传统扩散连接在金属材料加工中的研究及应用
高性能金属材料往往离不开好的加工工艺,扩散连接技术在金属材料领域发挥着重要作用。介绍了扩散连接技术的基本原理,解释了材料的固态扩散过程,以及与传统焊接方法相比的优势。讨论了扩散连接的影响因素,包括工艺参数、元素扩散和界面结合强度与断裂机理,尤其是温度、压强、保温时间对接头强度的影响。探讨了扩散连接在航空航天、核能领域的应用,并对扩散连接的进一步研究方向提出了建议。
高性能金属材料往往离不开好的加工工艺,扩散连接技术在金属材料领域发挥着重要作用。介绍了扩散连接技术的基本原理,解释了材料的固态扩散过程,以及与传统焊接方法相比的优势。讨论了扩散连接的影响因素,包括工艺参数、元素扩散和界面结合强度与断裂机理,尤其是温度、压强、保温时间对接头强度的影响。探讨了扩散连接在航空航天、核能领域的应用,并对扩散连接的进一步研究方向提出了建议。
介绍了欧标P460Q钢的特性。对于该材料的焊接性能,首先通过计算碳当量及裂纹敏感系数进行分析,然后进行了焊接工艺评定试验验证,最后通过冷卷试验、焊缝返修试验、水压试验等进行研究。
针对核电站乏燃料水池钢覆面出现的腐蚀缺陷等问题,采用了局部干法水下TIG焊接的修复方法对覆板进行焊接修复。首先,利用设计的压力环境模拟系统进行0.3MPa压力范围内干式焊接试验,获得不同压力下的覆板焊接最佳工艺;基于干式环境最佳焊接参数,开展局部干法水下焊接工艺探索,并对焊接接头切样进行金相检测。宏观金相结果显示:焊缝成形良好,无裂纹、气孔;微观金相检测结果表明:显微组织基体为呈枝晶状的奥氏体,枝晶间为铁素体,未发现显微裂纹和夹杂物,为核电站乏燃料水池覆板的在役修复奠定了基础…
将铝青铜粉末堆焊到低碳钢表面,调节不同焊接电流,利用金相、线扫描等方法对堆焊层金属的组织进行分析,并对堆焊层进行腐蚀试验。结果表明:铝青铜堆焊层在焊接电流为100~130A时,结合性良好;铝青铜堆焊层在3.5%NaCl溶液中具有良好的耐蚀性;当焊接电流为90A时,堆焊层金属耐蚀性最好,随着电流增大,耐蚀性逐渐变差。
对中厚板H型钢主角焊缝不开坡口熔透焊工艺及接头焊接工艺与焊接材料进行试验研究,实现了中厚板H型钢主角焊缝不开坡口熔透焊达到熔透要求,拥有良好的无损检测合格率,焊接变形小,生产效率高。通过对焊接接头进行性能检测,结果表明:焊接接头不低于Q355B钢力学性能要求。
采用埋弧焊(SAW)焊接S355热轧H型钢,利用光学显微镜和扫描电镜观察焊接接头微观组织,按照欧洲标准对焊接接头进行显微硬度测试和低温冲击性能试验,利用SEM观察断口形貌进行分析。结果表明:焊缝区组织主要由针状铁素体+珠光体构成;热影响区由粗晶区、细晶区和不完全重结晶区构成,粗晶区组织主要由粗大的铁素体+珠光体+少量的块状铁素体+粒状贝氏体构成;细晶区组织由细小均匀的铁素体和珠光体构成;不完全重结晶区组织由细小的铁素体、珠光体及原始母材带状组织构成。焊接接头各区域维氏硬度分布…
新市金沙江大桥主塔上采用钢锚梁和钢牛腿结构锚固斜拉索,钢梁上采用钢锚箱结构焊接在上弦杆上,由于受力大,锚固构造部位多为厚板焊接,熔透焊缝多,焊接填充量大,局部操作空间狭小,施工操作、焊接变形控制难度较大。通过对钢锚梁、钢牛腿及钢桁梁锚箱构造组装施焊顺序及焊接变形控制进行分析研究,采取相应的控制措施,制定合理的焊接工艺,保证新市金沙江大桥锚固构造的焊接质量和制造精度。
选用2mm厚X2CrNiN18-7不锈钢进行CMT与MAG焊接工艺对比试验研究。主要从焊缝成形、接头金相、力学性能、焊接飞溅和焊接变形等方面对比分析以上两种工艺的不同之处。结果表明:两种焊接方法的焊缝都是典型的熔化极气体保护焊焊缝成形,二者主要的组织成分都以奥氏体为主,且有少量铁素体。由于MAG焊接热输入高,特征区域与CMT焊接相比缺少部分熔化区和等轴晶区。CMT焊接所得焊缝强度和伸长率高于MAG焊接,焊接飞溅仅为MAG焊接的20%左右,且同种外部条件下同类接头优化工艺CMT…
自主研发的新型奥氏体耐热钢SP2215具有良好的高温持久强度和较好的抗腐蚀、抗氧化性能,极有可能替代HR3C耐热钢。对奥氏体耐热钢SP2215进行了热丝TIG焊工艺研究,同种、异种材质焊接接头各项力学性能良好,SP2215钢同种材质所选焊丝的焊接接头高温持久强度与母材相当,为电站锅炉使用奥氏体耐热钢SP2215的过热器和再热器提供焊接技术支撑,同时便于锅炉焊接技术人员借鉴参考。
采用窄间隙自动氩弧焊机焊接G115大口径厚壁管,借助金相显微镜对焊接接头的显微组织进行观察,应用拉伸、弯曲、冲击、硬度和残余应力测试等方法对接头的力学性能进行试验分析。结果表明:窄间隙氩弧焊接头显微组织均为回火马氏体,热影响区未发现显微裂纹缺陷,热影响区宽度仅为1.7mm。焊接接头强度性能良好,弯曲试验满足标准要求,冲击试验结果优良,最高硬度值249HV满足标准要求,焊接接头中残余应力的最大值位于焊缝中心,拉应力为278MPa,是母材屈服强度的52%。本研究的全位置窄间隙自动…
主要针对1.5mm厚三层X2CrNiN18-7不锈钢板激光搭接焊接过程中激光功率、焊接速度及离焦量对焊缝承载能力的影响进行研究。以激光功率、焊接速度和离焦量为三因素,进行三因素三水平试验,以焊缝可承受载荷、焊缝熔深、焊缝表面熔宽及焊缝搭接处熔宽为指标,研究各工艺参数对焊接质量的影响程度。结果表明:激光功率、焊接速度和离焦量对焊缝承受载荷能力的影响均比较大,具体为激光功率>焊接速度>离焦量,针对焊缝熔宽而言,影响程度依次为:离焦量>焊接速度>激光功率。
为了研究海上风电用钢的焊接接头性能,以S460钢为研究对象,采用焊接热模拟方法对其焊接热影响区粗晶区进行了热模拟,建立了连续冷却组织转变图,并对粗晶区不同热输入的热影响区组织与性能特征进行了研究。结果表明:S460钢对焊接热输入具有较好的适应性,焊接接头具有优良的综合性能,热影响区具有较低的淬硬性,可以满足大容量风电用高性能厚板大热输入焊接的技术要求。
研究了船用中厚板采用激光-电弧复合焊拼板时,焊接坡口的选择方法。对20mm厚EH36船用钢进行焊接,对比Y形、带钝边的U形、带钝边的复合坡口3种形式的激光-电弧复合焊缝成形,以及不同钝边高度和坡口角度激光-电弧复合焊焊缝成形的差异。分析不同坡口对激光-电弧复合焊焊缝成形、坡口制备难易度、焊接层数的影响。结果表明:采用Y形、带钝边的U形、带钝边的复合坡口这3种形式进行激光-电弧复合焊,均可得到较好的激光-电弧复合焊焊缝成形。考虑坡口形式对坡口制备的难易度、对焊接层数的影响,得出…
针对大型鞍座钢结构在船体分段预装过程中的焊接质量控制问题,提出了采用三维模拟技术指导大型船用LNG罐体鞍座焊接精度控制方法,并在7000PCTC车滚船的建造过程中进行实施。结果表明:鞍座焊接成形后,焊接精度可满足后期LNG罐体环氧的浇注要求,使LNG罐体吊装一次到位,并可显著提高船舶生产建造效率、缩短船舶建造周期,改善施工作业环境。研究成果可以应用于类似船舶LNG储罐鞍座的高精度焊接质量控制。
主要介绍窄间隙MAG焊接系统在解决厚壁管件窄坡口焊接难题上的突破,它不仅可以将坡口宽度控制在12mm以内,节省焊接材料,控制焊接质量,还可以优化焊缝晶粒组织,使焊缝金属的强度得到改善,焊缝成形美观,提高焊缝品质。
以工业应用中使用较为广泛的6082-T6挤压铝型材为对象,采用搅拌摩擦焊并选取不同焊接参数,对7mm板厚6082-T6挤压型材进行接头性能研究。研究结果表明:焊缝接头性能对焊接参数较为敏感。当搅拌头转速为1500r/min、焊接速度为(550±50)mm/min时,焊接接头表面成形良好,接头的抗拉强度、屈服强度≥标准值70%,弯曲试样无裂纹。当搅拌头转速提高或焊接速度降低时,焊接过程中飞边量增多,接头表面质量差,甚至产生沟槽缺陷;当搅拌头转速降低或焊接速度提高时,表面成形较好…
在实际生产应用中,90%的自动化MAG焊缺陷是由寻位及电弧追踪异常导致。通过详述自动化MAG焊缺陷与寻位及电弧追踪的机理关系,解析寻位及电弧追踪的关键影响因子,旨在为自动化焊接质量控制提供理论及案例支撑。
钢箱梁节段整体拼装是钢桥制造过程中一项极为复杂且系统的工序,其中所涉及的工艺要点较多。为提升国内钢结构桥梁制造业的整体智能制造水平,以深中通道钢箱梁节段拼装为工程背景,对钢箱梁拼装技术进行研究,通过对钢箱梁节段总拼装智能化焊接技术、无马组装技术等方面的分析研究,从而实现钢箱梁制造技术进步。从深中通道钢箱梁架设的完成效果来看,所提出的钢箱梁拼装技术科学、合理,可为今后类似桥梁的制造提供参考。
针对工程机械常用钢材Q355B,通过弧焊机器人MAG焊,焊接电流控制在280~400A,进行不同焊接参数下的工艺试验研究。结果表明:随着电流的增加其焊接接头性能并没有出现大幅的衰减,焊接接头试样抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、弯曲性能、冲击性能及硬度均符合标准要求,均可达到母材或高于母材水平,当焊接电流控制在350A时,焊接接头具有最优的性能。同时,相比焊接电流较小时,随着焊接电流增加到380A以上时,效率提升20%左右,可用于指导实际生产。
针对铝合金箱体在焊接成形过程中出现的变形问题,进行了原因分析,提出了解决措施,采取应用焊接专用夹具、调整零件焊接顺序、优化焊接参数的方法,进行了焊接工艺优化,有效降低了焊接过程中箱体的变形量,生产出了满足变形量要求的产品。通过对该箱体变形量问题的解决,积累了超长薄壁铝合金箱体类零件的焊接经验,对今后类似零件的焊接加工具有借鉴作用。