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焊接学报
焊接学报

王亚

月刊

0253-360X

hjxbjb@126.com

0451-86323218

150028

哈尔滨市和兴路111号

焊接学报/Journal Transactions of the China Welding InstitutionCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊主要刊登焊接各专业学科理论研究的专题论文和反映焊接新材料、新工艺方法的专题论文。它代表了中国焊接学术水平具有一定的权威性，在国内外拥有广大的读者，在国际上享有一定的声誉。被美国《工程索引（Ei）》、《科学引文索引（SCI）》收录，是中国科技论文统计源期刊。
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    铝合金VPPAW穿孔焊接匙孔闭合处的微观组织与力学性能

    王小伟张斌曾如川闫朝阳...
    1-6页
    查看更多>>摘要：铝合金因其密度低,比强度高等特性,被广泛应用到航空航天、军事工业等领域.与其他焊接工艺相比,变极性等离子弧焊接在大型铝合金结构件加工方面具有突出优势.针对轻金属合金等离子弧焊接过程中匙孔难以自由闭合的问题,提出了气电分离时序脉冲等离子弧环焊缝收弧方法,对比研究了环焊缝收弧方法与手工钨极惰性气体保护焊(tungsten inert gas welding,TIG焊)填补法焊缝匙孔闭合处的微观组织与力学性能.结果表明,通过调节焊接起弧、收弧策略,实现了等离子弧匙孔自由闭合,焊缝收弧区成形良好,组织为均匀的等轴晶;抗拉强度为329.9 MPa,断后伸长率为 16.3%,比TIG填补法的抗拉强度提高了 22.91%,断后伸长率提高了 55.24%.平均硬度值为78.9 HV0.2,热影响区硬度呈下降趋势,熔合线处硬度呈升高趋势,焊缝区硬度波动范围为75～81 HV0.2.

    铝合金变极性等离子弧穿孔焊接微观组织力学性能

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    表面张力对激光焊接熔池及匙孔的影响

    彭进许红巧杨晓红王星星...
    7-14页
    查看更多>>摘要：基于FLUENT19.0软件,建立了激光焊接热-流耦合模型,对比分析了不同表面张力温度系数(为负值)对熔池流场的影响.结果表明,随着表面张力温度系数的减小,熔池后方顺时针漩涡的流动趋势逐渐减弱,甚至消失,而且焊接飞溅的数量增多.纵截面熔池长度逐渐增加,纵截面熔池流体最大流动速度逐渐增大,熔池横截面的面积逐渐减小.当表面张力温度系数为-2.5×10-4 N/(m·K)时,熔池长度平均值为 3.28 mm、熔池流体最大流动速度的平均值为 2.89 m/s、熔池横截面面积的平均值为 4.52 mm2;当表面张力温度系数为-3.5×10-4 N/(m·K)时,熔池长度平均值为 3.73 mm、熔池流体最大流动速度的平均值为 3.53 m/s、熔池横截面面积的平均值为 4.03 mm2;当表面张力温度系数为-4.9×10-4 N/(m·K)时,熔池长度平均值为 4.14 mm、熔池流体最大流动速度的平均值为4.09 m/s、熔池横截面面积的平均值为3.28 mm2.

    激光焊接表面张力熔池匙孔

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    X80管线钢水下湿法多道焊残余应力分析

    严春妍顾正家聂榕圻张可召...
    15-21页
    查看更多>>摘要：采用不同焊接电流对X80管线钢板进行水下湿法焊接,同时利用 175 A电流下陆地焊接试验进行对比,获得了焊接电流对水下湿法焊接接头的显微组织、硬度分布、温度场和残余应力分布的影响规律.结果表明,相同的电流条件下,水下焊接接头的显微组织类型和构成与陆上焊接接头不同,焊缝的显微组织主要为先共析铁素体、粒状贝氏体、条状贝氏体和针状铁素体,粗晶热影响区的显微组织主要为条状贝氏体和少量粒状贝氏体;水下湿法焊接接头比陆地焊接接头具有更高的硬度、冷却速度和残余应力水平.水下湿法焊接接头具有较高的残余应力水平,175～205 A范围内,随着焊接电流增加,焊缝中侧板条铁素体和针状铁素体数量有所增加,焊接接头最高硬度、等效残余应力峰值和纵向残余应力峰值略有下降.

    水下湿法焊接多道焊温度场应力场

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    铜-铝电磁脉冲焊接界面形成过程的原子扩散行为

    李成祥许晨楠周言陈丹...
    22-31页
    查看更多>>摘要：电磁脉冲焊接技术以高压脉冲放电驱使异种金属可靠连接而备受关注,但其界面结合机制尚不明确.该文搭建了铜-铝电磁脉冲焊接综合试验平台,捕获了焊接的动力学过程,得到碰撞点速度与碰撞角度的变化规律.在此基础上,构建了基于分子动力学模拟的电磁脉冲焊接典型界面(平直界面与涡旋界面)形成过程的对应模型,探究了焊接中的原子扩散行为,并根据模拟结果计算了典型结合界面的扩散层厚度,同时采用透射电子显微镜分析了结合界面的微观结构.研究结果表明,剧烈碰撞驱使界面材料塑性变形,界面材料塑性形变形成冶金结合和机械咬合是铜-铝电磁脉冲焊接界面的结合机制,且涡旋界面处的原子扩散厚度大于平直界面.该文可为深入理解电磁脉冲焊接机理和调控焊接效果提供科学依据.

    电磁脉冲焊接界面形成原子扩散行为分子动力学

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    焊接方法对X90管道环焊接头断裂韧性的影响

    任伟帅健
    32-42页
    查看更多>>摘要：为准确获取X90环焊接头的断裂韧性,采用改进的规则化法对X90环焊接头的低约束单边缺口拉伸试件进行断裂韧性测试,分别从手工焊、自保护药芯半自动焊和气保护药芯半自动焊焊接的X90管道环焊接头中提取测试试件,进行断裂韧性试验.结果表明,相同焊接方法下,浅裂纹试件所得阻力曲线比深裂纹试件所得阻力曲线低;热影响区的深裂纹试件具有最高的裂纹扩展阻力曲线,而热影响区的浅裂纹试件具有最低的裂纹扩展阻力曲线;焊缝区试件在试验中极易发生脆断,具有相对较差的断裂性能,并且受焊接方法影响较大,其中气保护药芯焊丝半自动焊的焊缝区试件全部发生脆断.因此,气保护药芯焊丝半自动焊在实际X90管道工程应用中作为参考方法需要优化,这对保持X90管道结构的完整性至关重要.

    焊接方法环焊接头低约束试件阻力曲线断裂韧性

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    激光清洗时氟碳铝粉漆层表面粗糙度的分析及其对激光吸收的影响

    朱明张豪石坤侯宵飞...
    43-53页
    查看更多>>摘要：激光清洗 2024铝合金飞机蒙皮表面漆层过程中,粗糙表面的形成与演化会对漆层与激光的热交互作用及漆层去除机理产生较大的影响.1 064 nm脉冲激光逐层除漆过程中,分析了漆层表面形貌与粗糙程度的变化,研究了粗糙表面的产生机理及其演化规律,并通过建立漆层粗糙表面等效分析模型计算分析了漆层粗糙表面对激光吸收率的影响规律.结果表明,激光除漆过程中不同的去除机理作用后漆层均会出现粗糙表面,且粗糙表面的演化存在一定的规律;逐层除漆时,漆层粗糙表面对激光吸收率有明显增加作用,在激光作用 7次后漆层粗糙表面对激光的吸收率增加了32.8%,如果采用固定的初始激光清洗工艺,会因吸收率增大导致铝合金基材产生损伤行为.

    激光清洗铝合金漆层粗糙表面吸收率

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    铝/铜蓝-红激光复合焊接头组织及性能

    史颖杰崔泽琴丁正祥郝晓虎...
    54-60页
    查看更多>>摘要：为实现动力电池的高效可靠焊接,文中采用蓝-红复合激光进行了 1050 Al/T2 Cu搭接焊,分析了激光功率对接头显微组织、相分布、力学性能及导电性能的影响规律.结果表明,铝/铜搭接接头焊缝表面平整,截面呈现T形,PB(蓝光功率)保持 300 W,PR(红光功率)在 700～1 400 W区间内增加,铜侧熔深由 60 μm增大到 1 000 μm,在PR = 800 W时实现良好的冶金结合.焊缝组织由Al固溶体、Al-Cu共晶相和Al2Cu金属间化合物组成,随激光功率增大,焊缝局部出现Al4Cu9 相,边缘出现AlCu,Al4Cu9 和AlCu3 相.在PR = 800 W下抗剪强度达到最高108.6 MPa,接触电阻达到最小 94 μΩ,裂纹由两极交界处Al2Cu区域萌生,沿焊缝边缘由外层Al2Cu区扩展到底部Al固溶体和Al-Cu共晶区交界处,断裂形式为解理断裂.

    复合激光焊铝/铜异质材料界面反应微观组织力学性能导电性

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    基于Roe-Siegmund循环内聚力模型焊趾疲劳裂纹萌生仿真

    赵秋唐琨李英豪吴维青...
    61-67页
    查看更多>>摘要：为建立焊趾疲劳裂纹萌生行为仿真方法,基于 Roe-Siegmund 循环内聚力模型对 ABAQUS 进行二次开发,形成用于反映疲劳累积损伤的VUMAT子程序,依据文献方法及试验数据获取Q345焊接区域材料的内聚力参数,通过Voronoi图法和内聚力单元法生成具有疲劳累积损伤特性和晶粒特征的微观模型,并与宏观对接焊缝模型合并,进行多尺度疲劳裂纹萌生仿真模拟,获得裂纹萌生路径、临界循环次数及晶粒力学响应特征.结果表明,此方法能够自发地选择符合实际情况的裂纹萌生位置以及短裂纹扩展路径,完成对焊接区域材料微观断裂过程的模拟,不同仿真组获取的临界循环次数存在于一定的分布范围内,模型中的累积内聚力长度需通过试验数据进行拟合.

    焊趾裂纹萌生循环内聚力模型内聚力单元法Voronoi图法

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    YG8/GH4169异种材料钎焊接头残余应力的数值模拟

    乔瑞林龙伟民秦建廖志谦...
    68-74页
    查看更多>>摘要：钻探采样技术是实现月球土壤样本采集的首选方法,针对钻采工具中异种材料钎焊接头残余应力大、连接质量差等问题,以ANSYS有限元软件为平台,采用数值模拟方法,分析了YG8/GH4169钎焊接头残余应力的分布情况,以及添加Cu,Mo中间层时对接头残余应力的影响规律.结果表明,在硬质合金/高温合金钎焊接头中存在极大的残余应力,硬质合金靠近焊缝的顶点附近为应力集中的危险区域,最大轴向残余应力约为 1 304 MPa;添加Cu,Mo中间层均能有效缓解接头残余应力,当中间层厚度小于 0.6 mm时,Cu对接头残余应力的缓解效果更好,中间层厚度大于 0.6 mm时,Mo的缓解效果更佳;Cu,Mo作为中间层时,缓解接头残余应力的最佳厚度均为1.0 mm左右,异种材料钎焊接头残余应力的试验结果与数值模拟结果基本吻合.

    数值模拟残余应力硬质合金高温合金钎焊

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    不同Nb含量X80钢管环焊热影响区的微观组织与韧性

    何小东杨耀彬陈越峰张永青...
    75-81页
    查看更多>>摘要：为研究Nb含量对焊接热影响区微观组织和性能的影响,采用熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)和手工焊条电弧焊(shielded metal arc welding,SMAW)对 0.055%Nb和 0.075%Nb含量的X80钢管进行环焊.采用夏比冲击试验和金相分析方法,研究热影响区的微观组织差异和夏比冲击韧性.并借助扫描电镜和超高温激光共聚焦显微镜分析不同Nb含量X80管体的微观组织对热影响区性能的影响.结果表明,在 0℃和-20℃时,0.075%Nb和 0.055%Nb的X80钢管GMAW环焊接头热影响区均具有较高的冲击韧性,其平均冲击吸收能量均高于 150 J.其中 0.055%Nb略高于 0.075%Nb的GMAW环焊接头热影响区夏比冲击吸收能量;焊接热输入较低时,0.055%Nb低于 0.075%Nb的X80环焊接头粗晶区的韧脆转变温度,具有更好的低温韧性.焊接热输入较高时,0.075%Nb的X80环焊接头粗晶区具有更高的上平台冲击吸收能量,且上平台温度和韧脆转变温度也更低,其低温韧性也更优异;还发现了X80环焊接头热影响区的冲击韧性不仅与热输入量和热影响区马氏体-奥氏体组织(M-A)的形状、大小、分布有关,而且还受管体中Nb含量、原始的强度与韧性、微观组织状态的遗传影响.

    含铌X80钢管环焊接头热影响区冲击韧性M-A组织

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