SUS 301L不锈钢冷金属过渡焊搭接接头焊接工艺、微观组织及力学性能

随着我国轨道交通行业的飞速发展,车体减重对于节省能源有着重大意义。利用CMT冷金属过渡焊接技术对4—0.8 mm SUS301L-MT不锈钢搭接接头进行工艺研究,获取最优工艺参数;同时,观察焊接接头的宏观形貌、微观组织,测量其力学性能及变形。结果表明,在最优工艺参数下,焊缝成形美观,无明显缺陷,焊缝区组织主要为奥氏体柱状晶和枝晶状铁素体;焊接接头最大拉伸剪切力达到22 234.42 N,硬度测试最小值均出现在焊缝区;此外,焊后试板呈现波浪变形,最大Z方向变形量出现在试板边缘。

SUS301L不锈钢电阻点焊工艺研究

研究了SUS301L不锈钢电阻点焊的工艺。结果表明:选用中等偏硬一些的焊接规范,可以获得较理想的点焊接头,接头的外观、平滑度及熔核尺寸和力学性能满足了相关标准的要求;待焊表面涂抹专用密封胶后,可形成结合线伸入缺陷,但对接头组织和力学性能影响不大。

地铁用SUS301L奥氏体不锈钢激光焊接头残余应力研究

对地铁用SUS301L奥氏体不锈钢激光焊和熔化极活性气体保护焊(MAG)焊接接头的残余应力进行了X射线衍射测试分析。测试结果表明:激光焊和MAG焊接头均存在较大值的残余拉应力,残余应力分布趋势相同。激光焊接头残余应力峰值低于MAG焊接头残余应力峰值,这是由于激光焊热输入量较小,对母材热影响较小,母材塑性压缩效应低造成的。

氮对SUS301L不锈钢耐蚀性影响的探讨

采用电化学法、5%硫酸腐蚀试验、65%硝酸晶间腐蚀法和42%沸腾氯化镁法等对不同氮含量的SU301L不锈钢的耐点蚀、均匀腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀性能进行了评价,探讨氮对亚稳定奥氏体不锈钢SUS301L耐蚀性影响的规律。试验结果表明:氮的加入提高了SUS301L不锈钢的耐点蚀性能,当氮含量在0.1%～0.15%内变化时,对材料的耐应力腐蚀能力无显著影响。适量的氮能有效阻碍晶界碳化铬的析出,提高SUS301L钢的耐晶间腐蚀性。当氮含量达到0.15%以上,晶界氮化铬的析出会造成SUS301L钢的耐晶间腐蚀性能的下降。

SUS301L系列不锈钢在轻量化城轨车辆车体上的应用

在综合分析SUS301L系列不锈钢主要特性的基础上,提出城轨车辆车体的选材思路与原则,并结合城轨车辆的车体结构特点和静强度仿真结果,完成某B型轻量化不锈钢车体中主要零部件在该系列不锈钢材料中的选用。

SUS301L不锈钢TIP-TIG焊接头组织与性能的研究

采用光学电镜、扫描电镜和X射线衍射等测试方法研究了SUS301L不锈钢TIP-TIG焊接头的组织;通过维氏硬度计和电子万能试验机研究接头力学性能。结果表明,SUS301L不锈钢TIP-TIG焊接头组织为δ残存、(γ+δ)共晶和γΠ,其中δ-铁素体呈蠕虫状、侧板条状或骨骼状形态分布;熔合区δ-铁素体呈蠕虫状分布于γ-奥氏体晶界;接头中热影响区粗晶区为软化区,平均硬度值为HV185。接头断裂位于热影响区粗晶区,断裂形式为韧性断裂,断口呈韧窝形貌。

SUS301L不锈钢激光-脉冲MAG复合焊接的熔滴过渡及接头组织性能研究

使用激光-脉冲MAG复合焊对SUS301L奥氏体不锈钢平板进行了对接焊试验,研究其焊接过程中电弧形态、熔滴过渡,以及其与脉冲电流、电压的对应关系,并分析了焊后接头的组织与力学性能。结果表明:激光-脉冲MAG复合焊的电弧形态及熔滴过渡稳定,呈一脉一滴平稳过渡。焊缝中心主要为细小的柱状奥氏体晶粒和少量的δ铁素体组织。焊缝中心的硬度最低,母材硬度最高,越接近母材硬度越大。接头的平均抗拉强度为736 MPa,达到母材的76%;所有弯曲试样压弯180°后,表面未出现裂纹。SUS301L奥氏体不锈钢激光-脉冲MAG复合焊接的接头质量较好。

低/高温对暖通用SUS301L不锈钢离子渗氮层结构与耐磨性能的影响

为了提高暖通用SUS301L不锈钢表面的综合性能,在低温(500℃)和高温(900℃)2种温度下对其表面实施渗氮形成离子渗氮层,通过试验测试的方式分析了离子渗氮层的微观组织与耐磨特性。结果表明:500℃渗氮处理后基体表面形成了约7μm的离子渗氮层和平直分布的白亮组织,组织中只溶入了很低比例的氮;900℃进行渗氮处理后基体表面形成了23μm厚的离子渗氮层,该离子渗氮层的XRD谱中形成了CrN与N的衍射峰。经过500℃与900℃渗氮后试样都发生了硬度的大幅提升,硬度最大的是900℃下制得的离子渗氮层。500℃下制得的离子渗氮层的硬度随着载荷的提高而不断减小。相对于SUS301L不锈钢基体,离子渗氮层的摩擦系数更加稳定,表明离子渗氮层具有更优的摩擦磨损特性。离子渗氮层的磨痕深度与宽度相比基体均明显降低,900℃渗氮后的试样获得了比500℃渗氮后的试样更高的磨损量。

SUS301L不锈钢激光焊接头疲劳损伤行为研究

研究SUSS301L不锈钢激光焊搭接接头的疲劳性能,并获得相应的S-N曲线及条件疲劳极限,通过宏观断裂形貌和疲劳断口分析,探讨SUSS301L不锈钢激光焊搭接接头的疲劳断裂模式与损伤行为。结果表明:SUSS301L不锈钢激光焊搭接接头失效概率为1.0%和0.1%的疲劳极限最大力分别为2.22、2.08 kN;通过有限元模拟分析得出,板材加载端的焊缝连接处是应力集中强烈部位,疲劳裂纹从该区域萌生并扩展;根据加载疲劳应力的大小,焊接接头在最终的断裂模式出现低应力疲劳断裂与高应力疲劳断裂两种模式,低应力疲劳断裂典型特征为"穿板断裂",而高应力疲劳断裂表现为"穿板+穿缝"特征。

地铁车顶用SUS301L不锈钢激光焊接工艺参量优化

为了研究地铁车顶SUS301L不锈钢叠焊工艺中对熔宽熔深的技术需求,运用数值模拟技术分析了各项焊接工艺参量对熔宽熔深的显著影响,采用正交实验法则对工艺参量进行了优化设计,取得了激光焊接SUS301L不锈钢薄板的工艺参量。结果表明,SUS301L不锈钢薄板激光焊接在激光焊接功率为1050W、焊接速率为36mm/s、离焦量为1mm、保护气体流量为25L/min时,熔宽和下板熔深分别为1216.4μm和407.4μm;在最优工艺参量条件下,焊缝表面呈银白色,连续且完整,焊缝区为等轴晶与柱状晶,焊缝平均拉剪强度为2559.96kN;仿真结果与试验结果具有较好的一致性,表明所建立仿真模型的正确性。该研究为后期工艺数据库的搭建提供了参考。

SUS301L不锈钢激光-MIG复合焊接头在不同温度NaCl溶液中的腐蚀性能研究

使用光学显微镜和装有背散射电子衍射（EBSD）系统的扫描电镜对6 mm SUS301L不锈钢板材激光-MIG复合焊接头进行了显微组织分析和背散射电子衍射（EBSD）相分析,并对对接头各区域在20、40、60℃的3.5 wt%Na Cl溶液中的动电位极化曲线和腐蚀性能进行了检测分析。结果表明：母材和热影响区奥氏体基体上分布有较多板条状形变马氏体,焊缝为δ-Fe和奥氏体双相铸态组织,大量的Cr23C6弥散分布于熔合线附近的体心立方（BCC）结构相中;Na Cl溶液温度的升高明显恶化了焊缝和热影响区的耐腐蚀性能,母材的耐蚀性能反而提高。

SUS301L不锈钢激光焊研究现状

SUS301L系列奥氏体不锈钢及系列等效产品由于其良好的抗晶界腐蚀性及力学性能已成为轨道车辆车体制造的主要材料。激光焊作为一种前沿焊接方法,已被应用到轨道车辆车体的生产制造中。文中阐述了YAG固体激光焊、CO2激光焊、盘式固体激光焊、光纤激光焊、激光-MAG复合焊、激光-MIG复合焊等焊接方法的特点,介绍了SUS301L不锈钢采用不同激光焊方法时的特性,对SUS301L不锈钢激光焊以及激光电弧复合焊的发展趋势作出展望。

SUS301L不锈钢激光焊接对接接头性能研究

本文选用材料为轨道客车车体中用量较大的SUS301L不锈钢,通过对SUS301L三种不同调质状态下母材和激光焊接对接接头的组织和力学性能的对比分析,为今后此种不锈钢在轨道车辆车体设计中的使用提供有力的依据。

加热对SUS301L不锈钢耐腐蚀性能的影响

国产SUS301L不锈钢调修加热温度在450~850℃范围时,存在晶间腐蚀倾向,应对热处理后不锈钢试样进行晶间腐蚀试验,以评估其耐腐蚀性。

不锈钢城轨车辆电阻焊疲劳性能研究

不锈钢城轨车辆多采用SUS301L冷轧不锈钢薄板,结构以电阻焊连接为主,车辆运行过程中电阻焊接头会受到复杂载荷作用而失效,疲劳断裂是其主要的失效形式。研究电阻焊接头受力情况,对于改善和优化焊接结构设计、电阻点焊工艺及使用寿命评估具有重要意义。文章针对不同强度等级、不同厚度组合的电阻点焊接头进行疲劳试验,分析疲劳性能与SUS301L不锈钢强度和厚度的关系,结果表明:SUS301不锈钢板厚≤4 mm时,板厚的增加有助于疲劳强度的提高;奥氏体不锈钢板SUS301强度等级分别为DLT、ST、MT、HT,在材料板厚一致的条件下,电阻点焊疲劳极限随着材料抗拉强度增加呈现先上升再降低的趋势,与强度等级无直接的正比关系。对不锈钢电阻焊疲劳断裂微观分析,发现试样受力发生偏转,热影响区形成应力集中,电阻点焊试样疲劳裂纹在热影响区萌生并向母材区扩展,疲劳断口呈脆性断裂特征。

SUS301L不锈钢CO_2激光-MIG复合焊接头组织性能研究

针对2mm厚SUS301L奥氏体不锈钢薄板进行CO2激光-熔化极惰性气体保护电弧(MIG)复合对接焊试验,深入分析了焊接接头不同区域的显微组织及相组成,研究了装配间隙对焊接接头微观组织和力学性能的影响。结果表明,SUS301L奥氏体不锈钢复合焊接接头中心区域呈一定方向性的细小枝晶组织,未出现等轴晶区域,偏离焊缝中心区为垂直于熔合线向焊缝中心生长的柱状晶组织,距焊缝中心距离越远,晶粒越粗大;焊接接头主要由γ奥氏体相和少量δ铁素体相组成,焊缝凝固模式为铁素体-奥氏体结晶(FA)模式,凝固过程中发生的δ-γ转变由块状转变和相界面处的短程自由扩散作用共同完成;随着装配间隙的增大,焊缝残余δ铁素体含量逐渐降低,抗拉强度随之下降,断裂发生在焊缝靠近熔合线区域的粗大柱状晶区。

SUS301L不锈钢薄板CO_2激光-MIG复合焊工艺研究

针对2 mm厚SUS301L不锈钢薄板进行CO2激光-MIG复合焊接实验。研究了保护气体、热源间距、电弧电流、激光功率等工艺参数对焊缝成形及焊接过程的影响规律,以及复合焊接对装配间隙和错边的适应性。试验结果表明:CO2激光-MIG复合焊接保护气采用He、Ar混合气时可以改善焊接过程稳定性,当He气比例达到50%即可获得较好效果;热源间距为2 mm时,焊接过程波动较小,所得焊缝成形均匀;当电弧电流为150 A时,激光功率为2 000 W时焊缝背面熔宽较1 600 W时小,在电弧电流超过150 A时,焊接飞溅严重,过程稳定性变差。在优化的焊接工艺下,复合焊接对间隙不大于1.0 mm,错边不大于1.2 mm的装配误差有良好的适应性,但是随着装配间隙和错边量的增大,接头强度逐渐降低,拉伸试样全部断裂在焊缝中靠近熔合线的粗大柱状晶区,断裂类型属韧性断裂。

利用试验优化设计方法优化SUS301L奥氏体不锈钢板非穿透激光搭接焊工艺参数

提出了一种试验设计方法来优化SUS301L奥氏体不锈钢非穿透型激光搭接焊接工艺参数。在保证焊接接头的力学性能的前提下,通过对焊接过程中工艺参数的优化来减少焊缝背面变形。为了获得最佳的工艺参数,试验制定了一套与每个焊缝特征相关的焊接参数的数学模型,并以熔深的最小化和熔宽的最大化,以及背面变形和剪切强度作为目标进行了优化。研究采用了部分正交试验法来降低试验误差和减少试验样本数。试验所用激光器为CO_2激光器,试验优化得到的最佳工艺参数为:激光功率P=2.2kW、焊接速度v=4.5m/min、激光入射角θ=45°、离焦量Δf=-+2mm、保护气体f_g=25L/min(He:Ar=2:3)。

不锈钢搭接激光非熔透焊接头疲劳性能的研究

随着不锈钢轨道客车的不断发展,目前车体焊装中主要采用的电阻点焊技术将会逐渐被激光焊接取代。该文针对SUS301L奥氏体不锈钢搭接激光非熔透焊接头进行疲劳性能研究,通过数据处理建立并绘制了接头的S-N曲线,以此对不锈钢搭接激光焊接头的疲劳性能进行分析与研究。

电阻点焊在不锈钢轨道车辆上的应用研究

分析轨道车辆用SUS301L系列高强奥氏体不锈钢材料的机械性能,分析车辆用的薄板不锈钢材料的焊接性能,特别是在表面不涂装的轨道车辆对焊接表面成形有特殊要求下的焊接性能的分析,适合采用电阻点焊技术的工艺技术。分析不锈钢轨道车辆的重点部位结构的焊接工艺技术特点和表面不涂装的车辆外质量的外观特殊要求,分析车辆焊接使用的电阻点焊设备在点焊设备的焊接通电方式、焊接设备的外观结构形式、设备焊接能力方面、设备基本操作、设备组成等方面的特点要求和应用要求,总结分析电阻点焊设备在不锈钢车辆焊接上的应用技术。