焊前热处理对J55钢自动TIG焊接头组织性能的影响

目的针对J55钢焊接性较差、接头热影响区(HAZ)易出现脆硬马氏体组织等问题,在焊前对J55钢母材进行热处理,研究其焊接接头。方法在焊前对J55钢母材进行了760℃与880℃的热处理,采用TIG焊方法进行了焊接,研究了热处理前后TIG焊对接头显微组织和力学性能的影响。结果经焊前760℃热处理后,母材中的珠光体(P)含量显著减少并且发生细化,焊后接头HAZ组织转变为晶界铁素体(GBF)、针状铁素体(AF)和P;经焊前880℃热处理后,母材的显微组织主要为多边形铁素体(PF)和AF,在焊后接头的HAZ中形成了PF、贝氏体(B)和M-A组元。2种热处理接头焊缝区(WZ)的盖面层组织为GBF和AF,靠近和远离盖面层的打底层组织主要为PF和P;未热处理接头HAZ组织为PF、B和马氏体(M)。与2种热处理接头相比,未热处理接头的显微硬度居中,抗拉强度最高,延伸率最低,拉伸断裂位于熔合线与HAZ之间,断口呈脆性断裂特征。与760℃热处理相比,经880℃热处理的焊接接头HAZ显微硬度最高值达523HV,为760℃热处理的2.2倍,接头抗拉强度提高了2.2%,但延伸率降低了7.6%。2种热处理接头拉伸后均断裂在母材,断口均呈韧性断裂特征。结论先在焊前对J55钢母材进行热处理再采用TIG焊进行焊接,可获得力学性能优异的焊接接头,在焊前760℃热处理的条件下,得到的接头力学性能最优。

TA18钛合金TIG焊接头组织及耐腐蚀性能研究

采用2B实芯焊丝对12 mm厚的TA18钛合金板进行了TIG焊试验,研究了TA18钛合金TIG焊接头的显微组织,不同腐蚀介质中的电化学和应力腐蚀行为。结果表明:TA18钛合金接头焊缝区域分布大量粗大的柱状晶和少量等轴晶,在盖面、打底及中间填充层存在部分网篮组织;热影响区主要由针状的α’(α’)相、残余α相和β相组成。在3.5%NaCl溶液中进行电化学腐蚀试验,TA18钛合金接头各区域的耐腐蚀性能从高到低为:母材>焊缝>热影响区。比较TA18钛合金接头在大气环境和模拟海水环境中的慢应变速率拉伸应力-应变曲线,表明该接头的力学性能受海水影响不明显,且对海水的应力腐蚀敏感性较低。

火箭贮箱侧壁法兰结构TIG焊接变形仿真与顺序优化

文中针对火箭贮箱侧壁法兰结构TIG焊接的变形情况开展有限元分析,建立2A14铝合金贮箱侧壁法兰结构TIG焊接有限元模型,采用双椭球模型模拟马鞍形焊缝的焊接热输入情况,并根据焊接过程温度检测结果及焊缝宏观形貌校核热源模型,重点探究焊接起始位置、焊接顺序对关键部位(焊缝、密封槽)焊接变形的影响。模拟结果表明,焊后变形主要集中在焊缝区域,密封槽变形较小;焊缝与密封槽的焊接变形分布趋势相近,均在B(B')点出现变形峰值。此外,与改变焊接起点相比,改变焊接顺序对焊接变形的影响更为显著。贮箱侧壁法兰结构焊接顺序优化结果显示,在盖面反向焊(方案四)下,焊接变形分布较为均匀,焊缝和密封槽焊接变形最小。在这种情况下,焊缝最大变形量为1.022 mm,密封槽最大变形量为0.505 mm。

高频脉冲微TIG焊接电弧基值效应研究

为了探索微TIG焊接的焊接电流下限,研制了一种高频脉冲微TIG焊接电源,利用脉冲基值电弧电特性的改善提高焊接稳定性。通过电弧电流、电压波形,分析了电弧的电压滞后性,探讨了脉冲频率对脉冲电弧基值效应的影响,并进一步对零基值脉冲TIG进行了研究。结果表明,高频脉冲下的微电弧基值电压较稳态电弧大幅下降,更有利于维持微电弧的燃烧;在基值电流为0 A的条件下高频脉冲电弧也可维持燃烧,平均焊接电流可低至0.5 A,极限0基值时间与脉冲电流大小呈正相关。对于微细漆包线和端柱的微型工件连接,零基值脉冲微TIG焊获得了较好的焊接效果。

2219中厚铝合金VPTIG深熔焊接熔池行为与组织性能

针对2219-T87铝合金双频复合脉冲变极性TIG(DP-VPTIG)深熔焊接过程,采用高速图像采集和多物理场数值仿真技术对熔池传热传质行为进行研究,解耦了双频脉冲电流和方波变极性电流的作用机制,并探究了DP-VPTIG电弧对接头组织性能的影响。结果表明:双频脉冲能有效激发熔池内小孔,方波变极性电流能保证焊接过程稳定,DP-VPTIG可实现中厚板铝合金的高效高质量深熔焊接。相比常规VPTIG接头,DP-VPTIG接头焊缝组织更加细小,接头抗拉强度、屈服强度和延伸率分别提高了8%、17%和22%。

大熔覆速率TIG焊研究现状与展望

TIG焊具有焊接电弧稳定,焊缝成形美观,焊接过程无飞溅等优点,但也存在熔覆速率低的缺点。本文总结了热丝TIG焊、TOP-TIG焊、TIP-TIG焊、双钨极TIG焊、窄间隙TIG焊等几种提高TIG焊熔覆速率的高效TIG焊接方法,归纳了这几种大熔覆速率TIG焊接方法存在的问题,并展望了未来的发展方向。

活性剂对厚壁管TIG焊接的影响

TIG焊接焊缝质量高但其熔深小,生产率低。若在被焊工件表面涂敷一层特殊的活性剂,再进行TIG焊接,能够起到增大熔深的效果,即A-TIG焊。研究了三种不同活性剂对φ54 mm×8 mm厚的20#钢厚壁管TIG焊接的影响,研究发现:添加3号活性剂的接头外观质量最好,添加2号活性剂的次之,添加1号活性剂的最差;三种活性剂熔深均大于8 mm,熔深增加量均达到3.211 mm以上,而不添加活性剂的厚壁管则不能焊透。使用2号活性剂增加焊接熔深的效果最明显。20#钢管母材显微组织是铁素体和珠光体,接头热影响区组织相较于母材更粗大,焊缝区的晶粒进一步长大,在原奥氏体晶界处产生针状粗大的先共析铁素体,主要组织仍为珠光体和铁素体混合物。添加三种活性剂的焊缝组织无明显变化,获得的焊接接头拉伸试样均断裂在母材,焊缝强度均高于母材。

20钢管A-TIG大钝边打底焊法

利用手工A-TIG焊对20钢管进行了大钝边打底焊研究。钝边尺寸及装配间隙合理时,在适当工艺参数支持下,可实现活性TIG焊全位置大钝边打底焊接。活性剂作用下熔池表面张力方向的改变是影响A-TIG全位置大钝边打底焊成型的重要因素。平焊位置,内表面张力σ2是平衡向下的重力G与电弧力Fa的重要作用力;立焊位置,内表面张力σ2是平衡水平电弧力Fa主要作用力;仰焊位置,外表面张力σ1与内表面张力σ2是克服重力G的重要作用力。

PAW+TIG自动复合焊设备的应用与工艺研究

文中通过对PAW+TIG自动复合焊设备应用与工艺进行研究,并按照NB∕T 47014—2011标准,分别对板厚6 mm和8 mm不锈钢试板进行焊接工艺评定试验。结果表明:采用PAW+TIG自动复合焊工艺,焊缝成形美观、无损检测合格、接头力学性能满足标准要求。在薄壁箱罐常压容器产品纵环缝焊接中,使用PAW+TIG自动复合焊工艺进行焊接,既能提高焊接效率又能保证焊接质量。

基于CFD的活性TIG焊气路流场数值分析

通过计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)数值分析技术,研究了不同的气路结构形式对活性钨极氩弧焊气体流动特性的影响。通过建模软件创建了不同的焊枪气路模型,使用ANSYS fluent仿真软件采用离散相模型(Discrete Phase Model,简称DPM模型)对钨极氩弧焊(Tungsten Inert Gas Welding,简称TIG焊)的气体流域的压力场、速度场以及粒子流动轨迹进行了数值分析。结果表明,正V形气路结构最高压力为923 MPa,速度为44.4 m/s,是三种结构中最适合焊接的气路形式。同时,DPM模型下的正V形气路结构中,没有出现粒子沉积现象,是三种结构中防止粒子沉积现象最好的气路结构,揭示了活性TIG焊枪气路堵塞的部分原因并为活性TIG焊枪的改进和优化提供理论支持。

燃料棒加长端塞与包壳管TIG环焊工艺研究

新型燃料棒采用自主研发的锆合金包壳管,具有独特的长形中空下端塞结构,由于包壳管与端塞配合处壁厚较薄,端塞总长变长,采用常规燃料棒端塞TIG焊接方式将面临焊缝易烧穿、焊缝腐蚀检查不合格、焊接设备工装无法满足要求等问题。通过设计焊接工装和开展焊接电流试验、管内负压试验、夹持距离调整试验,针对新型端塞斜面面积小影响散热效果、焊接变形导致直线度超差问题,重新设计了焊接顶头结构;为避免焊缝熔深过大,选择了合适的TIG焊接峰值电流,并重新匹配焊接基值电流;为保证焊缝腐蚀检查结果合格,焊接前调整包壳管侧夹持距离,焊接过程中对包壳管管内空气进行抽空。采用新的TIG环焊工艺,获得了外观尺寸合格、理化性能优良的焊缝质量,焊接结果满足要求。

不锈钢水池热丝TIG自动焊技术的应用

不锈钢水池是储存放射性介质的重要设施。传统工艺采用手工钨极氩弧焊进行不锈钢覆面焊接,存在人员投入大、施工效率低、质量稳定性差等不足。经调研分析,热丝TIG自动焊是在传统TIG焊基础上发展的一种优质、高效、稳定、节能的焊接工艺,结合热丝TIG自动焊工艺特点采取部分加工控制措施可以很好地解决这些问题。通过某项目不锈钢水池热丝TIG自动焊技术的应用,总结分析了热丝TIG自动焊的实施效果,阐述了热丝TIG自动焊技术应用的控制要点。

LNG工程项目中TIG焊接设备管道数据效果分析

某工程在天津预制、在漠河装配,具有较高的精确性。介绍该项目的背景以及全自动TIG焊焊接方法的特征,分析工艺管道的焊接性,评价管道焊接工艺。经测试,在高温碳钢及不锈钢管道的根焊和热焊中,使用全自动TIG焊的焊缝特性能达到LNG项目技术规范书和ASME B31.3的标准,焊接效率较传统的人工方式提升了2倍,从而提升LNG项目工艺管道施工的质量和进度。

铝合金汽车车身TIG点塞焊修复工艺试验研究

本研究旨在探讨铝合金汽车车身TIG点塞焊修复工艺,以提高修复效率和质量。铝合金因其轻质和高强度特性,在汽车制造业中得到广泛应用,但修复工作面临挑战。通过TIG点塞焊技术,实现对受损汽车车身的高效修复。针对奥迪A6L轿车门板的修复试验,详细介绍了修复准备、工艺卡指导和施工过程。通过精确控制焊接参数和技巧,能够有效提升焊接接头的质量,满足修复标准。采用TIG点塞焊修复工艺,不仅能确保修复后的门板外观和结构符合要求,还能提高修复工作的安全性和可靠性。

30CrMnSiA与1Cr18Ni9Ti异种钢TIG自动焊工艺研究

本文针对30CrMnSiA和1Cr18Ni9Ti异种钢焊接难点,开展TIG自动焊接工艺研究。采用TIG自动焊工艺所获得的焊接接头表面及内部质量均无缺陷。通过对焊缝显微组织进行分析,1Cr18Ni9Ti侧热影响区组织晶粒粗化,而30CrMnSiA侧热影响区出现了比母材细小的组织。经力学性能测试发现室温拉伸强度接近于1Cr18Ni9Ti母材,应用TIG自动焊接工艺能够获得良好的力学性能。

压力容器21/4Cr1Mo1/4V钢深熔TIG焊接工艺

研究压力容器用21/4Cr1Mo1/4V钢深熔TIG焊接工艺,分析不同参数下焊缝的力学性能,通过工艺试验分析深熔TIG焊接中的主要影响因素,提出控制措施,获得良好的焊缝成形和综合力学性能。

钛管高速双枪TIG焊电弧和熔池动态行为的数值模拟

采用高速双枪TIG焊制造钛焊管。建立双钨极、双电弧和熔池耦合数学模型,研究温度场分布、电弧等离子体和熔池液态金属流动以及双枪TIG焊系统能量传输行为。电弧极性相同,在电磁力作用下,前后电极下方的电弧等离子体相向流动。熔池Marangoni力远高于电弧剪切力,是熔池上表面液态金属后向流动的主要驱动力。计算的双钨极电弧热效率为79.8%。高速双枪TIG焊可以提高钛焊管的制造效率和质量。

工艺参数对铝合金PPCA-TIG焊缝成形的影响

以3003铝合金为母材,利用自行设计制造的PPCA-TIG专用焊枪对其进行焊接,研究了不同工艺参数对3003铝合金PPCA-TIG焊缝成形的影响,并分析不同的工艺参数对焊缝深宽比的影响规律。结果表明,使用活性剂SiO_(2)焊接时可一次焊透8 mm厚的3003铝合金板,且当焊接电流为160 A时焊缝深宽比达到最大;使用活性剂MnCl_(2)焊接时,焊缝熔深可达到传统TIG焊的2.4倍,且当焊接电流为170 A时焊缝深宽比达到最大。当焊接速度为100 mm/min、弧长为2 mm、外层气流流量为12 L/min时,SiO_(2)和MnCl_(2)两种活性剂下的焊缝深宽比均达到最大;活性剂粒度增大,有利于改善焊缝表面成形,但焊缝熔深增加效果减弱。SiO_(2)比MnCl_(2)的深宽比要大。

TC4钛合金厚板窄间隙TIG焊接接头的高周疲劳性能

为了确定厚板TC4钛合金窄间隙TIG焊接接头的疲劳性能,对焊接接头三层位置的样品分别进行了室温高周疲劳(HCF)试验,利用扫描电镜与透射电镜对疲劳断口形貌及断口附近的微观组织进行观察与分析.结果表明:三层焊接接头的疲劳极限依次为420、390和400 MPa;第一层焊接接头的疲劳裂纹萌生于样品表面,位错组态以位错网络和位错阵列为主;第二层焊接接头的疲劳裂纹萌生于样品表面与焊接缺陷处,位错组态主要为位错缠结;第三层焊接接头的疲劳裂纹萌生于样品表面与近表面焊接气孔位置,位错组态主要为位错阵列及位错缠结.

SUS304奥氏体不锈钢TIG焊电弧增材制造工艺优化

为探索SUS304奥氏体不锈钢TIG焊电弧增材制造的最佳工艺窗口,采用不同沉积工艺参数对SUS304不锈钢进行单道多层墙体成形试验,试验通过改变电弧移动速度、送丝速度和层间冷却时间,研究其对墙体平均宽度和高度的影响,并考察墙体的金相显微组织和力学性能。结果表明,当热输入保持不变时,电弧移动速度和送丝速度相匹配,才能保证沉积过程的稳定;在保持热输入不变的情况下,随着电弧行走速度的增加,沉积层平均宽度从10.54 mm减小到7.5 mm,平均高度从6.75 mm减小到4.16 mm;随着送丝速度的增加,沉积层的平均宽度和高度均增加,其高度增加大约1 mm;随着层间冷却时间的增加,沉积层平均宽度明显增加,从层间冷却时间为2 min的10.54 mm增加到5 min的11.6 mm,高度变化不大,均在6.5 mm左右;沉积墙体的显微组织出现明显的方向性,主要由大量奥氏体和少量铁素体组成;相比于SUS304母材而言,x和z方向的抗拉强度均有所下降,约为母材的82.5%,且x方向的断后伸长率大于z方向。