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。

脉冲TIG增材修复TB6钛合金组织和性能优化

采用脉冲钨极惰性气体保护焊(TIG)增材制造技术对TB6钛合金进行缺陷修复,研究工艺参数(脉冲电流和脉冲时间)和热处理对修复后TB6钛合金微观组织和力学性能的影响,以确定最佳的热处理工艺参数。结果表明:在脉冲电流为50 A,脉冲时间为40 ms时,修复状态下TB6钛合金的力学性能相对较好,抗拉强度为1113 MPa,伸长率为5.26%。对样品依次进行固溶和时效热处理,在不同温度(740,760,780℃)下固溶2 h后,初生α相逐渐溶解,而β相生长并均匀分布在基体中。水淬后,β相的生长受到抑制,β晶粒内析出针状的斜方马氏体α''相,导致抗拉强度下降,伸长率显著提高。在不同时效温度(500,520,540℃)下保温8 h,α''相不断生长,逐渐转变为等轴晶粒,力学性能显著提高。在780℃/2 h WC+520℃/8 h AC条件下获得最佳的组织和力学性能,抗拉强度为1119 MPa,伸长率为7.36%。

热处理对CLAM钢TIG焊接接头显微组织影响

采用TIG焊接方法对中国低活化马氏体钢(CLAM钢)进行了平板对接试验,分别对焊接接头采用不同温度的焊后热处理,试验温度分别为610,660,710,760,810℃,保温30 min.结果表明,焊后进行热处理与不做热处理两种情况下,CLAM钢焊接接头微观形貌和硬度存在很大不同;随温度增加,焊接接头焊缝中马氏体板条分布及尺寸均匀性得到提高,热处理温度710℃以上时板条均匀性最好,但晶粒尺寸与板条也会随温度升高而长大.焊后热处理使焊接接头各部分硬度随热处理温度的升高而逐渐降低,焊缝金属硬度下降值比母材和焊缝热影响区大得多,尤其在810℃时焊缝金属硬度下降值最大,降至与母材硬度相当.

固溶处理对Inconel600合金TIG接头组织和性能的影响

研究了Inconel600镍基合金TIG接头在不同温度下固溶处理的组织、力学性能及耐腐蚀性。结果表明,随固溶处理温度增加,其硬度、强度下降,塑形增加;低温下固溶处理,热影响区会形成粗大块状的Cr_(23)C_6碳化物,使耐蚀性能下降;1250℃固溶处理时,晶粒粗大,晶界变粗,平直度增加,且晶界上杂质元素偏析严重,导致耐蚀性下降。所以其最合理的固溶处理温度为1050~1150℃。

深冷处理对5A06铝合金TIG焊接头组织的影响

用手工氩弧焊、SAlMg-3焊丝对5A06铝合金板进行了TIG焊,采用液氮对5A06铝合金焊接接头进行了深冷处理,深冷处理温度为-155℃,保温时间为4 h,8 h,10 h,并对深冷处理前后的5A06铝合金焊接接头进行了金相组织观察、XRD衍射测试。研究结果发现,深冷处理可以使接头组织形成亚晶结构,使得晶粒细化,β(Mg_2Al_3)相的数量明显增加,且分布更加均匀、弥散,形成了弥散强化,改善了铝合金接头的组织。

热处理对MGH956合金TIG原位合金化焊接的焊缝组织的影响

MGH956合金TIG原位合金化焊接后焊缝中合金元素易烧损,强化颗粒易聚集,研究了一种热处理方法对焊缝的组织的影响。焊接填充材料的ωV=2.0%,热处理条件为700℃保温2h后空冷。焊缝热处理后,晶界上的偏聚明显减少,在晶粒内部生成更多的细小弥散分布的颗粒,EDS分析主要为YAlO3、TiC和TiN颗粒,此外还有(Ti,V)C复合颗粒,由于VC比TiC与铁基的润湿角更小,复合颗粒与焊缝基体结合更好。通过原子探针分析,热处理后,焊缝中Y元素的偏聚减少,进而减少焊缝的气孔量,最终提高焊缝的性能。

固溶时效处理对AZ系镁合金TIG焊接头微观组织和显微硬度的影响

通过对AZ系镁合金钨极氩弧焊(TIG)焊接接头进行固溶时效处理,研究其显微组织和显微硬度的变化。结果表明,在时效初始阶段(0～10h),熔合区中Al和Zn元素扩散速度和β-Mg17(Al,Zn)12的体积分数增加较快,其显微硬度随之增加较快。随着时效时间的延长,熔合区中的β-Mg17(Al,Zn)12的析出逐渐达到饱和,β-Mg17(Al,Zn)12的体积分数不再增加,显微硬度基本不变。

钛合金窄间隙TIG焊试板热处理前后表面残余应力研究

采用磁控窄间隙TIG焊接方法对31mm厚TC4钛合金试板进行焊接,焊接完成后采用压痕应变法测量真空退火处理前后表面焊接残余应力分布。结果表明,试板表面纵向焊接残余应力σx和横向焊接残余应力σy均较高;试板下表面焊接残余应力高于上表面焊接残余应力;峰值焊接残余应力出现在高温热影响区,数值可以达到材料屈服强度的50%~60%。经过650℃的真空退火热处理,焊接试板的纵向和横向残余应力均显著降低,残余应力降低幅度最高超过50%,剩余残余应力峰值均低于200MPa,表面残余应力重新分布。

某导弹30CrMnSi壳体TIG焊缝微裂纹分析

对某30CrMnSiA材料TIG焊接壳体焊缝区域裂纹进行了分析,利用X射线、显微硬度计、金相显微镜、扫描电镜等对断口进行了观察和检测。通过分析断口物、化特征,认为该裂纹为热处理淬火保温过程中出现的再热裂纹,亦有小部分可能为微小尺寸未检出的焊接热裂纹,均属于冶金裂纹,通过一系列措施加以控制,效果良好。

焊后热处理对AZ31B镁合金自动TIG焊焊接接头的影响

利用六轴机器人夹持氩弧焊枪对AZ31B变形镁合金进行了平板对焊,探讨了焊后热处理对焊接接头微观组织、第二相及力学性能的影响规律。结果表明,焊后热处理有效改善了焊接接头的微观组织,大幅提升了焊接接头的力学性能。焊后热处理后,焊接接头微观组织中晶粒尺寸没有太大改变,但沿晶界分布的第二相数量明显减少,焊接接头的抗拉强度和伸长率分别达到了母材的97.8%和84.5%。未经热处理的拉伸样品是在焊缝处断裂,断口呈现出典型脆性断裂特征;而热处理之后的拉伸则是在热影响区断裂,断口呈现出准解理偏韧性的混合断裂特征。

焊趾TIG重熔层激冷处理后残余应力场有限元分析

用有限元法计算了焊趾TIG重熔及激冷处理后对接接头的残余应力场,并采用盲孔法测试了焊趾部位的残余应力值计算和测试结果表明:焊态下及焊趾TIG重熔后,焊趾处均为残余拉应力,而对TIG重熔层进行喷淋激冷处理后,则形成残余压应力场。从而可通过改进焊趾TIG重熔工艺,来进一步提高机车车辆转向架等焊接结构的疲劳强度。

回火对CR22MnB5/DH1050异种钢TIG焊接头组织及性能的影响

利用金相显微镜、维氏硬度计、微控电子万能试验机等测试方法对不等厚22MnB5/DH1050异种高强钢薄板TIG焊接头回火处理前后的显微组织与硬度分布进行试验分析。结果表明,焊接接头未经回火处理时,焊缝组织为板条状马氏体,焊缝处硬度最大值为HV513.4。250℃回火处理后,焊缝组织中板条状马氏体分解,并伴随着碳化物析出,焊缝组织最终转变为回火马氏体,导致硬度略有下降,硬度值达到HV468.2。接头抗拉强度相对于未回火处理时的变化不大,但断后伸长率则明显提高。焊后进行550℃高温回火后焊缝中回火索氏体转变基本完成,显微硬度相比回火前的大幅降低,其最大硬度值为HV342.9,焊接接头的抗拉强度明显下降,塑性显著提升。

中低温热处理对SUS304不锈钢TIG焊接接头组织及力学性能的影响

轨道交通车辆在冲击振动试验后,部分设备SUS304不锈钢焊接件出现断裂失效现象。为了提升SUS304不锈钢焊后机械性能,采用金相显微镜、扫描电镜、硬度测试及拉伸试验等方法,研究了中低温热处理工艺对2 mm厚SUS304不锈钢板TIG焊接接头的组织及力学性能的影响。研究发现,经400℃热处理30 min及焊接后未处理态焊缝组织均由γ-奥氏体与δ-铁素体组成,δ-铁素体主要分布于富Cr区呈蠕虫状,热处理后δ-铁素体含量有一定程度的减少。焊接接头热处理后硬度值整体较未处理态低,焊后焊缝屈服强度为189.5 MPa,应变为64.5%,热处理后屈服强度为221 MPa,应变为72.7%,屈服强度提升了16.6%,达到母材的屈服强度。断口呈现出韧性断裂特征且无显著焊接缺陷,主要呈现出较深的韧窝,韧窝分布着第二相粒子,第二相粒子阻碍滑移造成应力集中而产生微坑,成为裂纹的主要发源地之一。

热处理对T91钢管TIG焊接头组织与性能的影响

对T91钢TIG接头的热处理要求很严格,采用不同的热处理工艺对T91钢管的TIG焊接头进行热处理,分析了不同热处理工艺下TIG焊接头在力学性能和显微组织上的差异。结果表明:碳化物的扩散决定了T91钢管TIG接头力学性能和显微组织。温度对晶粒的大小和马氏体中碳化物扩散的影响远大于保温时间。

回火温度对9Cr0.11V钢TIG焊缝组织与力学性能的影响

研究了不同回火温度对9Cr0.11V钢焊缝组织和力学性能的影响。结果表明,随回火温度的升高,由表层到焊缝中心硬度逐渐降低。850℃回火处理后,焊缝硬度整体明显下降,回火马氏体尺寸增大,均匀性提高。回火后断口的韧窝数量增加,冲击韧度明显改善。

不锈钢热丝TIG自动焊常见缺陷原因分析及防治措施

核电站不锈钢水池对接带垫板焊缝采用热丝TIG自动焊焊接时,因覆面板与拍片槽偶有组装贴合不严的情况,在焊缝区域易出现未熔合等缺陷。为解决该问题,制作1∶1模拟试验件进行焊接、无损检测,进行原因分析,找到焊接缺陷发生的根源,通过防治措施验证试验,进一步验证防治措施的正确性。整个模拟和验证试验均按照现场环境、条件、程序进行,真实还原出现缺陷后,该防治措施的有效性。通过分析焊接缺陷的原因,总结经验,制定防治措施,改善热丝TIG自动焊焊接质量,提高焊接一次合格率。

22MnB5热成形钢板TIG焊后淬火热处理试验研究

对4 mm厚22MnB5热成形钢板钨极氩弧焊后的微观缺陷件进行焊后淬火热处理试验研究。试验设备采用DL-LPM-Ⅲ激光数控加工机和SP-25AB高频焊机,分别对焊接样件进行焊后淬火热处理,分析不同热处理方法对材料微观组织和力学性能的影响,以选择最优方案。生产中通常采用的直流TIG焊(非熔化极惰性气体钨极保护焊)工艺,在无损检测时样件虽然没有明显宏观缺陷,但焊接过热会导致魏氏组织出现在焊缝金属中,接头严重软化。应用DL-LPM-Ⅲ激光数控加工机,对焊件接头表面进行焊后淬火热处理,虽然接头淬火区域分布均匀的马氏体组织,硬度良好,但激光淬火方式并不能将试件完全淬透,中心未淬火区域1.4～2.6 mm,铁素体和珠光体的混合组织以及魏氏组织仍然存在。应用SP-25AB高频焊机,对焊件表面进行高频感应热处理,淬火后焊件接头各处分布均匀的板条马氏体和下贝氏体组织,可以将试件完全淬透。高频淬火淬硬层深度1.7～2.5 mm,既可提高工件表面硬度和工件整体强度,又可避免对轨道车辆零部件整体加热所带来的不便,提高设备使用效率,节省成本。

深冷处理对TIG焊接件组织及力学性能的影响

母材为6005A铝合金,焊丝为5356铝合金的TIG焊接板材,分别经过固溶、固溶+深冷、固溶+时效、固溶+深冷+时效工艺后,通过拉伸试验机、金相显微镜、电子扫描显微镜分析研究深冷处理对TIG焊接件组织及力学性能的影响。结果表明,TIG板材经深冷处理后屈服强度与抗拉强度均有所提升,深冷后时效较未深冷处理试样屈服强度与抗拉强度分别提升6%和8%;TIG板材焊接接头经固溶+深冷+时效处理后,屈服及抗拉强度与母材相近,但其塑性有所下降。

Ti-6321钛合金钨极惰性气体保护焊接头的微观组织与力学性能

采用钨极惰性气体保护(tungsten inert gas,TIG)焊获得了质量良好的大厚度Ti-6321钛合金焊接接头,对比热处理前后焊接接头熔融区、热影响区和母材区的微观组织变化,测试焊接接头的冲击性能、断裂韧度及拉伸性能,并与母材进行对比。结果表明:焊接接头熔融区退火前的组织由粗大β柱状晶组成,晶内为充分生长的针状马氏体α′相,热影响区为β基体和初生α相组成的等轴组织,β基体中析出针状马氏体α΄相;退火后,熔融区和热影响区β晶粒内部的马氏体α΄相完全转变为次生α相。Ti-6321钛合金焊接接头的冲击韧性,断裂韧度,抗拉强度及伸长率分别为80.3 J/cm^(2),113.00 MPa·m^(1/2),873 MPa和9%,为母材的104.7%,84.1%,100%和67.7%,相比母材断口,接头冲击断口具有更为粗糙的阶梯形貌表面以及微观尺寸更小的等轴韧窝,而韧性断口表面整体更加平坦,且疲劳裂纹扩展区更窄。

强化处理对GIS罐体焊缝组织和性能的影响

气体绝缘金属密封组合电器(GIS)上使用的互感器罐体为2A12铝合金材质,为了分析2A12铝合金焊接工艺并提高罐体焊缝质量,对2A12铝合金进行钨极氩弧焊(TIG)焊接工艺试验,并在不同强化处理条件下对焊缝的微观组织及性能进行了研究。通过对比试验发现,不同的强化处理方式下,焊缝性能不同,采用退火+固溶+分级时效强化处理的焊缝性能最好,而退火+单级时效强化处理后的焊缝性能最差。