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      2022 年 第 10 期
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      • 姜艳,马国龙,马寅,杨志斌,雷振,韩晓辉
        2022, 52(10): 1-8. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.01
        摘要：针对传统高速列车3 mm厚A6N01S-T5铝合金型材典型接头结构开展激光-MIG复合焊接试验，优化复合焊接工艺参数，分析接头组织性能，研究激光-MIG复合焊的工程适应性。结果表明，在最佳工艺参数下，焊缝成形良好、无气孔缺陷。焊缝中心为树枝状铸态组织，靠近熔合线焊缝为柱状晶组织，熔合区较窄但热影响区存在晶粒轻微粗大现象；焊缝区硬度低于母材区，硬度最小值位于熔合线附近的热影响区；最佳工艺参数下接头的平均抗拉强度为204.6 MPa，达到母材的83.5%；断裂发生在熔合线附近，断口形貌呈现典型的塑性断裂特征；接头的弯曲性能良好；组对间隙小于1.0 mm时，最佳工艺参数具有通用性，焊缝成形及接头抗拉强度良好；组对间隙增至1.5 mm时，优化工艺参数焊缝成形及接头抗拉强度依然良好。结果表明，激光-MIG复合焊对高速列车铝合金车体典型接头具有良好的焊接可行性和工程适应性。  
        关键词：铝合金;激光-MIG复合焊;焊缝成形;气孔缺陷;组织性能   
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        发布时间：2022-10-24
      • 茅卫东,石铭霄,李盛良,李敬勇,陈书锦,陈九公
        2022, 52(10): 9-14. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.02
        摘要：MIG焊是新能源汽车铝合金车身的主要连接工艺，但铝合金MIG焊接存在接头软化、焊缝极易出现气孔等问题，给铝合金车身结构焊接质量管控带来了严峻挑战。为了改善铝合金MIG焊的接头质量，将机械振动作为外部激励引入到铝合金MIG焊接过程中，采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察接头微观组织，采用电子背散射衍射仪确定焊缝和热影响区的晶粒大小，采用X射线探伤仪检测接头中的气孔数量，使用维氏硬度计测试接头显微硬度，在电子万能试验机上进行室温拉伸试验，研究振动频率对焊缝成形、气孔分布、显微组织及力学性能的影响。结果表明，机械振动能有效细化焊缝晶粒，减少焊缝气孔数量，增大熔深，提升接头强度和硬度，提高铝合金的焊接质量。并且随着振动频率增加，焊缝晶粒尺寸和气孔数量逐渐减小，熔深及接头的抗拉强度和硬度逐步增加。  
        关键词：机械振动;铝合金;MIG焊接;显微组织;气孔   
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        发布时间：2022-10-24
      • 蒋宝,徐富家,杨义成,聂鑫,宋扬,刘孔丰
        2022, 52(10): 15-22. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.03
        摘要：为了研究万瓦级光纤激光-电弧复合穿透焊接时的焊缝成形规律与缺陷产生的过程，以20 mm厚Q235低碳钢为研究对象，采用平焊方法，对不同激光功率、焊接速度、焊接电流条件下的焊缝正背面成形特征进行研究，并利用高速摄像对焊接过程中背面熔池的流动变化、焊瘤及飞溅的产生过程进行了观察分析。结果表明，采用万瓦级激光-电弧复合焊进行穿透焊接时，单一通过改变激光功率、焊接速度或焊接电流难以获得良好的焊缝成形，焊缝易出现正面凹陷、背面焊瘤以及飞溅等缺陷。背面焊瘤及大量飞溅的产生是导致焊缝正面凹陷的重要原因，而不稳定的激光穿透导致熔融金属液体受到的金属蒸气反冲力波动较大，是导致背面形成焊瘤及飞溅的重要原因之一。  
        关键词：万瓦级;光纤激光-电弧复合焊;单面焊双面成形;缺陷   
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        发布时间：2022-10-24
      • 朱晨颖,张雷,孙志鹏,王宇,钱志敏,秦建
        2022, 52(10): 23-30. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.04
        摘要：针对旋耕刀寿命短、更换勤的技术难题，开展旋耕刀耐磨强化工艺研究。分别采用等离子熔覆和感应钎涂工艺在65Mn钢上制备了35%WC涂层，结果表明，感应钎涂35%WC涂层的耐磨性比等离子熔覆35%WC涂层高1.5倍，硬质颗粒在其中分布更加均匀，烧损更少。在此研究基础上开发了感应钎涂金刚石涂层，其耐磨性较感应钎涂35%WC涂层提高5倍以上。对旋耕刀感应钎涂金刚石涂层的钎涂时间进行了优化，发现钎涂时间为25 s时，涂层成形性好，旋耕刀体变形小，田间试验验证其使用寿命较原始旋耕刀提高了4倍以上。将感应钎涂金刚石技术推广应用至犁尖、粉碎刀等农机刀具，使用寿命普遍提升3倍以上；应用至刮板输送机中部槽、输送绞龙等工程机械过流部件，可显著减少磨损，降低能源消耗。  
        关键词：感应钎涂;等离子熔覆;耐磨强化;旋耕刀;金刚石涂层   
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        发布时间：2022-10-24
      • 王立志,曲维春,王磊,李柱,李伟
        2022, 52(10): 31-36. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.05
        摘要：针对火电锅炉机组改造转型的需要，研发配套的新型耐高温不锈钢JW309HN药芯焊丝。通过调整药芯焊丝熔敷金属中Cr、Ni、C、N的含量，设计最优的合金成分及铁素体含量，以解决奥氏体型不锈钢在500~800 ℃区间加热或停留后，熔敷金属内析出σ脆性相导致其韧性和塑性降低的问题。采用CO2气体保护焊对所研制的4种药芯焊丝分别进行焊接试验，测试和分析熔敷金属的化学成分、抗拉强度、冲击韧性、金相组织和X射线衍射。结果表明，对于2#（3#）类JW309HN药芯焊丝，控制其铁素体含量约为6.0 FN，具备良好的焊接工艺性且焊缝金属含有一定量的铁素体，可避免焊接裂纹的产生；且熔敷金属在750 ℃×1.5 h热处理后，仍具备良好的力学性能，满足相关技术要求。  
        关键词：焊后热处理;耐高温不锈钢药芯焊丝;σ脆性相;铁素体含量;火电机组   
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        发布时间：2022-10-24
      • 何广忠,郑成功,刘伟亮
        2022, 52(10): 37-44. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.06
        摘要：为验证激光增材修复技术在高速动车组车轴损伤修复应用中的可行性，在车轴基材上开展了激光修复工艺试验，重点研究激光功率和扫描速度对熔覆质量的影响，通过分析研究不同激光功率、扫描速度下所得试样的宏观熔覆形貌、宏观金相分析、显微硬度、金相组织等，筛选出较优的工艺参数，并进一步对熔覆试样的拉伸性能、冲击性能、应力腐蚀及疲劳试验等多项力学性能检测。结果表明，采用优化后的工艺参数在EA4T上激光熔覆IN625镍基粉末，其熔覆试样拉伸性能优于母材标准要求，冲击性能优于基材的冲击性能，疲劳寿命与基材相当，达到了车轴服役性能的要求，可用于后续高速动车组EA4T车轴上的修复。  
        关键词：激光增材修复;EA4T车轴;微观组织;力学性能   
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        发布时间：2022-10-24
      • 刘金湘,唐卫岗,陈融,罗寿根,黄世盛,罗良良
        2022, 52(10): 45-50. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.07
        摘要：司太立合金因其优异的高温耐磨性和抗氧化性，在核泵、阀门、汽轮机等产品中得到广泛应用，但该合金属于战略资源，价格昂贵，且易活化成强辐射元素。采用自主研制的Ni3Al堆焊焊丝，与常用的Stellite6粉末进行焊接工艺性及性能对比，尤其针对650 ℃×4 h和870 ℃×4 h两种常用的热处理制度，研究两种堆焊层所发生的组织及性能变化。在304奥氏体不锈钢基材表面进行堆焊时，Ni3Al焊丝和Stellite6粉末均具有良好的焊接工艺性。Ni3Al堆焊层硬度高于Stellite6合金。随着热处理温度由650 ℃提高到870 ℃，Ni3Al堆焊层的硬度呈下降趋势，而Stellite6的硬度呈上升趋势。经870 ℃×4 h热处理后，Ni3Al堆焊层的硬度依然比Stellite 6堆焊层的硬度高68 HV2，对于该材料后续工程应用具有很好的参考价值。  
        关键词：耐磨堆焊;Ni3Al堆焊层;Stellite6堆焊层;代钴材料   
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      • 马骏,单世瑞,赵军
        2022, 52(10): 51-57. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.08
        摘要：针对铝合金电池托盘焊接中经常出现的过热变形、焊缝熔深不足、气孔倾向大等缺陷问题，以2.5 mm厚6061铝合金为研究对象，采用CMT Mix焊接工艺研究保护气种类、弧长修正以及电感修正对焊缝内部气孔、熔深及焊缝宽度的影响规律。结果表明：CMT Mix工艺结合了CMT短路过渡和脉冲过渡的双重特征，搭接焊缝表面成形良好，熔深满足要求，焊接过程飞溅少，焊缝内部的气孔得到有效控制，焊接接头符合T/CWAN 0027—2022电池托盘焊接制造规范。采用φ（Ar）70%+φ（He）30%混合气比纯Ar更有利于焊缝内部气孔的溢出，气孔数量和尺寸显著减小，保护效果更佳。弧长修正负向调节时，焊缝熔深增加，同时焊缝内部气孔数量及尺寸显著减小；电感修正负向调节时，焊缝熔深显著增加，但焊缝内部气孔尺寸明显增大；相较于弧长修正，电感修正对熔深的影响更为明显。  
        关键词：CMT Mix工艺;弧长修正;电感修正;气孔倾向;电池托盘   
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        发布时间：2022-10-24
      • 李莹,侯振国,钮旭晶
        2022, 52(10): 57-61. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.09
        摘要：通过表面机械滚压处理（SMRT）方法实现了7075-T651铝合金表面的纳米化。电子背散射衍射（EBSD）研究表明，SMRT后的试样表层形成了梯度纳米层：表层纳米晶粒层厚度约为50 μm，平均晶粒尺寸约为200 nm；亚表层变形晶粒层厚度约为450 μm，平均晶粒尺寸约为2 µm，母材呈现出典型的轧制晶粒特征，平均晶粒尺寸约为5 µm。拉伸试验结果表明，SMRT后试样的强度得到了显著提高，塑韧性也没有明显下降。通过SMRT在材料的表层引入了梯度纳米结构，这种特殊结构具有较为优秀的强度和塑性的匹配，是力学性能提升的主要原因。  
        关键词：7075铝合金;梯度纳米结构;表面机械滚压处理;表面纳米化处理   
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        发布时间：2022-10-24
      • 郁志凯,梁晨,毛孟颖,钮旭晶
        2022, 52(10): 62-71. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.10
        摘要：对分别采用搅拌摩擦焊和熔化焊的连接板焊接接头的金相、拉伸、弯曲、硬度及疲劳性能等方面进行对比研究。两种焊接方式金相均合格；采用搅拌摩擦焊的连接板接头抗拉强度为275.67 MPa，比熔化焊（263.8 MPa）高约4.5%；搅拌摩擦焊接头弯曲性能侧弯180°均合格，熔化焊接头侧弯试件在110°左右时由于存在气孔导致裂纹出现；搅拌摩擦焊接头的硬度分布近似W形，中心层焊核区显微硬度值约为79~104 HV，在-18~-6 mm和6~18 mm范围内出现软化现象，最低硬度为69 HV，熔化焊接头的中心层焊缝区显微硬度值约为92~97 HV，在3~9 mm范围内出现软化现象，最低硬度为71 HV；搅拌摩擦焊接头中值疲劳极限为137 MPa，比熔化焊（117 MPa）高约17%。  
        关键词：6082-T6铝合金;搅拌摩擦焊;熔化焊;显微硬度;疲劳性能。   
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        发布时间：2022-10-24
      • 陈日昱,严晓君,田文博,马本勤,徐永松,陈金豹
        2022, 52(10): 72-79. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.11
        摘要：降低重容比、实现轻量化对“双碳”目标下的焊接技术提出了更高的应用要求。针对高效深熔氩弧焊（以下简称K-TIG）技术在应变强化容器上的应用开展试验研究，分析对比采用K-TIG工艺焊接国产奥氏体不锈钢S30408在0%预拉伸（方案A）、采用应力控制法对产品焊接试板进行预拉伸（方案B），以及对容器进行应变强化试验后（方案C）焊接接头的强度、断口形貌、塑性、韧性、金相组织、晶粒度、夹渣等的变化。结果表明，K-TIG焊接头质量稳定，焊缝成形美观，生产效率大幅提升，方案A、B、C三种不同条件下的试样各项性能指标均满足标准要求。经过应变强化后，接头屈服强度显著增加，激发了塑性储备，有效提高了屈强比，可更大程度地发挥材料的承载能力，进而提高材料实际的许用应力，实现了轻量化的绿色设计与制造，可用于低温压力容器的制造。  
        关键词：K-TIG工艺;应变强化;S30408不锈钢;压力容器;轻量化   
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      • 郑倩倩,宋纪煜,郑日水,孙彬彬,罗超,于立学,吴庆,姜立伟,李小科
        2022, 52(10): 80-87. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.12
        摘要：结合大直径厚壁珠光体管道出现在5G1T位置冲击值偏低问题，针对珠光体耐热钢水平固定位置的焊接参数、试验值、焊接材料、线能量等影响因素进行了研究，经过分析及论证，最终得出：焊接热输入过大是主因，焊条Si元素含量偏高是次因，并针对这些因素提出了改进措施。通过工艺评定试验及验证，顺利完成了焊接工艺评定任务，在某核电站3、4号机组主管道焊接中实际应用，收到良好效果。  
        关键词：主管道;工艺评定;珠光体耐热钢;焊接线能量;冲击韧性   
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      • 白建斌,王士山,李伟,边境,崔晓东,李佳恒
        2022, 52(10): 88-94. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.13
        摘要：N08810合金为多晶硅设备主要用母材，研制了与其匹配的焊材——E2133Mn焊条，并对其熔敷金属进行室温拉伸、600 ℃高温拉伸、G28-A法腐蚀等试验，证明了熔敷金属具有优良的机械性能及耐腐蚀性能。为验证E2133Mn焊条与母材的匹配性，采用该焊条进行N08810钢对接焊，并对其接头性能进行深度试验。经X射线探伤和面弯试验，表明接头未产生焊接缺陷，具有良好韧性。E2133Mn所有接头拉伸试验断裂位置均为母材，X型坡口上中下三层强度数据无明显区别，焊态强度达到560 MPa，经稳定化处理后强度提升到620 MPa，高温拉伸强度虽有明显下降，但优于母材，同样满足设计要求。试验结果表明，E2133Mn焊条与N08810钢匹配性优秀，焊缝及热影响区室温及高温强度全面优于母材，接头性能完全符合实际工程需求，为多晶硅设备装配制造提供了理论参考。  
        关键词：光伏产业;多晶硅;冷氢化反应器;高温拉伸强度;E2133Mn焊条   
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        发布时间：2022-10-24
      • 郭东栋,张晓乐,邹尚博,张明,张博昊,石鑫
        2022, 52(10): 95-100. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.14
        摘要：电极修磨质量控制一直是困扰白车身自动化生产线的问题。电极采用自动修磨，出现修磨状态不良，如果不能及时发现，往往会造成批量质量问题。通过服务器与web端和焊接控制器的通讯，获得修磨前后电阻数据。在Web端对电阻数据统计分类，对每个焊钳修磨前后的电阻独立设置公差范围。有效地监控修磨不良、焊接过程中电极头脏污、电极过热等问题。通过数字化手段发现问题，结合现场排查解决问题，大大降低了批量焊接质量问题的发生概率，是焊接过程数字化控制与现场问题解决结合的成功应用。  
        关键词：电阻点焊;修磨数字化;焊接质量;大数据   
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      • 马鸣,姜小哲,王萍,梁宝琦
        2022, 52(10): 101-106. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.15
        摘要：某超超临界电站锅炉机组的末级再热器部件安装后在吹扫试验环节发现不锈钢承压管件与不锈钢密封套管之间的个别角焊缝存在局部开裂情况。对残样管件进行包括化学成分、力学性能验证、金相检查、断口分析的一系列科学试验过程，确认裂纹是始于角焊缝焊趾处并由外壁向内壁扩展，最大裂缝位置处于焊趾成形不均匀处且为油漆之后产生，分析此开裂原因可能是角焊缝成形不均匀的焊趾部位偶然间瞬时承受了过大的外载荷而造成撕裂破坏，与现场外观检测结果吻合，并制定了相应的改进措施，有效保证了产品的质量、性能和安全，为后续制造同类产品提供借鉴参考。  
        关键词：超超临界电站锅炉机组;承压管件;密封套管;角焊缝;裂纹   
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      • 韩鹏薄,黄瑞生,孙静涛,滕彬,曹浩,武震东
        2022, 52(10): 107-113. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.16
        摘要：研究了主要工艺参数对高强钢窄间隙激光填丝焊鼓胀区的影响。通过测量不同工艺条件下焊缝鼓胀区的宽度Wmax及其距焊缝表面的距离d，建立了主要焊接参数与鼓胀区尺寸之间的关系。研究结果表明焊丝与母材吸收能量的比例大小是影响鼓胀区宽度及位置主要因素，减小激光功率、增加焊速和送丝速度能够减小鼓胀区。进一步提出了不同鼓胀角β＜30°与β＞60°的工艺区间，并且减小鼓胀角β是获得大深宽比条件下无凝固裂纹焊缝的有效方法。  
        关键词：窄间隙激光填丝焊;高强钢;凝固裂纹;鼓胀区   
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      • 曾凡勇,肖志威,郭城湘,高宇,李哲,程鑫
        2022, 52(10): 114-120. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.17
        摘要：利用研制的专用多工位预埋件摩擦焊设备，分别采用正交试验、焊接工艺评定、批量试验和模拟试验，针对典型规格核电钢筋预埋件开展了系列工艺研究。结果表明：顶锻量是影响钢筋预埋件摩擦焊接头抗拉强度的重要变素，而顶锻量的影响因素由大到小依次为二级摩擦压力、顶锻压力、二级摩擦时间、转速；针对ϕ16 mm、ϕ20 mm、ϕ22 mm、ϕ25 mm、ϕ32 mm五种典型规格钢筋，通过焊接工艺评定试验得出了合格的摩擦焊参数；批量焊接的摩擦焊接头经拉伸试验和弯曲试验全部合格，证明了摩擦焊接设备和工艺的适用性和可靠性，为摩擦焊接技术在核电中的应用提供一定的参考。  
        关键词：钢筋预埋件;摩擦焊;正交试验;顶锻量;力学性能   
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        发布时间：2022-10-24
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