摘要：通过优化Cr-Mo-Zr的协同作用机制开发了钛合金实心焊丝,选择具有均匀的熔滴受力状态、稳定的熔滴过渡形式的液桥过渡进行激光填丝焊,最终实现了20 mm厚Ti64钛合金板的优质焊接。经过观察和测试发现Ti-Al-Cr-Mo-Zr钛合金实心焊丝具有足够的挺度和松弛度,为后续的激光填丝焊接时光束与焊丝所需的精准对中和稳定送丝提供了保障;焊缝中大于10°的大角度晶界占比为97.8%,几何必要位错密度较低,小尺寸晶粒的占比较大,焊缝表现出总体取向性不强,织构不明显且分布随机,最大基面取向密度仅为12.66;焊接接头的平均抗拉强度为901 MPa,平均断后伸长率为21%,室温冲击韧性分布在29~33 J之间。自主开发设计的Ti-Al-Cr-Mo-Zr系钛合金实心焊丝对于获得强度和塑韧性协同优化的焊接接头具有重要的作用,为钛合金焊接结构长期安全服役提供了基础技术支撑。

摘要：【目的】为满足船舶设计特殊结构位置的需求,研究了摆动参数(摆动频率和摆动幅度)对单道焊道成形及气孔的影响规律。【方法】以20 mm厚的10Ni5CrMoV高强钢板为试验材料,采用窄间隙摆动激光填丝焊方法进行横焊,测试了焊缝成形及气孔率,检测了激光能量分布及激光在坡口内的空间分布状态。【结果】结果表明,相较于常规激光焊,摆动激光焊可改善10Ni5CrMoV钢的单层焊道成形并有效抑制横焊过程中气孔的产生;摆动幅度是影响表面成形的主要因素,其影响激光能量在坡口内的分布状态从而影响单层焊道的表面成形,该次试验中摆动幅度为2.2 mm时的成形最优;摆动频率是影响气孔产生的主要因素,该次试验中摆动频率大于150 Hz即可避免气孔的产生。【结论】摆动激光抑制窄间隙激光横焊过程中气孔缺陷主要原因是频率增加导致能量分布峰值降低,熔宽增加使气泡逃逸路径增加,熔深降低使得逃逸路程降低,因此,深宽比小的焊道可以有效避免气孔产生。最后采用合理的摆动幅度和摆动频率实现了20 mm高强钢窄间隙激光横焊。

摘要：通过激光填丝焊接方法并采用自主开发设计的钛合金药芯焊丝,进行TC4钛合金板的焊接,对获得的焊接接头进行850℃保温2 h后随炉冷却退火工艺处理,并与焊态焊接接头的组织性能进行比对分析,结果表明,热处理态焊接接头焊缝中由α_(p)相、α_(s)相集束及点状分布的残留β相构成,没有发现焊态焊缝中的α’马氏体组织;热处理态焊接接头强度降低但断后伸长率和常温冲击韧性增加;热处理态焊接接头拉伸断口由大量撕裂唇包围,韧窝深且均匀,呈微孔聚合韧性断裂.通过XRD测试发现焊态焊缝中主要由α’马氏体组成,还有少量极弱的多角度α相衍射峰,而热处理态焊缝中α相衍射峰中心角度位置与焊态焊缝中α’马氏体一致,另外还发现了较为明显且尖锐的β相(110)衍射峰.

摘要：设计开发了5种不同Cr含量的1000 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1000 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,1000 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.

摘要：针对LNG储罐用低温高锰钢,设计了一种用于丝级埋弧横焊的焊丝、焊剂及焊接工艺。通过拉伸、冲击、侧弯试验评估焊缝金属力学性能,采用OM,SEM,EDS等设备分析组织形貌。试验结果表明:焊剂工艺性能优良,焊缝成形较好,脱渣良好,无气孔、裂纹等缺陷,抗拉强度大于660 MPa,-196℃夏比冲击吸收能量大于60 J;焊缝金属组织为全奥氏体组织,组织致密,晶间有细小的夹杂物析出,冲击试样断口形貌多为细小的韧窝;利用EDS对冲击断口中少量解理面处合金成分进行分析,发现焊缝高Si区会在受冲击下产生解理面成为断裂的启裂位置,降低了材料低温韧性。总结试验结果,确定性能最佳的焊材成分与焊接工艺参数。

摘要：针对水电用1000 MPa级高强钢设计了一种埋弧焊用焊丝、焊剂。借助JMat Pro软件对熔敷金属的组织和力学性能进行模拟,并通过拉伸试验、冲击试验、OM,SEM,EDS等手段对其进行评价。研究了熔敷金属成分和焊接热输入对熔敷金属组织及力学性能的影响。试验结果表明,研制的焊材焊接工艺性优良,通过控制合金元素含量使熔敷金属力学性能远高于标准值;重点分析了Cr含量对熔敷金属组织和力学性能的影响,熔敷金属中少量的Cr元素会提高针状铁素体含量,Cr元素含量较高时,会增加贝氏体含量,使熔敷金属强度不断提高,冲击韧性先提高后降低;随着焊接热输入的升高,熔敷金属中针状铁素体含量不断减少,先共析铁素体含量提高,组织粗化,熔敷金属强韧性不断降低。

摘要：锡基巴氏合金作为一种性能优异的滑动轴承轴衬材料,是工业生产必不可少的材料。近年来,随着工业用大型、高性、重载机械设备不断涌现,传统的锡基巴氏合金材料和制备工艺逐渐表现出一些弊端,已无法满足新的需求,锡基巴氏合金材料制备工艺和成分优化改性又成为研究热点。锡基巴氏合金制备工艺的主要为离心铸造、电弧堆焊、钎焊、激光熔覆、原位微波辅助铸造技术等方法,分析不同制备工艺对锡基巴氏合金成分和涂层结合强度的影响;通过添加强化元素、化合物、碳材料、纳米材料等方法优化巴氏合金成分,进一步提高涂层结合强度,系列研究成果对延长轴承寿命起到了显著的作用。文中重点对锡基巴氏合金制备工艺与成分改性的研究进展进行了综述,提出设计开发新型锡基巴氏合金涂层结构,以提高锡基巴氏合金涂层结合强度和使用寿命,这将是国内外学者的研究重点和未来的发展趋势。

摘要：熔池的图像处理与特征提取技术是船舶熔化极气体保护焊(gas metal arc welding, GMAW)智能化焊接质量监控的重要内容,针对船体板GMAW焊接过程中的烟雾大、飞溅多等不稳定特性导致熔池图像采集模糊、边缘提取困难等问题,提出一种基于均值漂移(mean shift, MS)优化模糊C均值聚类(fuzzy c-means, FCM)的图像处理算法.在优化设计焊接动态视觉传感系统中,以最大化保证图像信息采集清晰度的基础上,利用MS算法获取超像素图像以解决FCM算法对噪声的敏感性,同时在FCM算法上引入加权邻域窗口,以增强MS-FCM算法的鲁棒性,来克服烟雾、飞溅、弧光等噪声影响,进而完成图像分割与边缘提取.最后,设计出关于FCM、空间约束模糊C均值聚类(fuzzy c-means with spatial constraints, FCM_S)、加强型模糊聚类(enhanced fuzzy c-means, ENFCM)和模糊局部信息C均值聚类(fuzzy local information c-means clustering, FLICM)算法的4种不同图像处理方法,并与MSFCM优化模型进行边缘分割效果对比,获取几种方法所提取的熔宽,验证熔池几何特征的提取精度.结果表明,MS-FCM算法在船舶焊接熔池图像处理方面能有效抑制噪声干扰,平滑信息,达到较高的提取精度.

摘要：随着激光器功率的增加,激光传输受等离子体羽辉影响损耗严重,导致激光焊接一次性可穿透深度并非与激光输出功率成正比,焊缝成形稳定性无法可靠保证。而在真空环境下,激光焊接能够展现出不同的工艺特征,能有效抑制等离子体羽辉,增加焊缝熔深,改善熔池稳定性,获得高质量的焊缝。真空激光焊接为实现厚壁构件优质、高效焊接提供了新的工艺方法与研究思路。在综合评述国内外研究成果的基础上,介绍了真空激光焊接技术的发展历史,分析真空环境下激光焊接过程中的焊缝成形、熔池与匙孔、等离子体羽辉特征,梳理了真空激光焊接装备设计和真空激光焊接的相关应用等内容,并对目前该技术研究中存在的问题进行探讨以及对真空激光焊接技术未来发展方向进行展望。

摘要：通过激光填丝焊接方法并采用自主开发设计的钛合金药芯焊丝,进行TC4钛合金板的焊接,对获得的焊接接头进行920℃/1 h+650℃/2 h固溶时效处理,并与焊态焊接接头的组织性能进行对比分析。结果表明:热处理态焊接接头焊缝由α_(p)相、α_(s)相集束、α_(gb)相典型的三态组织及点状分布的残留β相构成,未见焊态焊缝中的α’马氏体组织,使焊缝的强度-塑性-韧性得以兼顾;热处理态焊接接头强度降低但延伸率和室温冲击韧性增加;热处理态焊接接头拉伸断口由大量撕裂唇包围,韧窝深且均匀,呈微孔聚合韧性断裂。焊态焊接接头中焊缝区晶粒间的取向差大于15°的大角度晶界占比约83.78%;热处理态焊接接头焊缝中晶粒间的取向差大于15°的大角度晶界占比约为90.21%;通过XRD测试,发现焊态焊缝中主要由α’马氏体组成,还有少量极弱的多角度α相衍射峰,而热处理态焊缝中α相衍射峰中心角度位置与焊态焊缝中α’马氏体一致,另外还发现了较为尖锐的β相(110)衍射峰。