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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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    电脉冲法消除金属材料残余应力研究进展

    曹凤雷谭振汪殿龙梁志敏...
    1-6页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在解决残余应力严重影响金属零件的力学性能和使用寿命的问题.[方法]通过对比现有残余应力消除方法的优缺点,从减少位错的角度展现电脉冲法具有的独特优势.[结果]综述了国内外学者在电脉冲法消除残余应力方面的研究现状,揭示了脉冲电流产生的电子风力和热压应力是消除残余应力的决定性因素,阐明了电子风力和热压应力促使位错开通、加速位错湮灭的机理,从而达到消除残余应力的目的.[结论]指出了电脉冲法消除残余应力的不足和改进措施,并指出了电脉冲法消除残余应力的发展趋势,为电脉冲技术的进一步研究和应用提供了理论依据.

    残余应力脉冲电流电子风力热压应力位错

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    含Sr量对Al-Si-Zn钎料合金腐蚀性能的影响

    王光宇马瑞万明攀赵飞...
    7-14页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在探究不同Sr含量Al-Si-Zn钎料的腐蚀性能及机理.[方法]通过理论与试验结合的方法,以第一性原理为基础,探究Sr对Al-Si-Zn合金溶解电势的影响,并利用电化学测试、扫描电镜和能谱分析等方法,对不同Sr含量的Al-Si-Zn合金在 3.5%NaCl溶液中电化学腐蚀表面形貌的变化以及开路电位和动电位极化曲线进行了研究.[结果]结果表明,当Sr在Al-Zn(100)表面的覆盖度从 0.25 ML增加到 0.75 ML时,表面的化学势比不添加Sr时增加了 0.13～0.93 eV,而表面Al-Zn原子的溶解电极电位也向负方向移动,表明含Sr的Al-Zn(100)变得更加容易腐蚀;表面Mülliken电荷布居数表明,表面层Al原子总负电荷数随着表面Sr覆盖度增加而增加,表明功函数减小使Al更活泼,故更容易产生电化学腐蚀反应.[结论]Al-Si-Zn-xSr钎料合金在 3.5%NaCl溶液中电解腐蚀,钎料的腐蚀性能较未添加Sr时有所降低,而当Sr含量为 0.4%时,钎料的耐蚀性最好.

    Sr元素第一性原理电化学腐蚀性能

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    高强钢用无镀铜与镀铜实心焊丝焊接烟尘的分析

    石柏成杨子佳马一鸣赵松柏...
    15-22页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在了解高强钢用无镀铜和镀铜实心焊丝焊接烟尘的差异.[方法]通过采用试验室自主研发的焊接烟尘捕集系统,收集上述2 种高强钢用实心焊丝的焊接烟尘颗粒.在收集过程中,测定实心焊丝熔化极气体保护焊焊接烟尘排放速率,结合电感耦合等离子体原子发射光谱仪、扫描电子显微镜与能谱仪、激光粒度分析仪等设备对焊接烟尘样品成分、形貌、粒度分布及尺寸进行分析.[结果]结果表明,焊丝 2 的焊接烟尘排放速率最小,为 4.68 mg/s,焊丝 4 排放速率最稳定,不同制备工艺对于焊接烟尘排放速率未发现明显影响;焊丝 3 的平均粒径最大,为 2.056 μm;不同制备工艺的实心焊丝焊接时所产生的焊接烟尘在粒度分布上存在差异;在相同焊接工艺下,焊接烟尘成分主要由焊丝成分决定,主要元素为Fe,Mn,Si,其中Fe元素含量占比在 50%以上.[结论]通过对试验结果的对比与分析可以知道,无镀铜实心焊丝在绿色环保方向上具有一定优势.

    焊接烟尘烟尘排放速率实心焊丝烟尘粒度分布

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    基于硬质合金/钢异质钎焊感应加热有限元仿真

    杨浩陈睿博杨雷吕红英...
    23-28页
    查看更多>>摘要：[目的]为了能将感应线圈磁场聚集在硬质合金与钢基体结合处,提高加热效率,设计适用于运动连续钎焊的特殊线圈机构.[方法]根据麦克斯韦方程组和温度微分方程,建立电磁场与温度场耦合的有限元数学模型,通过有限元软件Ansys Maxwell,建立了感应线圈与焊接工件之间的电磁场‒温度场耦合数学模型,计算仿真了所设计感应线圈的磁场分布强度与所焊接区域的温度场分布.[结果]利用自主研发的建工钻头钎焊设备进行大量焊接试验,通过测量焊接区域的温度,并与仿真值进行对比,验证了仿真值与实测值吻合较好.[结论]该文研究结果可为感应线圈设计、感应线圈电磁场分布研究提供理论依据,并为改进硬质工具钎焊工艺、改善钎焊区域温度场分布提供技术参考.

    异质钎焊感应线圈有限元仿真温度场

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    1300MPa级高强钢激光-电弧复合焊接工艺及接头微观组织演变

    崔辉曹学军杨海锋刘洋...
    29-36,50页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在助力高强钢激光-电弧复合焊接技术在各大领域的进一步推广应用,指导生产实践.[方法]针对 9mm厚屈服强度 1 300 MPa级LG1300QT高强钢,开展激光-电弧复合焊接工艺研究、焊接相变模型开发及其接头微观组织演变仿真研究.[结果]使用合适的工艺参数可以完成 9mm厚 1 300 MPa级高强钢激光-电弧复合焊接,焊缝成形均匀一致,射线检测(Radiographic testing,RT)满足工作需求,接头抗拉强度达到母材的 85%以上;仿真得到复合焊接温度场分布与焊缝截面对应一致,仿真的接头粗晶区及细晶区马氏体含量基本超过 99%,与实际结果 100%马氏体基本吻合,LG1300QT钢激光-电弧复合焊接接头热影响区微观组织转变以马氏体转变为主,电弧区的部分相变区(Critical heat affected zone,ICHAZ)与过渡区和激光区的ICHAZ接头微观组织演变过程差异较大,过渡区ICHAZ与激光区ICHAZ马氏体转变程度较高,而电弧区ICHAZ奥氏体化不充分,马氏体转变程度低.[结论]对于屈服强度 1 300 MPa级高强钢,激光-电弧复合焊可不开坡口单道焊成形,焊缝成形美观、接头强度较高,开发的"热-冶金"耦合模型可以较为准确地反应焊接过程中温度场及组织场特征,能够体现 1 300 MPa级高强钢激光复合焊接的微观组织演变规律,对实际工程应用具有指导意义.

    高强钢激光-电弧复合焊温度场微观组织演变

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    中部槽构件摆动电弧窄间隙GMAW不同打底衬垫焊接成形及组织性能

    刘进德董曼淑彭春涛陈兵...
    37-42页
    查看更多>>摘要：[目的]进行I形坡口窄间隙焊接时通常涉及到使用衬垫,不同材料的衬垫会对窄间隙焊接打底焊缝的显微组织及力学性能产生影响.为了研究不同打底衬垫对焊接过程的影响规律,该文采用窄间隙摆动电弧GMAW并配合使用陶瓷、铜及钢3 种不同材料衬垫对中部槽所用的 50 mm厚的ZG30SiMn/NM450(简称ZG/NM)组合进行了焊接.[方法]焊接完成后,对打底焊道进行了显微组织观察、硬度及拉伸等力学性能测试.[结果]试验结果表明,在摆动电弧的作用下,成功抑制了焊缝的侧壁未熔合缺陷,体现出窄间隙摆动电弧GMAW对ZG/NM构建具有良好的适应性.由于衬垫材料的不同,接头打底焊道过热区宽度与组织及焊缝组织存在差异.过热区随衬垫导热系数的升高逐渐变窄,晶粒尺寸逐渐减小,焊缝中块状铁素体含量也逐渐变少.焊缝中心硬度最低,由于冷却速率的差异,导致陶瓷衬垫焊缝中心的硬度最低,而水冷铜的硬度最高.水冷铜打底焊道的高强度归因于较低的块状铁素体含量.[结论]该研究通过窄间隙摆动电弧GMAW技术和不同衬垫材料的应用,为ZG/NM组合的焊接提供了有益的试验结果,对焊接接头的性能和微观结构进行了深入分析,为相关领域的进一步研究提供了参考依据.

    中部槽窄间隙摆动电弧衬垫铁素体

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    一种抗拉强度1000MPa级高强钢焊丝制备工艺

    郑勇强宋昌洪吉荣亮周宝金...
    43-50页
    查看更多>>摘要：[目的]为解决目前国内抗拉强度 1000 MPa级别焊丝在制备过程中盘条退火不均匀、拉拔过程中焊丝易脆断、生产成本较高等问题.[方法]提出了使用辊模拉拔+模具拉拔的混合拉拔工艺制备抗拉强度 1000 MPa级高强钢焊丝.将混合拉拔工艺制备焊丝与传统模具拉拔制备焊丝进行对比试验,研究焊丝拉拔工艺对盘条抗拉强度、屈服强度的影响;分析退火工艺对盘条O,N含量、盘条组织的影响;通过对比焊丝电解前后焊丝表面质量,研究退火工艺、超声波电解清洗对焊丝表面质量的影响;通过对比焊接飞溅率、熔深、熔宽等参数,研究焊丝镀铜前后焊接工艺性.[结果]试验结果表明,通过合理控制道次减面率和拉拔前进速度,更易实现在较大减面率下的焊丝稳定制备过程,盘条经过 1050℃连续退火可以有效消除盘条残余应力,极大地降低了拉拔断丝概率.盘条微观组织以马氏体为主并带有少量贝氏体、渗碳体,组织结构均匀的盘条更易制备性能稳定的焊丝.焊丝经超声波电解清洗、吹干涂油最终获得混合拉拔+无镀铜涂油的制备工艺.[结论]通过辊模拉拔+模具拉拔的混合拉拔工艺制备了抗拉强度 1000 MPa级高强钢焊丝,且O,N含量≤0.005%,组织均匀稳定,有效保证盘条抗拉强度、屈服强度、表面质量均匀稳定,焊接工艺性优良.

    1000MPa级高强钢气保护焊丝辊模拉拔制备工艺

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    P92钢脉冲电弧焊与GTAW-SMAW焊接接头微观组织及力学性能对比分析

    王齐宏李卓廷李永俊孔尚君...
    51-55,68页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在研究脉冲电弧焊对P92 钢焊接接头微观组织和力学性能的影响,及其改善P92 钢焊接接头力学性能的可靠性.[方法]采用脉冲电弧焊和氩弧焊(Gas tungsten arc welding,GTAW)-焊条电弧焊(Shielded metal arc welding,SMAW)制备相应的P92 钢焊接接头试样,对焊接接头的微观组织、显微硬度、室温与高温拉伸性能、高温持久性能进行测试及分析.[结果]结果表明,脉冲电弧焊的焊接接头焊缝及热影响区微观组织较GTAW-SMAW工艺的焊接接头更细小,形成的热影响区更窄,微观组织中无明显的过热粗晶区,但从显微硬度分布可以分析出紧邻熔合线区域仍存在过热硬化区;脉冲电弧焊接接头与GTAW-SMAW焊接接头的室温拉伸性能相近,高温拉伸性能略优于GTAW-SMAW接头;在 650℃,100 MPa条件下,脉冲电弧焊接接头蠕变断裂寿命与GTAW-SMAW焊接接头相当,原因在于 2 种工艺接头热影响区中软化区的宽度相近,而软化区的微观组织和力学性能决定了整个接头的蠕变断裂寿命.[结论]通过对比 2 种焊接方法的P92 钢焊接接头微观组织及力学性能,证明了脉冲电弧焊可作为P92 钢焊接的备选方法.

    P92钢焊接接头脉冲电弧焊热影响区微观组织

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    焊缝填充量对15Cr2Mo1耐热钢焊接修复性能的影响

    晏嘉陵齐彦昌刘明星常子金...
    56-61页
    查看更多>>摘要：[目的]15Cr2Mo1 钢属于珠光体耐热钢,在电力和石化等领域应用广泛.但是在长期的使用过程中经常会出现某些区域的裂纹等问题.而补焊工艺具有操作难度不高、代价低和复原能力好等优点.该文旨在揭示焊接修补填充量对焊接接头性能的影响.[方法]采用镍基合金焊条对 15Cr2Mo1 耐热钢进行不同结构类型和不同坡口类型的补焊试验.[结果]研究结果表明,坡口深度为 6.5 mm,13 mm和 19.5 mm时,补焊接头的补焊区各焊道布置合理且接头各区域均不存在明显缺陷;3 种填充量下的补焊区焊缝组织均为奥氏体组织,晶内析出物呈颗粒状;在原始焊缝区和补焊区之间的熔合区发现有宽度约为 15 μm过渡层,线扫结果表明,大量奥氏体化元素Ni,Cr,Mn进入该区域,使得该区域的淬硬倾向增加.[结论]3 种填充量下的补焊接头均能保持较好的强韧匹配.

    15Cr2Mo1耐热钢补焊填充量ENiCrFe-3

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    P92钢接头Ⅳ型开裂蠕变孔洞临界值的分析及应用

    杨超石仁强
    62-68页
    查看更多>>摘要：[目的]分析P92 管道接头热影响区发生Ⅳ型开裂的蠕变孔洞临界值的影响因素,得到蠕变孔洞临界值计算方法,为评估接头开裂风险提供依据.[方法]收集服役后发生Ⅳ型开裂的P92 接头,在未开裂处取样进行 610℃下不同应力条件的高温持久蠕变试验,然后使用光学显微镜、电子显微镜观察服役开裂接头和持久断裂接头热影响区的蠕变孔洞分布形貌,并借助图像分析软件测量蠕变孔洞的面积分数,同时使用硬度仪测试热影响区软化情况,最后综合测试结果分析细晶区软化程度和接头应力水平对蠕变孔洞临界值的影响,并拟合应力、显微硬度、孔洞临界值三者之间的函数关系.[结果]研究发现,P92 钢接头细晶区相比于接头其它区域软化速度更快,但软化作用并非其发生Ⅳ型开裂的必要条件,当应力水平较高时,细晶区没有发生明显软化时就可以触发蠕变开裂;得到接头轴向应力水平、蠕变孔洞面积分数临界值和显微硬度的函数关系式.[结论]引起Ⅳ型开裂的蠕变孔洞面积分数临界值与相对应力水平(轴向应力与硬度的比值)有关,相对应力水平越高,蠕变孔洞临界值越小,接头安全性就越低;通过测量接头细晶热影响区的蠕变孔洞面积分数和显微硬度,可以估算开裂接头的轴向应力水平,也可以评估在役未开裂接头的Ⅳ型开裂风险.

    超(超)临界机组P92管道Ⅳ型开裂蠕变孔洞

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