Study of fractal character of the fusion line in dissimilar welded joint

The fractal dimension of the fusion line in different dissimilar welded joints is measured with Box Dimension Method.The non scale region of the fusion line with fractal character is calculated. The fusion line in the dissimilar welded joint is proved to be a fractal structure. The change and influence factors of the fractal dimension of the fusion line are studied.

铝合金/钢异种材料熔钎焊接工艺及其研究现状

铝合金/钢复合结构以具有重量轻、综合性能高等优势在汽车、航空航天、石油石化、电力、船舶等行业具有广泛的应用前景。但二者之间巨大的理化性能差异,使铝合金/钢板异种金属的焊接仍然存在诸多问题。熔钎焊接工艺是基于母材之间存在的熔点差异,通过精确控制焊接热输入,在确保高熔点母材不熔化的前提下,让低熔点母材和填充金属熔化形成熔焊接头,并与未熔化的高熔点母材形成钎焊连接接头,是适合铝合金/钢复合结构优质高效制备的合适焊接工艺。通过对国内外对铝合金/钢熔钎焊接工艺、接头组织性能调控等方面研究现状的综合评述,讨论了铝合金/钢熔钎焊接技术存在的问题,并对铝合金/钢熔钎焊接技术工程化应用所采取的措施进行阐述。

不同裂纹位置焊接接头J积分有限元数值分析

针对焊接接头中母材、焊缝、热影响区的性能各不相同的问题,利用有限元方法,建立了焊接接头有限元计算模型,编写了J积分有限元计算程序。计算结果表明,在平面应变和平面应力两种状态下,焊接接头三个不同裂纹位置的J积分值与全母材和全焊缝材料的J积分值均不相同,但具有一定的规律性;裂纹分别处于焊接接头不同位置时的J积分有限元计算结果也不相同。根据各种情况下的有限元计算结果,结合焊接结构安全评定的工程实际提出了指导意见和建议。

异种钢焊接接头熔合区马氏体带的化学成分和组织结构

借助光学及电子显微镜，对不锈钢焊条焊接低合金高强钢的异种钢接头熔合区的马氏体带，进行了试验研究。结果表明，马氏体带含大量位错形马氏体、少量的孪晶形马氏体、残余奥氏体以及Ｃｒ２３Ｃ６ 化合物；熔合区化学成分分布特征缘于不充分的扩散传质；马氏体的数量、亚结构特征以及Ｃｒ２３ Ｃ６ 化合物的形成取决于母材和填充金属的化学成分。

熔化焊接头特征区域研究

通过大量的熔化焊接头试样的观察和研究，提出了熔化焊接头特征区域划分新方案。文中详细地讨论了各特征区域的形成过程。并归纳出“不均匀混合区”和“不完全熔化区”的形貌特征。

钢铝异种金属对接接头激光填丝熔钎焊工艺研究

采用光纤激光和铝硅焊丝对2.5 mm厚6013铝合金和镀锌低碳钢的异种金属对接接头进行了激光填丝熔钎焊,试验研究了激光功率、偏移量、送丝速度等焊接工艺参数以及坡口角度对焊缝成形的影响,表征了典型焊缝界面处的微观组织,评估了钢/铝熔钎焊对接接头的抗拉强度。试验结果表明:在适当焊接参数下可以获得成形良好、无气孔缺陷和裂纹,且具有一定抗拉强度的钢/铝对接接头。在钢板采用30°坡口时,接头最大抗拉强度为88 MPa,45°坡口时强度可以达到135 MPa。

异种钢熔焊接头特征的分形探讨

以异种钢熔焊接头为研究对象 ,探讨了用分形描述熔焊接头特征的可能性 ,结果表明是可行的 .对接头中的熔合线和垂直熔合线的元素分布曲线进行了分形描述 。

铁素体与奥氏体异种钢焊接接头表面开口裂纹的电磁检测

为了研究电磁检测技术检测铁素体与奥氏体异种钢焊接接头表面开口裂纹的能力,制作了Q235R与S30408异种钢横向刻槽对比试样和纵向刻槽对比试样,开展了涡流阵列检测和交流电磁场检测试验。结果表明:涡流阵列检测技术能够检测异种钢焊接接头的横向裂纹和远离铁素体与奥氏体熔合线处的纵向裂纹,但无法检出熔合线处的纵向裂纹;交流电磁场检测技术能够检测熔合线处的纵向裂纹,但无法检测出远离铁素体材料的纵向刻槽;涡流阵列检测技术与交流电磁场检测技术的组合,可以解决铁素体与奥氏体焊接接头的表面开口裂纹的检测问题。

火电厂异种钢焊接接头早期失效研究现状

概述了铁素体/奥氏体异种钢接头在国内外火电厂的使用历史、早期失效情况统计以及失效形式。通过综述异种钢焊接接头特性、自身缺陷和服役状况等多方面的研究现状,分析了导致接头早期失效的内因和外因,结合国内火电机组调峰的实际情况,对变工况运行引起的交变应力与异种钢接头早期失效的联系进行了阐述。根据异种钢接头早期失效研究中尚存的不确定因素,明确了下一步研究方向。

电站锅炉12Cr1MoVG/TP347H异种钢接头断裂分析

某电站锅炉高温再热器进口管12Cr1MoVG/TP347H接头运行1.7万h发生断裂,断裂发生在12Cr1MoVG侧焊缝熔合线处,对该管断口处经过成分分析、力学性能试验、金相组织检验,结果表明:母材的成分、强度、塑性、硬度等均满足相关标准要求;管段母材和热影响区金相组织未发现异常;焊缝的主要成分未见异常;焊缝宏观无明显的台阶和塑性变形,为脆性断口特征。认为该接头断裂为典型的A/P类异种钢接头早期失效,该接头早期失效断裂主要由于接头两侧母材运行中产生脆化层和软化层,力学性能差异导致的三轴拉应力所致,在接头焊接工艺中焊缝成形不良,接头坡口设计不合理、结构突变大(如焊瘤、背凸过大等)导致的应力集中促进了该接头早期失效。

核电站关键设备异种钢焊接接头16MND5/309L熔合线组织性能研究

目前国内主流在役核电堆型为二代压水堆型,关键设备的接管与安全端的焊接均采用异种钢焊接接头,其接头形式为:在接管端堆焊不锈钢隔离层(ER309L+ER308L),再用不锈钢焊材(ER308L)与不锈钢安全端进行对接焊。分析研究国内二代核电技术制造的16MND5/309L/308L/Z2CND18-12N异种钢焊接接头16MND5/309L侧熔合线的金相组织、冲击性能、显微维氏硬度分布、微曲线能谱及断口形貌。结果表明,16MND5/309L侧熔合线冲击性能普遍偏低,部分区域存在脆性断裂,断裂位置一般位于熔合线附近的马氏体带上,以沿晶断口为主,马氏体带整体分布不均匀,且宽度范围无明显规律。16MND5/309L侧熔合线附近硬度值最高,硬度值向16MND5/309L界面两侧呈递减趋势,且在16MND5侧靠近熔合线附近(约0.5~1mm)出现明显的硬度降低区域。16MND5/309L界面处产生碳迁移和脆性过渡层(马氏体带)明显,在熔合线两侧产生一个增碳层和脱碳层,造成16MND5/309L侧熔合线冲击韧性严重下降。

基于计算机的水下湿法焊缝成形问题分析

通过实验得到空气中和水中同样焊接工艺参数下焊接焊缝的熔宽和熔深,对比两者的不同,说明水会对焊接电弧和电弧能量产生影响。在同样的焊接工艺参数下,采用水下湿法进行焊接得到的焊缝熔宽更窄,熔深更深。随后又通过模拟得到4种焊接工艺参数条件下的焊缝尺寸数据,并与实验结果进行了对比,说明模拟方法能够较为准确的确定其焊缝形状尺寸。

TP347HFG/12Cr1MoVG异种钢焊接接头开裂原因

某大型电站锅炉屏式过热器TP347HFG/12Cr1MoVG异种钢钨极气体保护全氩弧焊接接头服役1.5×10^(4)h后频繁发生开裂泄漏。利用宏观观察、金相检验、扫描电镜分析及力学性能测试等方法对该过热器TP347HFG/12Cr1MoVG异种钢接头进行开裂原因分析。结果表明:异种钢接头焊接工艺不当,导致了12Cr1MoVG侧熔合线镍基填充金属与母材未有效熔合,使TP347HFG/12Cr1MoVG异种钢接头发生早期开裂失效。

不锈钢-低合金钢异种焊接接头的微观结构与残余应变分析

压水堆核电站压力容器出厂前在SA508低合金钢管口处堆焊309L不锈钢,以降低核电站现场建设时的焊接难度,提高核电站总体安全性。SA508-309L异种金属焊接接头处剧烈变化的成分与力学性能梯度、复杂的相结构和焊接残余应变,是核电站发生材料失效的薄弱环节。深入研究了其微观结构和焊接残余应变分布规律。结果显示:309L不锈钢的显微组织形态为垂直于熔合线的奥氏体枝晶,枝晶间存在部分蠕虫状的δ铁素体,而SA508低合金钢焊接热影响区的显微组织形态为呈羽毛状特征的贝氏体组织;两者焊接接头熔合线两侧晶界均以随机大角晶界为主,CSL特殊晶界比例低,SA508低合金钢的焊接残余应变大于309L不锈钢。

面内、面外拘束交互作用下异种金属焊接接头的断裂行为

为了对异种金属焊接接头进行准确的结构完整性评定,以核电安全端52M镍基合金异种金属焊接接头最薄弱位置熔合区为研究对象,通过室温断裂力学试验和断口形貌观察等对面内、面外拘束交互作用下异种金属焊接接头的断裂行为进行研究。结果表明:在低面内、低面外拘束作用下,试样发生了高延性断裂,其J-R曲线较高;在低面内、高面外拘束作用下,试样在靠近初始裂纹的位置发生了延性断裂,在远离初始裂纹的位置发生了脆性断裂和延性断裂共存的混合断裂,其J-R曲线居中;在高面内、低面外拘束下和高面内、高面外拘束作用下,试样均发生了以脆性断裂为主的混合断裂,其J-R曲线均较低。

LNG低温储罐用9Ni钢板焊接接头性能研究

以26.5 mm厚度规格9Ni钢板焊接接头为对象,研究了电弧手工焊(SMAW)、埋弧自动焊(SAW)焊接接头的拉伸、低温韧性以及硬度等性能。结果表明:常温焊缝处屈服强度较低,但在-163℃的服役温度下,焊缝处屈服强度超过650 MPa;焊接接头的韧性薄弱环节在熔合线区域;焊接接头的硬度表现为焊缝及母材低,熔合线及靠近熔合线的母材热影响区硬度高。

异种合金激光熔钎焊研究进展(邀请论文)

激光熔钎焊是利用两种合金熔点的差异,通过激光加热使低熔点材料(母材和填充材料)熔化,在接头界面与固态高熔点母材相互作用达到冶金结合的异种合金连接方法。按激光能量吸收机制对激光熔钎焊进行了分类,并结合所做工作,阐述了激光熔钎焊方法的发展及研究进展。

HDPE管电熔接头冷焊和过焊缺陷的检测与评价

电熔焊接广泛应用于高密度聚乙烯(HDPE)管,冷焊和过焊是电熔接头的主要焊接缺陷。人为制造不同程度的冷焊和过焊缺陷,采用超声相控阵技术进行检测。发现检测图像中特征线距离电阻丝的距离与电熔接头焊接时的加热时间有关系,采用特征线与电阻丝之间距离变小和变大的百分比来表征冷焊和过焊的严重程度,冷焊程度H>30%或过焊程度H′>40%时很危险,电熔接头焊接质量不可接受。

长期高温时效对12Cr1MoV/TP347H异种钢接头组织及碳迁移的影响

以镍基焊丝为填充金属,采用手工钨极惰性气体保护焊(TIG)对12Cr1MoV/TP347H异种钢进行焊接,经焊后热处理后,在650℃下对异种钢焊接接头进行长期高温时效,对比研究未时效、时效500和2500 h接头12Cr1MoV侧熔合区附近的析出相演变及碳迁移。结果表明:时效2500 h后,接头12Cr1MoV侧熔合区的冲击性能大幅下降;长期高温时效过程中,碳原子不断向熔合区偏12Cr1MoV侧迁移,形成明显的Cr_(23)C_(6)析出相条带,此外由富碳原子构成的增碳层宽度不断增大,导致该区域附近形成一个硬+软的力学性能薄弱区。

钢/铝异种金属激光填丝熔钎焊对接接头组织与性能分析

采用光纤激光和铝硅焊丝对2.5mm厚6013铝合金和镀锌低碳钢的异种金属对接接头进行了激光填丝熔钎焊。采用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了熔钎焊对接接头的微观组织,采用拉伸试验测试了接头强度,并研究了热输入对钢/焊缝界面处金属间化合物和接头强度的影响。试验结果表明,在适当焊接参数下可以获得成形良好和具有一定抗拉强度的钢/铝对接接头。进一步分析表明,钢/焊缝界面处主要生成了FeAl2和FeAl3金属间化合物。随着热输入量的增加,金属间化合物的厚度随之增加。焊缝中的组织则为α-Al基体晶界上均匀分布着条状Al-Si共晶组织。在钢板采用30°坡口时可以获得的最大抗拉强度为88MPa,采用45°坡口时强度可以达到135MPa。