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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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    VCrAl1.21Ni0.93Co1.85高熵合金中间层真空扩散连接TC4钛合金和T2铜

    吴宝生李鹏马月婷董红刚...
    1-13页
    查看更多>>摘要：根据伪二元合金设计策略和共晶高熵合金设计理念,设计并制备了 VCrAl1.21Ni0.93Co1.85共晶高熵合金中间层用于真空扩散连接TC4钛合金和T2铜,研究了不同连接温度对TC4/T2扩散连接接头微观组织和力学性能的影响规律.结果表明,所有接头界面结合良好无缺陷产生,在TC4侧的连接界面附近发生了部分相变,由a-Ti向β-Ti进行转变,并且形成了部分魏氏体组织.Ti2(Co,Ni),Ti2(V,Cr,Al),Ti(V,Cr,Co)和(V,Cr)(Al,Ni,Co)相形成在 TC4/VCrAl1.21Ni0.93Co1.85 界面上,而VCrAl1.21Ni0.93Co1.85/T2界面上形成了(V,Cr)(Al,Ni,Co)和(V,Cr)(Cu,Ni,Co)3相.界面上形成高熵微观组织结构起到高熵固溶强化作用,扩散层Ⅰ和Ⅱ对应的生长激活能分别为229 kJ/mol和191 kJ/mol,接头抗剪强度在880 ℃时达到最大为194 MPa,接头主要沿着BCC基体相和B2相交替位置断裂,断口表面出现河流花样特征,属于一种典型的解理断裂模式.

    TC4钛合金/T2铜异种金属真空扩散连接VCrAl1.21Ni0.93Co1.85中间层微观组织抗剪强度

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    全浸腐蚀后焊接接头疲劳裂纹扩展速率分析

    李岳赵洋洋邓彩艳龚宝明...
    14-22页
    查看更多>>摘要：服役于海洋环境中的风力发电机,其塔筒上的焊接结构不可避免地要遭受洋流、风浪、工作过程中带来的疲劳载荷及海洋复杂环境引发的腐蚀,往往成为腐蚀疲劳失效中的薄弱环节,因此,研究焊接接头的腐蚀疲劳现象,探索其背后的运作机制具有十分重要的意义.选用S355低合金高强钢作为试验材料,进行S355钢焊接接头在5％NaCl环境中的预腐蚀疲劳裂纹扩展试验.试验结果表明,与未经预腐蚀的试件相比,预腐蚀48 h的试样疲劳裂纹扩展速率并没有明显增加,而预腐蚀336 h的试样疲劳裂纹扩展速率增加显著.利用扫描电子显微镜对预腐蚀后的疲劳试件进行微观表征,观察到在裂纹扩展路径周围存在微裂纹和分支裂纹,表明金属发生了脆化.在预腐蚀疲劳断面上,观察到了裂纹扩展模式的转变,表层金属呈现平面脆性特征,内部金属保留了疲劳韧性特征,微观表征的结果表明,预腐蚀脆化了表层金属,从而加快了试件整体的疲劳裂纹扩展速率.

    S355钢预腐蚀疲劳裂纹扩展试验脆化

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    基于高频变极性电流源的交叉耦合电弧焊摆动行为抑制

    赵红雁吕涛余悦张景璋...
    23-29,41页
    查看更多>>摘要：交叉耦合电弧焊工艺理论上可以实现焊接过程中传热、传质解耦和独立控制,具有很大的发展潜力,然而,传统的交叉耦合电弧工艺中旁路电弧电流一般由低频交流焊接热源提供,工作过程中会出现主电弧随着旁路电弧的极性改变而发生电弧摆动现象,使各个电弧之间的热力分配不平衡,传热、传质解耦不彻底.在增材制造应用中,会面临熔滴落点位置不可控、成型精度低等问题,为了解决主电弧的摆动问题,设计开发了旁路电弧为高频变极性电弧的交叉耦合电弧焊接热源.试验结果表明,这种焊接热源可以通过提高旁路电弧的变极性频率,有效地抑制主电弧的摆动行为,进一步实现交叉电弧中填充焊丝熔化速率与工件热输入之间的传热解耦,同时,抑制主电弧摆动后的现象表现为主电弧高频小幅度振动,理论上可以实现对熔池的搅拌作用,利于枝晶破碎、促进焊缝晶粒细化.

    交叉耦合电弧电弧摆动高频变极性电弧传热解耦

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    重型运载火箭燃料贮箱FSW核心区温度监测

    卢晓红张昊天滕乐隋国川...
    30-41页
    查看更多>>摘要：重型运载火箭燃料贮箱目前通常采用2219-T8高强铝合金,贮箱壁厚高达18 mm,采用搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)工艺实现筒段纵缝和环缝焊装,FSW核心区极值温度直接影响焊接质量,但由于搅拌头旋转、轴肩遮挡等原因导致FSW核心区温度获取困难.文中提出了一种FSW核心区极值温度在位表征方法,首先,基于Deform-3D建立了 18 mm厚2219-T8铝合金的FSW温度场仿真模型,实现了 18 mm厚2219-T8铝合金平板和环焊温度场表征;然后,基于温度场仿真模型,提取焊件表面特征点温度与核心区极值温度的数据集,采用支持向量回归机算法(support vector regression,SVR)建立FSW核心区极值温度预测模型;最后,红外热像仪实时测得焊件表面特征点温度,结合核心区极值温度预测模型,实现贮箱FSW核心区极值温度监测.试验结果表明,FSW核心区峰值温度监测相对误差＜7.22％,核心区最低温度相对误差＜9.54％,证实了 FSW核心区极值温度监测方法的有效性.

    搅拌摩擦焊核心区温度监测红外热像仪支持向量回归机

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    基于旁轴视觉的激光焊接系统加工定位方法

    于鸿宇刘智慧张承瑞陈赓...
    42-49,102页
    查看更多>>摘要：针对激光焊相机标定精度低,定位精度与像素当量倍数相差较大等问题,提出了一种基于旁轴视觉的相机标定方法和定位方法,通过内参标定校正透镜畸变;通过外参标定,建立系统中像素坐标系与机床坐标系间的转换关系,设计一种二值化阈值的局部寻优算法,以保证工件准确的边缘拟合.通过识别工件角点和一边的角度,确定工件在系统中的摆放位置与姿态,算法精度稳定在1像素内,即0.017 mm的理论精度,通过加工试验测试定位精度,在试验中对识别的工件转角角度进行修正,修正前,x方向平均误差0.050 mm,y方向平均误差0.137 mm;修正后,x方向平均误差为0.029 mm,y方向平均误差为0.026 mm,分别为像素当量的2.12倍和1.53倍,实际误差与像素当量间倍数相差较小.结果表明,该定位方法在充分利用相机性能的同时,具有较高的算法精度和定位精度,提高加工效率满足实际生产需求.

    激光焊旁轴视觉定位相机标定二值化阈值寻优角点识别

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    一种高难熔元素镍基高温合金的焊丝成分优化及接头力学性能

    储清泉刘士伟王诗洋孙元...
    50-61页
    查看更多>>摘要：K465镍基高温合金因出色的高温性能在多个领域得到了广泛应用,但由于其难熔元素含量高,焊接性存在问题,为了解决这一问题,针对K465合金设计了 3种不同成分的焊丝,主要通过调整γ'形成元素Al,Ti和固溶强化元素Co的含量.结果表明,调整焊丝成分能影响K465合金的焊接性,特别是通过降低Al,Ti的含量可以减少低熔点共晶相的析出,而增加Co的含量能提高合金的热稳定性并降低裂纹敏感性.在3种焊丝中,高Co,低Al+Ti焊丝的焊接性最佳,焊接后的接头质量高,室温下抗拉强度为822 MPa达到母材性能的84％,并且接头的断后伸长率接近于母材.

    K465合金焊接性焊丝成分显微组织力学性能

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    U71Mn钢闪光-摩擦复合焊接头组织性能

    谭锦红张新平曹姗姗王鹏...
    62-68页
    查看更多>>摘要：闪光对焊在焊接钢轨时易在焊缝中心产生氧化夹杂缺陷以及软化层,严重降低了接头力学性能,针对上述问题,开发了闪光-摩擦复合焊,并基于不同的顶锻距离对U71Mn钢进行了焊接工艺研究.结果表明,焊接接头成形良好,接头组织主要分为母材(base material,BM)、热影响区(heat-affected zone,HAZ)、热力影响区(thermo-mechanically affected zone,TMAZ)以及焊核区(weld zone,WZ),其中,在焊接热输入以及摩擦顶锻的作用下,TMAZ及WZ晶粒发生细化,同时,在线性摩擦的作用下,WZ未出现明显的高铁素体含量的软化层组织.接头显微硬度呈M形分布,最高硬度位于TMAZ,接头抗拉强度随顶锻距离的增加呈先上升后下降趋势,最高抗拉强度约为900.3 MPa,达到母材的89.1％,其断裂形式为准解理断裂.

    闪光-摩擦复合焊U71Mn钢微观组织力学性能

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    SiC-Ni60涂层中添加nano-Cu包覆MoS2对其组织和摩擦磨损性能的影响

    沈虎李先芬叶俊洋张雅婷...
    69-75页
    查看更多>>摘要：采用激光熔覆的方法在42CrMo钢基体上制备了 nano-Cu/MoS2镍基合金熔覆层,运用扫描电镜、XRD、显微硬度计以及摩擦磨损试验机等探究了不同含量nano-Cu/MoS2熔覆层的组织及耐磨减摩性能.结果表明,采用激光熔覆技术制备的nano-Cu/MoS2镍基合金熔覆层中上部为细密的等轴晶,中下部至靠近熔合线主要为条柱状晶,添加nano-Cu/MoS2颗粒后覆层中部等轴晶粒部分转变为条带状,覆层中产生了金属硫化物CrS和软金属铜,晶界处分布一些细小MoS2颗粒,受润滑相与部分晶粒粗化影响与C1(无nano-Cu/MoS2)相比,C2～C4(5％～15％nano-Cu/MoS2)熔覆层的硬度显著下降,但与基体相比有1.45～2.06倍,具有良好的力学性能,而摩擦质量损失增加最高达到0.0198g,摩擦系数逐渐减小,熔覆层最低摩擦系数0.443 0较C1明显降低,兼顾力学性能、摩擦系数和摩擦质量损失角度考虑,nano-Cu/MoS2含量为10％,激光功率290 W、扫描速度6 mm/s时,其熔覆层力学及摩擦学性能为佳.

    激光熔覆nano-Cu/MoS2固体润滑耐磨减摩

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    Cr含量对1000 MPa级高强钢熔敷金属组织演变的作用机制

    冯伟于庭祥陈波张庆素...
    76-83页
    查看更多>>摘要：设计开发了 5种不同Cr含量的1 000 MPa级高强钢埋弧焊材,采用丝极埋弧焊制备了 Cr含量为0％～0.9％的熔敷金属,利用OM、SEM、TEM和CLSM等微观组织表征方法研究Cr含量对1 000 MPa级高强钢熔敷金属组织演变的影响,并通过拉伸和冲击试验评估其力学性能.结果表明,1 000 MPa级高强钢熔敷金属随着Cr含量提高,铁素体转变起始温度由723.3 ℃提高到740.2 ℃,贝氏体转变起始温度由470.2 ℃降低到458.5 ℃,铁素体转变温度区间扩大,高Cr熔敷金属中贝氏体转变速率较快,熔敷金属中针状铁素体和贝氏体铁素体增加,M-A组元由弥散分布逐渐呈链条状偏聚,先共析铁素体与残余奥氏体减少.熔敷金属冲击断裂形式由低Cr的韧性断裂向高Cr的准解理断裂转变,熔敷金属拉伸强度不断提高,相比于无Cr的熔敷金属,0.9％Cr的熔敷金属抗拉强度和屈服强度分别提高12.4％和17.0％,熔敷金属冲击吸收能量先提高后降低,在-40 ℃条件下,0.6％Cr的熔敷金属的低温韧性最高为84 J,熔敷金属Cr含量为0.6％时强韧性匹配效果最佳.

    1000MPa级高强钢熔敷金属Cr元素含量组织演变激光扫描共聚焦显微镜

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    准动态模型预估的Q960E大梁钢SR-CGHAZ疲劳裂纹扩展机理

    赵阳刘旭明张楠王军生...
    84-93页
    查看更多>>摘要：为研究半挂车大梁在使役过程中Q960E亚临界粗晶热影响区的疲劳裂纹扩展机理,通过动态应力测试耦合有限元仿真方法,研究者建立了一种准动态应力分析模型,以获取半挂车大量的动载疲劳应力,通过二次热模拟获得Q960E的亚临界粗晶热影响区(simulated reheat-coarse grained heat affected zone,SR-CGHAZ)并测试了疲劳裂纹扩展速率和冲击韧性,采用激光共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscope,LSCM)分析了显微组织和马奥岛(martensitic-austenitic islands,M-A)形貌,通过电子背散射衍射分析(electron back-scattered diffraction,EBSD)分析了亚结构和取向,利用透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)研究了疲劳裂纹扩展机理.结果表明,基于动态应力实测的准动态仿真模型具有较高精度,在峰值应力为300 MPa,应力比R=0.05的条件下,SR-CGHAZ随着第1次热模拟冷却时间t8/5的延长,M-A由点状向针状和短棒状转变,冲击韧性逐渐降低,伴随疲劳裂纹扩展速率随之增加,主要与马氏体板条束宽化,基体亚结构取向变化,大角度晶界密度降低,以及马氏体板条束间M-A转变为链状析出的VCr2C2型碳化物有关.

    亚临界粗晶热影响区疲劳应力裂纹扩展Q960E

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