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2024年 54卷第3期

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面向9%Ni钢大型储罐的旋转电弧窄间隙立焊装备

闫强强,贾传宝,陈崇龙,王莹刚,胡志文,郑庆烨

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2024.03.01

摘要：提出一种面向9%钢大型LNG储罐的旋转电弧窄间隙立焊装备，旨在解决LNG储罐立缝位置的焊接难题。采用窄间隙TIG旋转电弧焊接新工艺，将钨极打磨成非轴对称的尖端，通过电机控制钨极旋转，使电弧周期性加热窄间隙坡口两侧，有效解决了侧壁熔合问题。为配合该工艺，设计了新型窄间隙TIG旋转电弧焊枪，具备无线回转导电、自动送丝和双路气保护功能。同时，提出了一套适用于LNG储罐立缝位置的自动焊接设备，包括真空吸附的挂壁小车和焊接小车。在实验室搭建了全套试验装备，包括焊接小车、全自动送丝机、焊接电源等，控制焊枪立缝位置的焊接行走，防止9%Ni钢磁化，同时保证焊接过程的稳定。对24 mm厚9%Ni钢进行单层单道的焊接试验和窄间隙坡口对接试验，验证了新工艺能够解决厚板窄间隙焊接中侧壁熔合的问题，并且由于电弧循环旋转，对熔池具有搅拌作用，焊缝表面成形平滑美观。该研究为LNG储罐立缝的自动高效焊接提供了技术和装备支持。
关键词：窄间隙;旋转电弧;侧壁熔合;9%Ni钢;立焊;自动化焊接

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发布时间：2024-03-27
碳化物取向对Fe-Cr-C耐磨涂层抗磨损性能的影响

李奕彤,殷子强,申博,王守仁

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2024.03.02

摘要：为研究不同冷却条件下制备的高铬合金耐磨涂层中碳化物取向对抗磨损性能的影响。使用高铬合金药芯焊丝在Q235基板上通过基材背面强制冷却和自然冷却两种不同的方式，制备了两组具有不同碳化物取向的耐磨涂层，即水冷试样A和自然冷却试样B。通过金相组织和显微硬度对比，分析滑动摩擦实验和冲击磨粒磨损实验的结果，来揭示碳化物取向对耐磨合金摩擦学特性的影响机理。结果表明，具有大量垂直取向（Fe、Cr）₇C₃初生碳化物的A组正面显微硬度比析出相以共晶混合物和团簇状（Fe、Cr）₇C₃初生碳化物为主的B组高16.92%；A组在滑动摩擦实验中粘着磨损分布较少，存在大量微裂纹，摩擦系数逐步下降，磨损率为0.007%，B组则存在大量金属颗粒粘着，摩擦系数呈上升趋势，磨损率0.015%高于A组。冲击磨粒磨损实验中，A组表面形貌以部分浅犁沟和脆性断裂导致的脱落和裂缝为主，B组表面形貌则以大量长且浅的犁沟和微切削引起的剥落坑与粘着层为主；对比失重曲线，A组磨损率为0.75%，B组磨损率为0.42%，因此具有大量横向碳化物分布的B组具有更好的冲击磨损性能。
关键词：堆焊;M₇C₃;碳化物取向;冲击磨粒磨损

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发布时间：2024-03-27
时效处理对Fe-Ni基奥氏体合金耐点蚀性能的影响

郑军宝,闫英杰,曹睿

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2024.03.03

摘要：针对Fe-Ni基奥氏体合金在740 ℃时效处理后的析出相随时效时间的演变进行探究；并通过电化学腐蚀试验以及Mott-Schottky分析，研究了时效处理对合金耐腐蚀性能的影响。结果表明：740 ℃时效处理可以促进γ′沉淀强化相［Ni₃（Al，Ti）］在合金中的析出；随时效时间的增加，γ′析出相的密度和尺寸增加；同时，时效处理会增加合金表面点缺陷数量，降低合金钝化膜致密性，从而导致合金耐点蚀性降低；通过恒电位阳极极化处理能够有效降低合金表面点缺陷数量，提高合金耐点蚀性。
关键词：Fe-Ni基奥氏体合金;时效处理;γ′析出相;耐点蚀性能;表面改性

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发布时间：2024-03-27
电脉冲轧制6061Al电热耦合模型及电弧加热机理分析

闫志航,王文先,卞功波,张涵,张婷婷

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2024.03.04

摘要：通过COMSOL Multiphysics仿真软件模拟高频脉冲电流激励时两板间界面处电弧的产生。讨论了在高频脉冲电流激励下，两块具有一定角度的金属板在电脉冲辅助轧制过程中界面处产生电弧的条件，并结合电磁学分析了电弧的形成机理。结果表明，在电脉冲辅助轧制过程中，除了焦耳加热外，还存在电弧加热现象，当加载300 A电流和10 kHz频率时，可以产生电弧并使两块铝板结合形成焊点。随着电流的增加，电弧温度和电势差也相应增加。在800 A电流下，电弧温度可达4 210 K，电势差可达54.5 V，已达到电弧形成的条件，但产生的电弧并不稳定。电弧的存在不仅瞬间加热了板材，提高了界面结合强度，而且在电弧力的作用下更容易形成波纹界面。模拟结果显示，加载800 A电流下可以产生超过4 000 K的电弧，并且在第一个脉冲周期内形成；并拟合了电弧产生的热源方程；为电脉冲辅助轧制研究提供了新思路。
关键词：电脉冲轧制;电弧热分析;超声波电弧;高频脉冲电流;粗糙表面

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发布时间：2024-03-27