热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2022年第7期

• 镁合金管成型技术的研究现状

  朱艳春, 李崇, 邵珠彩, 叶力平, 秦建平, 楚志兵,

  镁合金管材是镁合金塑性成型材料的主要品种，在许多工业领域中具有重要的潜在用途。本文在总结现有的和研发中的镁合金管材生产工艺的基础上，重点介绍了镁合金轧制无缝管生产工艺的研究现状以及存在的问题，并针对性地提出了解决方法。同时对轧制镁合金管材的生产及应用进行了展望。

• 激光-电弧复合焊接技术研究现状

  刘秀航, 高向东, 孙友松, 肖小亭, 卢新钊,

  激光-电弧复合焊将激光和电弧两种焊接热源结合，使得两种焊接方式优势互补，能有效提高焊接效率和焊接质量，应用前景十分广泛，受到国内外研究人员的重视。本文介绍激光-电弧复合焊接技术的发展现状，阐述了复合焊接热源间的复合方式和它们的相互影响机理，包括熔滴过渡分析、匙孔和熔池分析等，同时对激光-电弧复合焊接检测技术进行了展望。

• 全Cu-Sn IMC焊点制备技术研究现状

  吴奇, 肖鹏, 张济, 邓迪, 白文斌,

  电子封装中的全IMC焊点由于较传统剩余钎料焊点具有更高的力学和电学性能，因此能够满足更为苛刻的服役条件，具有广阔的应用前景。本文围绕Cu-Sn体系的全IMC焊点制备过程，对焊点的制备方法和相应的连接技术进行了总结。此外，从Cu-Sn焊点制备过程中的组织演变、IMCs的生长机制及焊点的力学性能三个方面对全IMC焊点连接技术进行了对比和分析，从而对全Cu-Sn IMC焊点连接技术的发展方向作出展望。

• 晶体取向对激光立体成形GH4169合金电子束焊接头组织和拉伸变形的影响

  李春雨, 刘奋成, 陈悦, 刘丰刚, 黄春平, 宋梦华,

  对具有各向异性组织的激光立体成形GH4169合金进行电子束焊接实验，分析了两侧母材晶体取向差对焊接接头组织和拉伸变形行为的影响。结果表明，0°取向差焊接试样焊缝中枝晶主要沿着垂直于熔合线的方向相向生长，而45°取向差电子束焊缝金属受两侧母材取向和散热方向影响呈不对称分布，90°取向差电子束焊缝金属两侧取向不同，且晶粒尺寸差异较大。拉伸测试结果显示取向差的增大导致焊缝强度和塑性的降低。KAM分析表明，相比于其他焊缝，90°取向差焊缝无变形结构含量最多，塑性较差，且焊缝中心处施密特因子较大，最易于启动滑移，所以强度较低。

• 焊速对22MnB5钢激光拼焊接头组织及性能的影响

  李贤, 陈霞, 陈彬,

  对热浸Al-Si涂层22MnB5钢板进行950℃高温热处理后，再进行不同焊速（70～110 mm/s）的激光拼焊焊接，研究了其焊接接头的组织和力学性能。结果表明：激光拼焊过程中的冷却速度极快，焊接接头熔合区的组织主要为板条状马氏体、贝氏体以及Al-Si涂层熔融进入熔合区形成的Fe3（Al,Si）相。随焊速从70 mm/s增加到100 mm/s，激光拼焊过程中热输入量降低，冷却速度加快，马氏体组织细化，同时熔合区Al含量降低，Fe3（Al,Si）相减少，焊接接头的硬度、抗拉强度以及伸长率总体上都增大；当焊速为110 mm/s时，由于未完全焊透，焊接接头处出现细微裂纹缺陷，从而降低了其力学性能。

• 中间形变热处理对2A97铝锂合金厚板组织和性能的影响

  郝时嘉, 陆政, 李国爱, 王建国,

  利用拉伸机和疲劳试验机对不同变形量（0%、20%和25%）温压（260℃）后2A97-T84合金厚板的强度及断裂韧性进行了测量，采用金相显微镜、SEM和TEM对微观组织及断口进行了观察。结果表明：随变形量增大，合金的强度和伸长率均先增加后减小，20%变形量合金的σb、σ0.2、δ分别为543、436 MPa和5.1%。25%变形量合金的σb、σ0.2和δ分别为520、430 MPa和3.5%；合金断裂韧性先增大后减小，断裂韧度最大达到18.56 MPa·m1/2。温压使合金再结晶程度增大，但过多的再结晶晶粒使合金断裂韧性下降；温压使合金、二次相碎化，提高合金断裂韧性。变形量为20%时，合金强化相δ'相和T1相数量最多，合金强度得以提高；变形量为25%时，再结晶消耗了大量位错能，造成强化相数量下降，导致合金强度下降。

• L415/N08825双金属复合管热丝TIG焊工艺研究

  杨柳青, 夏培培, 孟建涛, 赵健涛, 卢宏伟, 杨佩青,

  针对L415/N08825双金属复合管，选用AWS A5.14 ERNiCrMo-3焊丝，通过改变坡口角度进行热丝TIG自动焊工艺研究，分析不同坡口角度下焊接的可操作性，焊接接头金相组织、力学性能以及晶间腐蚀性。结果表明，焊缝显微组织主要由粗大的树枝状、胞状或块状奥氏体和奥氏体之间的铁素体组成；基层热影响区组织主要为珠光体和多边形铁素体，在靠近熔合线位置，晶粒较粗大，不均匀；不同坡口角度下焊接接头力学性能、晶间腐蚀结果均满足设计规范要求，从工艺优化角度及焊接成本考虑，可以选择15°U型坡口进行复合管的现场焊接施工。

• 汽车覆盖件用钢板的抗凹性能研究

  张龙柱, 王连轩, 李晓广, 万鑫铭, 周佳,

  以汽车外覆盖件常用的两种薄板HC180BD+Z和DX53D+Z为研究对象，通过一次加载和循环增量加载的方式研究了材料在不同厚度和受力状态下的抗凹性能。结果表明，材料的厚度、力学性能、预变形状态和热处理工艺均对材料的抗凹性能产生影响。厚度是影响材料抗凹性能的决定性因素，预变形对材料抗凹性能影响具有双重作用，热处理工艺通过改变材料力学性能影响其抗凹性能。

• 交叉非对称轧制对AZ31镁合金薄板拉深性能的影响

  李春福, 栾永昌, 张举, 胡小东, 赵红阳, 邵媛媛,

  在轧制温度280℃时对AZ31镁合金薄板分别进行单向轧制和交叉非对称轧制，并在室温和高温200℃对薄板进行拉伸实验，对其显微组织、力学性能、拉深性能进行检测。结果表明：采用交叉非对称轧制且横轧压下率为50%时，晶粒细化和均匀程度效果显著，200℃时测定的拉深性能表现最佳。

• 基于锻后热处理响应的SA508 Gr.3Cl.1钢锻造工艺容限研究

  马璟, 刘建生, 贾祥,

  通过平面压缩变形试验研究了热变形对SA508 Gr.3Cl.1钢锻后晶粒尺寸的影响及锻后晶粒尺寸与正火后晶粒尺寸的关系。结果表明，热变形温度和应变量对锻后晶粒尺寸影响较大，而对正火后晶粒尺寸影响不大。正火后晶粒细化均匀，晶粒尺寸约为20 μm。根据正火后晶粒度对锻后晶粒度的响应关系，SA508 Gr.3Cl.1钢组织遗传性极小，说明正火后晶粒尺寸对锻后晶粒尺寸不敏感。因此，从晶粒度的角度出发，SA508 Gr.3Cl.1钢锻件锻造过程关注的重点应该是零件形状尺寸，这对降低难成形复杂大锻件的锻造具有重要意义。

• 二次焊接对Q&P980点焊接头性能的影响

  王垚, 张国涛, 张亚洲, 刘洋,

  研究了二次焊接对Q&P980钢点焊接头微观组织和力学性能的影响。研究发现，一次焊接后进行6 kA电流的二次焊接，可以使Q&P980钢一次焊接组织重熔，形成二次焊核、细化焊核马氏体组织、减少组织中的缩孔缺陷，二次焊核的硬度明显高于一次焊核的，所得到的二次焊接接头的剪切载荷、剥离载荷和吸能性能也有明显提升。但5 kA二次电流焊接仅能使一次焊核马氏体组织发生回火，使接头的硬度、强度和吸能性能反而低于一次焊接接头的。而7k A二次电流焊接易于产生过热，使二次焊接组织中重新出现缩孔，尽管其硬度、强度和吸能性能高于一次焊接接头，但较6 kA二次焊接接头有所下降。因此，要改善Q&P980钢的点焊接头强度，关键在于采用适当的二次焊接电流。

• Ni-CNTs含量对In-Sn-50Ag 3D封装焊点的显微组织与剪切性能的影响

  徐宇航, 杨莉, 陆凯健, 熊义峰, 乔健, 杨耀,

  研究了Ni-CNTs含量对In-Sn-50Ag复合钎料焊点显微组织和剪切性能的影响。结果表明：Ni-CNTs的加入，抑制了界面IMC（金属间化合物）的生长，减小了界面IMC层的厚度，形状由疏松笋状型变成密集笋状突出型。原位反应区中Ni-CNTs颗粒弥散分布，细化了Ag3In组织。随Ni-CNTs含量增大剪切强度呈先升高后降低的趋势，在NiCNTs含量为0.07wt%时，由于细晶强化和第二相强化作用，剪切强度达到峰值41.5 MPa。当Ni-CNTs含量继续提高，原位反应区中由于Ni-CNTs相互缠结，团聚现象增多，在团聚的Ni-CNTs周围容易产生应力集中和裂纹，导致焊点的剪切强度迅速下降。综合考虑焊点的显微组织和剪切强度，确定In-Sn-50Ag复合钎料中较优的Ni-CNTs含量为0.07wt%。

• BFe30-1-1合金管板封焊技术研究

  刘甲, 马照伟, 邱胜闻, 符成学, 杜志博, 袁博,

  采用全自动钨极氩弧焊进行了BFe30-1-1合金管板与换热管的封焊试验，获得了稳定可靠的BFe30-1-1合金管板封焊工艺，并对管板封焊试样的接头宏观金相、微观组织、力学性能、腐蚀性能进行了研究。结果表明：管板和换热管封焊接头过渡性良好，成型精度高，接头截面无明显缺陷；母材为孪晶状等轴α组织，晶粒度为9级；焊缝为细长的枝晶状α组织；热影响区由粗大的孪晶α相组成，晶粒度为7级；拉脱强度大于换热管或管板许用抗拉强度的0.5倍，断裂形式为韧性断裂；三组封焊试样的腐蚀速率相近，平均腐蚀速率为0.011g·m2/h。

• 单晶硅衬底对Si-Al合金中块体硅生长的影响

  张鸣, Benson Kihono Njuguna, 谭毅, 李佳艳,

  硅与合金熔体的分离及合金元素的回收再利用一直是限制Si-Al合金凝固精炼工艺进一步应用的关键问题。本文采用温度梯度区域熔炼方法在Si-Al合金中生长块体硅。通过在合金熔体的底部引入单晶硅衬底，研究单晶衬底对于块体硅生长的形貌及杂质分布的影响。结果表明，单晶硅衬底的添加降低了合金熔体的温度梯度，块体硅以平直界面向上生长，生长速率明显变慢。在温度梯度2.4 K/mm和生长时间240 min时，块体硅的生长速率由石墨坩埚上的0.108 μm/s下降至Si (100)衬底上的0.075 μm/s。在相同的温度梯度和生长时间内，块体硅在Si (100)衬底上的生长速率明显快于Si (111)衬底。单晶硅衬底在块体硅生长过程中起到籽晶的作用。

• TiZrHfNbMo难熔高熵合金等离子体氢化及力学性能

  袁野, 董福宇, 张悦, 黄宏军, 袁晓光,

  为了改善难熔高熵合金的热加工性，通过等离子辅助气体合金化的方式，在熔炼气氛中通入H2和Ar的混合气体，使氢溶入TiZrHfNbMo难熔高熵合金中。研究了不同H含量下，TiZrHfNbMo难熔高熵合金组织和力学性能的变化规律。结果表明，H的存在并没有改变合金相组成，但室温压缩强度、硬度、伸长率有所下降，伸长率从21%降至19%,H的加入显著细化了枝晶间距，减少二次枝晶臂数量及尺寸。置氢以后的合金高温流动应力从622 MPa降至498 MPa。

• 基于模糊神经网络PID的真空吸铸控制系统设计

  孙振保, 许书娟, 王敬泽,

  针对真空吸铸设备压力控制系统存在的非线性、强耦合和多变量扰动等问题，对真空吸铸工艺进行分析，并设计了一种用于压力实时优化的模糊神经网络PID控制器。利用BP神经网络强化模糊算法的在线推理功能，建立铸件质量、最低薄壁厚度、材料密度、吸铸室压力等参数与PID修正量之间的非线性模型，通过模糊算法在线整定PID输出。利用Matlab软件进行仿真分析，并与PID和模糊PID进行对比。结果表明：模糊神经网络PID无超调，既能使压力满足工艺设定又能有效控制减压速度等参数，具有良好的鲁棒性，满足充型和凝固等过程压力控制需求。

• 轻质铝合金的变质研究

  潘海成, 陈业高, 张安民,

  一定含量的铁元素添加到轻质铝合金中，合金的抗拉强度提高，塑性下降。在铝合金中加入微量钪锆元素进行变质处理，合金组织中的长针状Al3Fe相更加细小，并有生长成自由树枝状相的趋势；Al基体轮廓更加清晰，组织均匀细化。组织改善提高了合金的综合力学性能。合金的抗拉强度达到了152.5 MPa，相比变质前提高了55%，伸长率也略有提高。最后分析了凝固过程中钪锆变质对各相结晶条件的影响和细化机理。

• 基于正交试验的铝合金发火座铸造工艺优化及分析

  王豆丰, 程凯, 李成信, 袁林, 陈曦, 曾华成, 朱春明, 陈颖琳, 谷成渝, 谢洪权, 周志明,

  运用Anycasting软件并采用正交试验的方法对铝合金发火座的浇注温度、浇注速度和模具预热温度进行了优化。分析了不同条件下合金的充填和凝固，预测了缩松、缩孔的位置及大小。结果得出，在浇注温度630℃、浇注速度40 mm/s、模具预热温度220℃时，铝合金发火座的缩松、缩孔缺陷最小。

• FCC多晶体弯曲力学行为及剪切带形成的数值模拟

  郑战光, 魏大城, 孙腾, 谢昌吉,

  铝合金板材在弯曲成形过程中会发生较大的塑性变形并伴随着剪切带的形成及发展，进而降低材料的可塑性。基于晶体塑性有限元法及子模型法建立超细晶6061铝合金三点弯模型，将DIC（数字图像相关法）测得的三点弯实验结果与模拟结果进行对比验证，并探究剪切带的形成与发展对应变率的依赖性。结果表明：所建立的三点弯模型能准确地模拟实验；剪切带的形成及发展对应变率具有明显的依赖性。

• 端面带筋环件的局部辗压成形规律分析

  杨思伟,

  传统的铣削、焊接、铸造等制造方法难以实现端面带筋环件的高性能、高效率制造。本文提出了一种端面带筋环件的局部辗压成形新方法，对芯辊的进给路径进行精确规划，同时利用约束模限制毛坯金属周向流动，使得金属只能轴向流动成形出环件端面高筋结构。利用Abaqus有限元模拟软件建立了端面带筋环件局部辗压成形有限元模型，分析了其成形过程，并探究了成形过程中等效应变、等效应力、高筋填充、成形载荷等演变规律。

• 冷速和终冷温度对低温大变形高强船板钢EH47显微组织的影响

  李洪楠, 张红梅, 王渐灵, 刘焕然, 范怡翾, 姜正义, 赵大东,

  在热模拟机上进行了大变形后冷却速度和终冷温度对EH47钢板显微组织影响的热模拟试验。通过OM和TEM观察了试验钢的显微组织。结果表明，钢板组织主要由针状铁素体和贝氏体以及少量的粒状铁素体组成。随冷却速度和终冷温度增加，贝氏体增加。当终冷温度为650℃时，试验钢组织中板条贝氏体含量较多，针状铁素体较少，板条束更加细小密集；变形后冷却速度增大，组织中针状铁素体和贝氏体的混合组织分布得更加均匀，变形后的晶粒尺寸也更细小，在晶界间有少量的析出物；当冷却速度为10℃/s时，通过TEM可以观察到钢板中明显的M/A岛以及孪晶组织。

• 预应变对高强钢DH780微观组织及力学性能的影响

  刘立现,

  以冷轧退火的HC440/780DHD+Z (DH780)高强钢为研究对象，利用单轴拉伸试验机对不同大小预应变的试样进行拉伸变形，分别对预拉伸后钢的力学性能、显微组织、残余奥氏体含量进行了分析和评价。结果可知：DH780高强钢显微组织由铁素体+马氏体+少量的残余奥氏体组成，其中残余奥氏体的体积分数约4.2%。与DP780钢相比，由于残余奥氏体的TRIP效应，DH780钢具有较高的伸长率、加工硬化指数和杯突值，但是扩孔率较低。随着预应变的增加，处于亚稳态的残余奥氏体逐渐向马氏体转变，残余奥氏体含量逐渐降低直至趋于稳定，屈服强度和抗拉强度均相应增大，屈强比由0.564增大至0.959。同时加工硬化指数逐渐降低，断后伸长率变化不大。

• AZ31镁合金超声辅助拉深成形的数值模拟

  付泽民, 付昌华, 余晓东, 戴翊鹏, 赵志繁,

  针对AZ31镁合金常温成形易破裂、高温成形易氧化的缺点，通过对压边圈施加超声振动研究了冲压过程中超声频率、振幅对板材冲压厚度(STH)、减薄率(TR)和极限拉深深度的影响。运用ABAQUS有限元软件建立仿真模型，对比AZ31镁合金在常温且不加振动时的拉深深度以及对应的板材厚度和减薄率，然后在此基础上对压边圈施加超声简谐振动，讨论超声振动对板材冲压成形性能的影响。结果表明：在振动频率从20 kHz到40 kHz的增长过程中，板材最小厚度呈先缓慢减小再激增最后下降的变化，其中在36～37 kHz区间内，板材最小厚度最大、减薄率最小；而随着振动振幅的提高，板材最小厚度、极限拉深深度呈现单调递增的趋势，减薄率则逐步递减。

• 苛刻环境下铁路货车用钢手工电弧焊接头的组织和性能

  马清波, 黄显锋, 韩景茹, 黄君辉, 李程,

  通过拉伸、弯曲、冲击、硬度试验和金相组织分析等，对苛刻环境下铁路货车用钢手工电弧焊接头的组织和性能进行了研究。结果表明：母材组织为铁素体+珠光体，焊缝组织为沿晶界分布的块状先共析铁素体，晶内组织为粒状贝氏体、针状铁素体和珠光体，过热区组织为铁素体和珠光体，晶粒相对较大。细晶区和部分转变区组织均为细小铁素体和珠光体。焊接接头的硬度分布比较均匀，在220～260 HV之间。焊接接头具有良好的拉伸、弯曲和冲击性能，室温以及-40℃下对接接头的冲击性能都优于母材的。

• 焊丝成分对汽车车身外观焊缝耐腐蚀性的影响

  李佳, 冉令坤, 汪维登, 邢晓燕, 陈地群,

  通过研究不同焊丝MAG熔焊与CMT焊的碳钢接头的电泳和盐雾性能，分析焊丝化学成分对焊缝防腐性能的影响；并对比焊接接头力学性能，以保证接头质量满足白车身焊缝质量标准的前提下，提升汽车车身外观焊缝的防腐性能。结果表明，焊缝表面硅酸盐熔渣是导致电泳和盐雾性能恶化的主要原因。硅青铜焊丝CMT钎焊接头的力学和防腐综合性能比碳钢焊丝MAG熔焊接头的更佳，因此针对汽车车身外观面的接头焊接时，硅青铜焊丝可以取代碳钢焊丝。

• 基于列处理的T型焊件微焦点X射线检测图像缺陷分割

  吴三孩, 石端虎, 历长云, 赵洪枫, 米国发,

  为实现T型焊件缺陷的空间定位和可视化，须对X射线检测图像进行准确的缺陷分割。在分析T型焊件微焦点X射线检测图像行列线灰度分布曲线特点的基础上，利用基于列处理的背景模拟方法，通过单列滑动模板逐次处理图像的列像素，平滑、滤除缺陷和噪声，成功实现了检测图像的背景模拟。而后结合阈值分割等完成了焊接缺陷的保真分割，并与形态学、均值滤波两种背景模拟方法的缺陷分割结果进行了对比。试验结果表明，采用提出的算法可对检测图像中的焊缝缺陷进行有效的分割，避免了其它背景模拟方法造成的漏检和过分割，为后续的缺陷细化和缺陷空间位置数据的自动提取奠定了良好基础。

• 激光扫描速度对激光增材制造机场供油管网温度场的影响研究

  庞铭, 浮艺旋,

  为了解决机场供油管网材料激光增材制造过程中，由于温度引起的增材缺陷等问题，本文建立了激光增材制造机场供油管网的温度场仿真模型。模型中考虑了材料热物性参数随温度的变化和熔化潜热，通过生死单元法模拟激光增材制造过程中增材层的堆积过程。结果表明：熔池的纵截面熔池形貌呈现拖尾状，而横截面熔池形貌呈“碗形”。随着激光扫描速度的增大，熔池的最高温度降低，熔池的宽度、长度均逐渐减小。沿着增材层厚度方向从表面到基体，温度逐渐降低，温度梯度在靠近基体与增材层交界处达到了峰值；随着激光扫描速度的提高，该路径的温度整体下降，而且温度梯度的峰值也下降。沿着增材方向，增材层表面的最高温度呈逐渐上升的趋势，且随着激光扫描速度的提高，该路径的整体温度降低且温度分布趋于平缓。

• TIG同质焊接Fe-Cr-Mo阻尼钢板的阻尼性能及力学性能研究

  罗明亮, 李宁, 颜家振, 陈康为, 石浩江, 孙启, 周椤,

  对锻造Fe-11Cr-2.5Mo-1Ni-0.1Zr阻尼钢板进行钨极氩弧同质焊接。从焊后钢板上取样，在真空环境下进行900℃保温1h随炉冷却热处理。通过TA Q800动态机械分析仪研究了合金在不同预应力下的阻尼性能。结果表明：随着施加的预应力的增大，合金的阻尼性能降低，但下降的幅度不大。用万能试验机和冲击试验机研究焊接合金的力学性能，发现焊后合金具有良好的力学性能，且焊缝的强度高于母材。通过扫描电镜观察到了冲击试样的断口上存在大量冲击过程中因塑性变形而形成的纤维组织和韧窝组织，它们有效地吸收了冲击功，阻止了裂纹的扩展，合金的断裂方式为韧性断裂。

• 基于形态特征滤波的激光焊缝跟踪图像处理

  刘亚辉, 李昊, 张方义, 贾明, 张光先,

  大多数焊缝跟踪图像处理算法在滤波过程中存在冗余运算，实时性差的问题。为减少在滤除焊缝图像中噪声的过程中存在的大量冗余运算，根据焊缝图像中的弧光飞溅和激光条纹的形态特征，运用一阶马尔科夫链描述图像矩阵邻域的空间相关性，设计了基于形态特征滤波的激光焊缝跟踪图像处理算法。该算法在提取激光条纹中心线时，通过形态特征的判定，去除焊接图像中的噪声干扰，有效减少滤波过程冗余运算，提高了算法的实时性。实验结果表明，该方法抗噪声干扰能力强，能准确地提取激光条纹中心线，且处理分辨率为576×768的整幅图像耗时约为20 ms，能完成实时跟踪焊接且跟踪绝对平均误差为0.1358 mm。

• AZ31-6061搅拌摩擦焊对接接头的组织与性能

  郑晓华, 冯俊强, 秦凤明, 李亚杰,

  采用搅拌摩擦焊对厚度为6 mm的AZ31镁合金和6061铝合金两种板材进行对接试验。采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）及能谱仪（EDS）对异种金属对接接头的微观组织进行观察和分析，采用万能试验机对接头进行力学性能测试。结果表明，在异种合金搅拌摩擦焊过程中铝合金的流动性较差，铝合金后退侧不能形成良好的冶金结合状态。焊缝中心有大量1～3 μm厚条带状组织，经能谱结果与镁-铝二元相图分析可以确定条带组织为δ-Mg、α-Al和Al12Mg17组成的混合组织。镁-铝异种金属搅拌摩擦焊接头的抗拉强度为177 MPa，断后伸长率为1.2%，接头力学性能主要由两种金属的塑性流动规律和金属间化合物层的分布决定。

• 非真空电子束钢轨焊接装置的设计

  邱泽浩, 车军, 刘潇潇,

  随着我国高速铁路事业的快速发展，为保证钢轨良好的焊接质量并提高焊接效率，需改进目前钢轨焊接技术并研究有效的新型焊接技术。非真空电子束焊接技术可破除真空室约束，提高钢轨焊接效率与焊接质量。简述了差分抽气技术与等离子引出窗技术，设计了非真空电子枪结构与钢轨装夹及检测装置，设计了非真空电子束钢轨焊接装置，对钢轨焊接技术提供有价值的参考。

• 超临界汽轮机高中压缸大体量缺陷的焊接修复

  刘响亮, 任宁博, 王理博, 胡新元,

  针对超临界机组汽轮机汽缸在生产加工过程中发现的大体量缺陷，根据两个焊接修复案例，研究探讨了采用异质钢冷补焊（不属于冷焊，使用的不是异质钢焊材，是镍基合金焊条）在汽缸修复中的可行性及安全性。研究表明，采用镍基合金焊条，小规范参数电弧冷焊，层间锤击消应力，必要时焊后进行消氢处理，对于超临界机组Cr Mo钢和马氏体耐热钢汽轮机缸体铸件的大体量缺陷修复是可行及安全可靠的。

• 某X70钢级输气管道环焊缝裂纹产生原因分析

  李亮, 黄磊, 许彦, 丰振军, 聂向晖, 刘迎来,

  通过几何尺寸检测、射线检测、化学成分分析、力学性能检测、宏观微观组织分析等方法，对某φ660 mm X70钢级输气管道环焊缝裂纹产生原因进行了分析。结果表明：裂纹产生于环焊缝6点钟附近，环焊缝焊趾部位存在的未熔合缺陷是裂纹产生的根本原因。在附加应力的作用下，裂纹沿着根焊和填充焊金属中的孔洞和焊渣发生了进一步扩展开裂。

• 激光焊接304不锈钢气体柜应力腐蚀失效分析

  廖巍, 郭彦兵, 张旺, 曹培, 邓先钦, 季怡萍,

  为了探寻304不锈钢气体柜激光焊接结构失效的内在原因及机理，采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、电子背散射衍射（EBSD）及焊接接头的硬度测试等，研究了焊接接头的组织、化学成分、断口形貌、接头及裂纹附近相、裂纹扩展路径和裂纹形貌。结果表明，激光焊接头组织主要由奥氏体相、高温δ铁素体组成。熔合线附近热影响区的奥氏体与铁素体间析出少量的碳化物。S形激光焊缝的热影响区位置容易产生应力集中；周期性凝露和沿海大气环境中较高含量的氯离子，使柜体表面形成了含氯离子的水膜，阻止了不锈钢钝化膜的形成。服役过程中在应力和氯离子联合作用下产生应力腐蚀开裂，在焊接残余应力作用下裂纹快速扩展，最终导致漏气失效。

• 20圆钢表面裂纹形成原因分析

  黄洁, 吴安术, 刘兆华, 董雪娇, 陈容, 周晓婷,

  为了分析20圆钢表面裂纹产生的原因，采用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、酸洗检验对材料裂纹处进行了金相组织、显微形貌、裂纹成分及低倍形貌分析。结果表明：该20圆钢表面裂纹是由于铸坯存在皮下气泡缺陷，在轧制前经加热后气泡暴露，后续在轧制过程中发生破裂及扩展所致。

• 铜锭加工的开裂原因分析

  张海峰, 李雪峰,

  对加工时开裂的铜锭进行了化学成分、力学性能、金相、断口形貌、断口成分分析。结果表明，铜锭开裂失效是由于长时间高温区域加热，磷元素在晶界偏析、氧化造成的。

• 冷镦钢线材钢坯皮下缺陷轧制愈合的研究

  马洪磊, 党爱国, 陈继林, 刘维,

  针对冷镦钢线材表面裂纹等缺陷，研究了其裂纹愈合。采用钢棒标记变形分析的方法对线材孔型变形特点进行了分析，同时用热镦试验对材料愈合层进行了金相分析。并采用Abaqus软件对皮下裂纹的演变过程进行了数值模拟分析。最后在工业化生产中对加热温度、加热时间、变形量的影响结果进行了统计和试验分析。结果表明，提高加热温度和时间以及变形量可促进裂纹愈合。