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焊接
焊接

朱琦

月刊

1001-1382

hjbjb@126.com

0451-86325919；86353779

150028

哈尔滨市松北区创新路2077号

焊接/Journal Welding & Joining北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是融学术、技术、商业信息于一体，面向焊接及其相关领域的技术人员、大专院校师生、经营管理人员、技术领导干部。
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    辅丝对摇动电弧窄间隙GMA焊接温度场的影响

    吴叶军胥国祥王加友陈保国...
    1-9页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在建立主辅丝同步的摇动电弧窄间隙GMA焊温度场模型.[方法]从宏观传热学出发,综合考虑横断面几何形状特征、主丝和辅丝的运动及焊缝表面形状对电弧热流分布特征的影响,并利用ANSYS软件对不加辅丝和主辅丝同步摇动两种情况下的电弧瞬态温度场及热循环曲线进行了模拟计算.[结果]焊缝横断面的计算结果、测温特征点热循环曲线的计算结果,与试验结果接近.[结论]证明模型可以真实反映添加辅丝的摇动电弧的移动轨迹及分布特征,具有较高的准确性.不加辅丝时,焊缝横断面底部有明显"双峰"特征,主辅丝同步摇动时,"双峰"特征明显减弱.主辅丝同步摇动情况下的热影响区宽度略有增加.

    摇动电弧窄间隙辅丝热源模型数值模拟

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    新型镍基合金ERNiCrFe-13带极堆焊材料的研制

    曹宇堃郭枭徐锴冯伟...
    10-15,30页
    查看更多>>摘要：[目的]针对目前中国新一代核电装备制造对镍基合金堆焊金属性能提出更高的要求,国际通用的 690 合金ERNiCrFe-7A带极堆焊材料已难以满足 350℃高温强度和低DDC(Ductility dip cracking)裂纹敏感性要求.[方法]通过对 690 合金中各元素作用的分析,确定 690 合金抗DDC的影响因素.[结果]在 690 合金ERNiCrFe-13 成分基础上,试制了WHDNi693 焊带,并成功研制了配套埋弧焊焊剂WSJ693HR,依据所研制的焊接材料,进行了带极堆焊工艺评定试验.[结论]研制的新型镍基合金ERNiCrFe-13 带极堆焊材料,堆焊金属力学性能、耐腐蚀性能以及抗DDC性能优良.

    带极堆焊镍基合金ERNiCrFe-13耐腐蚀性

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    时效工艺对Al-0.55Mg-0.76Si铝合金断裂行为的影响

    祝哮李秋梅王东辉董刘颖...
    16-21页
    查看更多>>摘要：[目的]了解时效制度对Al-0.55Mg-0.76Si铝合金挤压型材焊接结构件断裂行为的影响,该文为提高焊接结构件断裂行为提供理论依据.[方法]以Al-0.55Mg-0.76Si铝合金挤压型材焊接结构件为研究对象,经不同时效制度处理,采用金相组织、SEM,EDS,室温拉伸、折弯等检测手段对其断裂行为进行分析.[结果]结果表明,双级时效处理后,第二相明显增多;随着时效时间的延长,第二相出现粗化现象;经微区表面成分分析可知,第二相为Mg,Si相;双级时效制度下的Al-0.55Mg-0.76Si铝合金焊接结构件强度和断后伸长率较单级时效高;断口形貌由塑性‒脆性断裂转变为塑性断裂;双级时效制度下的Al-0.55Mg-0.76Si铝合金焊接结构件折弯角度较单级时效高,裂纹由沿晶断裂逐渐转变为穿晶断裂.时效制度为 150℃×1 h+180℃×5 h时,强度最高,屈服强度为191.2 MPa,抗拉强度为218.4 MPa;塑性较好,断口形貌为塑性断裂,折弯件外表面裂纹长度变短,为109 μm,内表面裂纹为穿晶断裂.[结论]综合分析可知,时效制度为 150℃×1 h+180℃×5 h时,Al-0.55Mg-0.76Si铝合金挤压型材焊接结构件强度和塑性最好,为最佳的工艺制度.

    Al-0.55Mg-0.76Si铝合金焊接结构件断裂行为时效制度

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    预制槽尺寸对30CrMo板再制造残余应力的影响

    徐斌荣王军罗震张小龙...
    22-30页
    查看更多>>摘要：[目的]针对含体积缺陷 30CrMo零件的增材再制造,厘清预制槽尺寸对再制造件残余应力的影响规律,为预制槽尺寸的优化设计、残余应力的调控提供依据.[方法]基于热-弹塑性理论和有限元法,考虑材料热力学性能参数随温度的非线性变,利用Simufact welding软件建立了 30CrMo板再制造的热力耦合有限元模型,验证了建模方法的正确性、有效性,分析了再制造件的温度场和残余应力的分布规律,探究了预制槽长度Lc和宽度Wc对残余应力分布特征和峰值的影响规律.[结果]再制造件的残余应力以预制槽长度方向为主导、预制槽宽度方向次之;预制槽长度方向的高残余拉应力出现在最后 1 道焊缝灭弧端及附近的母材区;预制槽宽度方向的高残余拉应力分布在第 1 道焊缝中间及附近的母材区域;为了避免高的残余拉应力,预制槽长度的Lc应不小于 10W(W为单焊道的宽度)、预制槽宽度的Wc应不大于 12W.[结论]设计预制槽尺寸的原则是:长度不能太短、宽度不能太宽.该文的研究成果为 30CrMo钢零件再制造的预制槽设计、残余应力调控提供参考.

    再制造残余应力30CrMo预制槽尺寸

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    液压支架用Q960钢板焊接性

    姜英龙陈戈段青辰郭枭...
    31-37页
    查看更多>>摘要：[目的]该研究旨在通过理论和试验的手段综合分析液压支架用Q960 钢板的焊接性,以确定其满足使用条件的预热温度.[方法]采用Gleeble 3800-GTC热模拟试验机对Q960 钢板进行了焊接热模拟试验,分析了不同冷却速率下焊接热影响区组织转变,并绘制Q960 钢的焊接SH-CCT曲线,通过理论计算、热影响区最高硬度试验和铁研试验,系统研究了Q960 钢焊接性.[结果]Q960 钢板的平衡临界温度Ac1 为 702℃,Ac3 温度为 895℃;在 8～80℃/s范围内,冷却速率对硬度无显著影响,焊接热影响区的组织以马氏体为主,硬度稳定在 400～410 HV之间;Q960 钢碳当量CE为 0.621%,CEV为 0.584%,Pcm为 0.305%;焊接热输入为10.7 kJ/cm时,预热温度在150℃以下对热影响区最高硬度无显著影响;预热温度在80℃以上时,铁研试验未产生裂纹.[结论]Q960 高强钢具有明显的冷裂纹倾向,焊前预热至 80℃以上时可有效避免焊接冷裂纹的产生.

    焊接性冷裂纹预热温度高强钢

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    高银系Sn-Ag-Cu/Cu界面金属间化合物生长行为

    张欣秦俊虎龙登成梁东成...
    38-46页
    查看更多>>摘要：[目的]为研究高银系(Ag质量分数大于 3.0%)Sn-Ag-Cu在固相时效过程中的界面反应和生长动力学.[方法]高温条件下不同银含量对界面结构和界面生长的影响,为了确定焊点的长期可靠性,在 150℃下进行了 0 h,100 h,300 h,500 h的热加速老化试验.用SEM与EDS进行了IMC表面形貌、厚度和元素组成.[结果]研究结果表明,随着银含量的增加,Cu6Sn5的生长受到不同程度抑制.在等温时效过程中,金属间化合物(IMC,Cu6Sn5+Cu3Sn)的生长动力学是一个扩散控制过程,Cu6Sn5逐渐生长为Cu3Sn;在后期的老化阶段,扇贝状的形状消失,表明生长机制发生了变化,变化为向垂直于界面方向的稳定生长;通过有限元技术,得出在服役过程中,热应力主要集中于Cu3Sn与Cu基板交界处;随着时效时间的增加,焊点等效蠕变应变上升,可靠性逐渐降低;利用阿仑尼乌斯公式计算了金属间化合物 IMC(Cu6Sn5+Cu3Sn)在界面 Sn-3.0Ag-0.7Cu/Cu,Sn-3.4Ag-0.7Cu/Cu,Sn-3.8Ag-0.7Cu/Cu的表观活化能分别为 67.13 kJ/mol,70.50 kJ/mol,69.54 kJ/mol.[结论]根据试验与数值模拟计算相结合的研究手段,得到Sn-3.4Ag-0.7Cu款无铅焊料在高温服役过程中比其他焊料更能满足电子元件的要求.

    锡银铜焊料界面生长等温时效IMC厚度

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    膜致应力对氧化膜和基体金属内应力的影响

    张文娟杨帆乔铁良
    47-51,60页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在了解氧化膜所产生的裂尖膜致应力对表面缺陷和应力腐蚀开裂历程中所带来的力学影响规律.[方法]以镍基合金 600 为研究对象,建立SCC全寿命周期膜致应力有限元模型,得出不同ΔT下膜致应力对氧化膜和基体金属裂尖力学场的影响.[结果]氧化膜内产生的压应力给基体金属裂尖带来附加拉应力,这个拉应力为膜致应力,加速了氧化膜的破裂;随着温度的升高,氧化膜和基体金属中的膜致应力均增大,但氧化膜内的应力增幅大于基体金属裂尖;在氧化膜和基体金属界面处,Mises应力和拉伸应力都发生了阶跃现象,提升了裂尖的SCC敏感度.[结论]膜致应力在裂纹萌生初期的作用不可被忽略,会造成膜的破裂和基体金属的裸露,引起微裂纹的形核和扩展.

    氧化膜基体金属膜致应力裂纹尖端

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    辅热搅拌摩擦焊X80钢接头组织演变与韧性

    王铮陶庭芳虎雅雯聂志坚...
    52-60页
    查看更多>>摘要：[目的]利用搅拌摩擦焊接技术可高质量完成钢铁材料的焊接,但昂贵的搅拌头磨损严重,焊前辅助加热是减轻搅拌头磨损的有效方式.[方法]文中利用控温辅热垫板将X80 管线钢焊缝预热至 150℃和 270℃后采用搅拌摩擦焊接技术进行焊接,并对辅热搅拌摩擦焊接X80 管线钢的接头温度变化、组织特征和冲击韧性展开详细研究.[结果]常温和 150℃辅热下焊接接头组织相近,主要为板条贝氏体和少量粒状贝氏体,冲击韧性略微升高,270℃辅热下接头组织主要为粗大的粒状贝氏体,冲击韧性下降.在较低的辅热温度下,辅热软化材料使焊接主要热输入搅拌头摩擦产热降低,环境温度升高带来的影响较小,峰值温度降低进而晶粒细化;在较高的辅热温度下,环境温度升高的影响大于搅拌头产热减小的影响,所以峰值温度升高进而晶粒粗化.[结论]焊接时采用较低的辅热温度可获得良好的焊接效果.

    辅助加热搅拌摩擦焊X80管线钢峰值温度微观组织冲击韧性

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    大坡度X70管线钢全自动焊内根焊接头组织与性能

    高建章韩彬贾彦杰刘雪光...
    61-68页
    查看更多>>摘要：[目的]国内山区管道焊接不可避免,目前内焊机仅用于坡度小于 12°管道焊接.旨在为验证新开发的内焊机在坡度25°的适用性,为大坡度X70 管线钢全自动内根焊工艺的制定提供理论指导.[方法]文中采用内焊机根焊,外焊机热焊、填充和盖面的全自动焊工艺对坡度 25°X70 管线钢进行焊接.焊后采用扫描电镜(SEM)和背散射电子衍射(EBSD)对母材、焊缝和热影响区组织进行观察,测试接头拉伸、弯曲、硬度、冲击、刻槽锤断等力学性能.[结果]平焊、立焊和仰焊的焊缝横截面成形一致.母材组织主要是针状铁素体和板条贝氏体.焊缝和热影响区组织主要是铁素体和贝氏体,但不同焊层的铁素体和贝氏体形态不同.母材和焊缝晶界之间以大角度晶界为主,应变主要集中在大角度晶界处.接头抗拉强度高于 570 MPa;弯曲试样无裂纹出现;硬度小于 400 HV10;冲击吸收能量较高,且熔合线>热影响区>焊缝;刻槽锤断断裂面无未焊透、气孔、夹渣、未熔合等缺陷.[结论]接头焊缝成形好、各项力学性能满足标准要求,新开发的内焊机可用于坡度 25°X70 管线钢焊接.

    X70管线钢全自动焊内焊机根焊显微组织力学性能

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    基于电阻点焊过程与形貌的飞溅成因分析及控制方法

    董波郭东栋邹尚博姜宗睿...
    69-74,80页
    查看更多>>摘要：[目的]在汽车白车身制造生产过程中,电阻点焊是板件连接的主要焊接工艺,但电阻点焊焊接过程中焊渣飞溅对白车身焊接质量影响较大,还会导致设备故障等问题,进而增加返修成本并降低生产效率.因此,该文对降低电阻点焊白车身的飞溅成因分析与控制方法展开研究.[方法]提出了一种飞溅成因分析与控制方法的操作流程,从多维度分析焊接过程与焊接形貌,进而针对性地实施措施,并在实际生产中验证飞溅成因分析与控制方法的操作流程.[结果]在验证过程中.通过对焊装车间飞溅率较高的工位基于分析结果进行优化,使得车间整体飞溅率由 14%降低至 6%,飞溅率低于优化前 50%,有效减少预打磨工位的工作量和飞溅引起的故障率.[结论]飞溅成因分析与控制方法的理论体系保证了白车身焊接质量,提高了生产效率,并为后续工作提供思路指导与经验借鉴.焊接飞溅率是焊装车间主要控制指标之一,在生产过程中还需要不断监测、调整和保持,从而制定更有效的标准流程,减少飞溅对白车身质量的影响.

    电阻点焊飞溅缺陷过程分析形貌分析控制方法

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