件强韧性不足而导致谐波减速器承载能力较低及寿命较短的问题,提出采用旋压-调质-旋压-时效的形变-热处理工艺来实现30CrMnSiA薄壁杯形件的少、无切削高性能制备;并通过拉伸及冲击实验,对比各工序件的力学性能变化规律,对各工序件的微观组织进行了分析。结果表明:旋压-调质工艺可获得具有较高强度的回火索氏体组织,但是材料的塑性降低;时效处理使旋压成形获得的纤维状微观组织进一步细化,并在铁素体基体上析出均匀弥散分布的细小碳化物;在300℃+6 h时效处理时可同时获得较高的强度和良好的塑性。相比调质后车削成形,采用形变-热处理相结合制备的30CrMnSiA薄壁杯形件的屈服强度和抗拉强度分别提高了93.65%和47.88%,硬度提高了26.87%,冲击强度提高了12.01%,同时还具有较好的塑性,断后伸长率和断面收缩率分别达11.60%和24.64%。采用旋压-调质-旋压-时效的形变-热处理工艺可实现薄壁杯形件的强韧化制造,为高强韧性薄壁杯形件的生产提供一种新的工艺方法。

30CrMnSiA合金结构钢电流辅助单向压缩流变行为

以30CrMnSiA合金结构钢为研究对象,对其在脉冲电流作用下的单向压缩流变行为进行了研究,设计了“导电块-上下压块-导电块”的电流施加方案,提出采用压缩空气进行冷却的方法消除焦耳热的影响,分析了脉冲电流参数(脉冲电流密度、脉冲占空比和脉冲频率)对30CrMnSiA合金结构钢流变行为的影响规律。基于Voce加工硬化模型,构建了脉冲电流辅助下30CrMnSiA合金结构钢的电致塑性本构模型,并进行了试验验证。结果表明,30CrMnSiA合金结构钢的流变应力随着脉冲电流密度、脉冲占空比以及脉冲频率的升高而降低,脉冲电流密度的变化对材料流变应力的影响最为显著;通电条件下材料的加工硬化指数n高于不通电时,且随电流密度与占空比的升高而升高,随脉冲频率变化不明显;利用构建的本构模型计算的流变应力值与试验数据的误差在6%以内,说明该模型能较好地预测30CrMnSiA合金结构钢电流辅助压缩类成形时的流变行为。

30CrMnSi钢CO_(2)焊接冶金缺陷形成机制研究

目的解决30CrMnSi钢焊接性差,用CO_(2)气体保护焊接时易产生裂纹、气孔等缺陷的问题。方法通过刚性拘束焊接裂纹试验模拟某型飞机后边条盒段在实际焊接过程中母材所受到的拘束,针对焊接裂纹类型及形态,确定焊接裂纹的形成机制。同时,对焊缝中的气孔进行了分析。结果接头中容易产生冷裂纹,在高应力条件下,应力集中发生在微裂纹尖端,最终在氢的影响下开裂。结论采用能量密度比较集中的TIG焊替代原来采用的CO_(2)气体保护焊有利于减少或消除气孔缺陷。可以通过优化结构设计和焊接次序,降低应力集中,来减轻焊接热作用对裂纹敏感性的影响。同时,避免在拐角处或焊接可达性差的位置施焊,可以降低气孔率。

调质状态下30CrMnSiA钢的激光焊接

探讨了调质状态下 30CrMnSiA钢的激光焊接性、焊缝成形及焊后残余变形 ;研究了调质状态下激光焊接30CrMnSiA钢时焊缝及热影响区的金相组织 ;提出了调质状态下 30CrMnSiA钢在焊深≥ 1.5mm时的激光焊接规范参数。结果表明 ,采用激光焊接调质状态下的 30CrMnSiA钢 ,易获得质量优良的焊缝 ,不会出现常见的焊接裂纹和明显的热影响区性能变化 ;工件加工误差对焊缝成形的影响可通过一定的措施加以改善 。

激光焊接工艺参数对30CrMnSiA钢气孔率的影响

激光焊接30CrMnSiA钢时有严重的气孔倾向。通过工艺试验,研究了激光焊接参数(焊接线能量、脉冲频率、焊接占空比等)对其焊缝气孔率的影响。X射线透射分析测试结果表明,合适的焊接参数能较好地抑制气孔的产生。脉冲频率在35Hz、占空比大于50%、线能量大于65kJ/m时,气孔率能控制在较低水平。

多次补焊对30CrMnSiNi2A电子束焊接头力学性能的影响

研究了多次补焊对30CrMnSiNi2A超高强度钢电子束焊接头力学性能的影响。通过对不同补焊次数的焊缝接头进行分层拉伸试验和冲击试验,研究了电子束补焊技术修复焊缝的可行性。试验结果表明:随着电子束焊补焊次数的增加,试板焊接残余角变形量单调增大,补焊1次、2次和3次的角变形量分别约为2.1°,4.0°和5.5°;多次补焊对接头的抗拉强度影响较小,不同补焊次数下强度变化幅度不超过1.5%,但随着电子束焊补焊次数的增加,接头整体塑性下降,接头冲击韧性单调降低。本文结果对30CrMnSiNi2A超高强度钢结构焊接生产具有指导意义。

30CrMnSiA筒体焊接工艺研究

分析了30CrMnSiA钢的焊接性,针对30CrMnSiA钢在正火态和调质态下焊接的不同问题,用焊条电弧焊方法进行工艺试验,提出了有效的工艺措施。结果表明,30CrMnSiA钢在正火(锻件)态下焊接,采取严格有效的措施,焊后经调质,可以获得强度及塑、韧性指标与母材基本相等的焊接接头;30CrMnSiA钢调质状态下焊接,焊后不再调质,焊接接头有热影响区的脆化、软化问题,但可采取有效的措施减弱这种趋势,并防止开裂。

30CrMnSiA钢焊接接头疲劳特性研究

针对某型机部件焊接区连接模拟件开展了疲劳特性研究。首先通过静力试验机测试试验件的极限强度,确定试验件的薄弱部位。然后利用MTS疲劳试验机测试试验件的疲劳特性。试验结果显示,试验件在应力水平87 MPa时的疲劳寿命为106。试验件破坏位置均发生在缺口处。对断口采用扫描电子显微镜进行观测,分析了影响疲劳寿命的因素。该试验结果为部件结构设计的修正提供了依据。

30CrMnSiA钢电子束焊接接头低周疲劳性能研究

本文对30CrMnSiA电子束焊接接头低周疲劳寿命进行了试验,得出了试样在载荷700MPa的平均疲劳寿命,并对焊接接头的疲劳断口形貌进行研究,分析了影响30CrMnSiA电子束焊接接头低周疲劳寿命的因素。

调质状态下30CrMnSiA钢的CO_2焊接

介绍了30CrMnSiA钢在CO_2气氛中焊接时,采用红外聚焦炉调整与改善焊接接头热影响区性能的工艺措施,为提高30CrMnSiA钢的焊接质量提供了一条可行的途径。

30CrMnSiA薄板的焊接

针对30CrMnSiA薄板进行了焊接工艺试验,并根据焊接工艺评定制定出了合理的焊接工艺与措施,成功地解决了30CrMnSiA薄板焊接中的变形、开裂、焊缝不平整等技术难题。

30CrMnSiA钢焊接工艺研究

介绍了30CrMnSiA钢焊接工艺,采用焊条电弧焊,焊条选用E16—25MoN—15,通过焊接工艺评定,确定了最佳焊接参数,使产品满足了设计要求。

调质态30CrMnSiA支架的等强度焊接及变形控制研究

分析了30CrMnSiA钢的焊接性,针对某支架的结构特点、制造难点,进行了制造工艺方案、焊接工艺、工装设计研究,采取了零部件焊前调质,并局部精加工到位,在调质状态下用焊条电弧焊,有效控制了调质态30CrMnSiA钢焊接裂纹,实现了等强度焊接,在一个工装上集成使用反变形法、焊接顺序调整法、工装固定热处理稳定法等变形控制措施,有效地控制了焊接变形。