热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2023年第1期

• 高强度无取向电工钢性能的研究进展

  游兴华, 方琪, 金自力, 范合合,

  阐述了高强度无取向硅钢的性能要求及影响因素。通过理论分析、强化机理分析以及化学元素影响规律分析，根据近几年高强度无取向硅钢生产工艺研究成果，总结提高磁感、降低铁损以及提升一定力学性能的有效方式。结合实际工艺步骤，主要详细分析了热轧中各个参数，分析各工艺影响规律和设定工艺参数依据。针对无取向硅钢发展现状以及存在问题，提出开发新工艺的研究思路。

• 深熔TIG焊研究现状与展望

  刘自刚, 梅亚泽, 张建峰, 唐海鸿, 陈亮,

  TIG焊具有焊接过程稳定、焊缝质量优良、焊接无飞溅、适于全位置焊接等诸多优点，但同时也存在熔深浅、焊接速度慢、熔覆速率低等缺点。为了克服TIG焊熔深浅的缺点，提出了多种增大熔深的新型深熔TIG焊接方法。总结了活性TIG焊、K-TIG焊、DP-TIG焊、磁控深熔TIG焊等几种深熔TIG焊接方法的最新研究进展，归纳了深熔TIG焊接方法存在的问题，并展望了未来深熔TIG焊接方法的几个研究方向。

• Al0.1CoCrFeNi高熵合金/铝爆炸焊接接头组织和性能研究

  田启超, 赵阳, 马宏昊, 沈兆武, 周恒, 杨明,

  通过爆炸焊接工艺，采用玻璃微球敏化的铝蜂窝结构炸药，对Al0.1CoCrFeNi高熵合金和1060 Al板进行了焊接。为了检测Al0.1CoCrFeNi与Al的焊接特性，通过配备有能量色散光谱仪（EDS）的扫描电子显微镜（SEM）对焊接界面的形貌和组成进行了表征。结果表明，爆炸焊接技术是一种很好的高熵合金与铝连接的方法。在高速碰撞下得到的焊接试样界面熔化区中观察到了一些垂直于界面的裂纹，但并未向基体扩展。硬度测试结果表明爆炸焊接后高熵合金的整体硬度明显提高，而铝侧的硬度并无明显变化。腐蚀试验表明高熵合金具有良好的耐腐蚀性能。

• 旋转热平衡法对7075铝合金半固态组织的影响

  吴楠, 苏勇, 巩文刚,

  半固态成形技术能显著改善7075铝合金的性能。本文采用旋转热平衡法制备7075铝合金浆料，研究浇注温度、旋转时间对7075铝合金半固态组织的影响规律。结果表明：当浇注温度从665℃降低到635℃时，浆料的平均晶粒尺寸从118 μm降低到72.4 μm，形状因子从0.52上升到0.72；当旋转时间从60 s延长到120 s时，晶粒尺寸从67 μm增大到95 μm，形状因子从0.67下降到0.56。

• 钛合金管件与不锈钢内衬管真空扩散焊工艺研究

  肖旋, 李海东, 刘海涛, 于鹏, 傅莉,

  采用真空扩散焊工艺实现了TC4钛合金管件与15-5PH不锈钢内衬管的连接，研究了焊接温度、保温时间、中间层等对焊接界面结构、界面扩散及焊合率的影响规律。结果表明，在焊接温度为900℃，保温时间为4 h，Ni中间层厚20～30 μm的条件下，可实现TC4管件与15-5PH内衬管的有效连接，焊合率最高。焊接接头界面产物组成，从钛合金侧到不锈钢侧依次为：TC4-(α+β)—NiTi2—NixTiyPz—Ni3Ti—FeNi3—γ-(15-5PH)。焊接温度和中间层是影响连接质量最主要的因素，采用低于880℃的焊接温度或不采用中间层时，无法实现TC4管件与15-5PH内衬管的可靠扩散连接。保温时间为4 h时，焊接温度从890℃升高到910℃，焊合率和扩散层厚度先升高后略降低。焊接温度为900℃时，保温时间从2 h延长到4 h，焊合率和扩散层厚度均升高。

• 稀土Er对过共晶Al-40Cu合金铸态组织的影响

  童文辉, 李为轩, 王杰, 赵晨爔, 王丹妮, 李壮,

  制备了添加不同含量稀土元素Er的Al-40Cu合金样品，采用OM、SEM、EDS、XRD、DSC研究Er元素对过共晶Al-40Cu合金铸态组织的影响。结果表明，通过在Al-40Cu合金中添加Er能有效细化初生Al2Cu相。在Al-40Cu合金中加入0.7wt%的Er元素，初生Al2Cu相的体积分数显著减少，形貌由粗大的针片状细化为不规则粒状。但在Al-40Cu合金中加入1.5%的Er元素时，与不添加Er元素的Al-40Cu相比，初生Al2Cu相尺寸未产生明显变化，形貌由针片状转变为块状，同时生成大量的Al8Cu4Er相。该相的析出温度约730℃，在初生相Al2Cu析出之前形成，并在后续凝固过程中发生包共晶转变，依托Al8Cu4Er相形成了更多共晶组织，使得共晶组织的体积分数增加。

• 激光扫描速度对选区激光熔化TC4钛合金组织和性能的影响

  李伟, 金头男, 方晓英, 马铁军, 郑俊楠,

  通过选区激光熔化技术（SLM）制备了TC4钛合金，利用X射线显微镜(XRM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射衍射仪（EBSD）和拉伸试验机等分析了激光扫描速度对试样内部孔洞、显微组织和力学性能的影响。结果表明，SLM成型TC4钛合金的孔洞分布均匀，孔洞形貌不规则，以小于80 μm的小尺寸孔洞为主，随着扫描速度增加，孔隙率和孔洞平均尺寸增加；材料微观组织主要由针状α'马氏体组成，含有少量的β相，随着激光扫描速度的增加，一次马氏体相平均宽度降低，材料的抗拉强度、屈服强度降低。

• SiCp/ZL101与1060Al搅拌摩擦钎焊接头的组织与性能分析

  张昊禛, 张贵锋,

  为了提高铝基体的耐磨性，采用无针搅拌摩擦钎焊（friction stir brazing）工艺以Zn箔为钎料，在1060Al板上制备了一层3 mm厚的SiCp/ZL101复合板（MMC）。同时，对比了分别以1060Al、SiCp/ZL101材料为上板时接头的力学性能及微观组织。结果表明，当1060纯铝为上板时，在中心区域钎缝上界面的扩散影响区有连续的孔洞缺陷，这是由于Zn钎料在未对母材润湿前被挤走造成的，该接头剪切强度较低，仅为30.23 MPa；当SiCp/ZL101为上板时，复合板受直接摩擦扭转作用，可有效去除其界面氧化膜，界面结合良好，提高了接头的剪切强度，达到59.80 MPa。

• TIG电弧增材制造308L不锈钢的显微组织与力学性能分析

  黄佳蕾, 陈菊芳, 姜宇杰, 李小平, 雷卫宁,

  采用TIG电弧增材制造的方法成形了308L不锈钢的直壁件，研究了其显微组织和力学性能。利用奥氏体不锈钢的凝固模式预测显微组织，通过SEM和EDS能谱分析成形件的显微组织。结果表明院预测组织和实际组织一致，为奥氏体和少量铁素体。直壁件的底部和顶部位置显微硬度高于中部组织的，底部最高，顶部次之。从成形件上取水平方向的试样进行拉伸试验，断裂形式为韧性断裂，成形件的抗拉强度最小值达到520.19 MPa，伸长率最小值达到41.7%。

• 激光熔覆XF-G01粉末制备300M钢连接试板的组织与性能研究

  南健, 代雪婷, 胡家齐, 曹强,

  采用激光熔覆XF-G01粉末制备了填充X型坡口的300M钢连接试板，使用光学显微镜、显微硬度仪、扫描电镜、能谱仪观察与测定了连接试板截面的组织、显微硬度、微区化学成分，并对比分析了连接试板与300M钢母材的力学性能。结果表明：连接试板截面靠近基体的熔覆层为快冷胞状晶组织，基体为板条马氏体及少量贝氏体组织。熔覆层区域显微硬度约400 HV，但靠近基体的宽约0.3 mm的熔覆层区域出现了明显的成分梯度，导致其显微硬度增加至595 HV。热影响区宽度约0.2 mm，硬度约695 HV，母材区域显微硬度约705 HV。在熔覆层与基体界面位置由于成分梯度的存在，熔覆层与基体材料的力学性能能较好地匹配，使连接试板有较好的强度、韧性匹配。连接试板平均抗拉强度为1600 MPa，平均冲击韧性达到81 J/cm2，平均疲劳循环周次达到42 904，除抗拉强度略低于300M钢试样外，冲击韧性与疲劳性能均有所提高。

• 6061铝合金中厚板生产中晶粒度的控制方法

  郑忱奕, 冼满峰, 陈秋林,

  粗大晶粒容易导致6061铝合金中厚板表面出现橘皮纹缺陷和差的阳极氧化效果。本文通过调整6061铝合金的合金成分、热轧工艺、固溶处理工艺，分别研究了各工序中控制晶粒度的方法。结果表明：增加合金中Mn、Cr含量可以起到细化晶粒的作用；在热轧过程中，板材的终轧温度、最后道次的加工率会影响板材表层的再结晶程度，较低的终轧温度、较小的最后道次的加工率可以防止板材表层发生再结晶；在固溶过程中，当板材心部达到固溶温度后，应尽快进行淬火，以防止板材表层的晶粒度随着加热时间延长而增大。本文提出了防止6061铝合金中厚板晶粒粗大的优化工艺参数。

• 低碳当量对灰铸铁组织和性能的影响

  张宏, 杨忠, 陶栋, 李怡蓉, 李远,

  随着柴油发动机功率的不断提高，对灰铸铁缸体材料提出了越来越高的性能要求。本文通过金相显微镜、扫描电子显微镜、布氏硬度计、电子万能试验机和激光导热仪对低碳当量（CE≤3.9%）灰铸铁的组织和性能进行研究。探究碳当量（3.2%～3.8%）对灰铸铁的显微组织、力学性能及导热性能的影响。结果表明：当碳当量由3.8%降至3.2%，石墨形貌变得细小弯曲，石墨长度降低；珠光体层片间距变得致密均匀，抗拉强度达到385.9MPa；随着碳当量降低，材料的导热性能对温度的依存性也逐渐降低。

• 马氏体体积分数对热轧高强钢的力学性能和耐磨性能的影响

  彭欢, 胡学文, 王海波, 王承剑, 吴志文,

  通过调整控轧控冷工艺参数得到不同马氏体体积分数和不同强度级别的热轧高强钢。利用金相显微镜、扫描电镜、电子拉伸试验机、布氏硬度计以及湿式橡胶轮试验机等，研究了马氏体体积分数对材料力学性能和耐磨性能的影响。结果表明，当马氏体体积分数每增加10%时，材料屈服强度增加93.19MPa，抗拉强度增加101.10MPa，屈强比增加0.02，表面布氏硬度增加26.59HBW，伸长率减少1.70%；材料耐磨性能与马氏体体积分数呈正相关关系，马氏体体积分数每增加10%，材料耐磨性能平均提高6.27%。

• 基于数值模拟的汽车用蠕墨铸铁压盘铸件残余应力研究

  江长, 张亮, 田洪涛, 向思雨, 刘兰俊,

  利用ProCAST软件模拟压盘铸件的填充和凝固过程，分析充型时的温度场、凝固过程和凝固后的残余应力场以及加工面的变形场，得到压盘件整体的残余应力分布规律和变形量。结果表明：压盘铸件表面主要以拉应力为主，靠近内圆部分以及与冒口相连接的大凸耳部位残余应力偏大，存在裂纹倾向。压盘整个工作面残余应力分布不均匀，大致呈现出从内圈到外圈残余应力变小的规律。压盘工作面法向的变形程度不同（外凸内凹），导致整个盘面平面度精度降低。

• 基于正交试验与信噪比分析的铝合金钳体支架压铸工艺参数优化

  吴跃翔, 康正阳, 苏小平,

  为了确定最优的A356铝合金钳体支架压铸工艺参数，本文综合运用成形过程数值仿真、Taguchi正交试验设计以及信噪比分析三种方法。以最小孔隙率和二次枝晶臂间距数值（SDAS）为优化目标，对关键压铸工艺参数实施优化，包括模具初始温度、铝液浇铸温度、冲头压射速度和模具保压压力。研究结果表明：优化的工艺参数组合为模具初始温度275℃，铝液浇铸温度630℃，冲头压射速度0.5m/s，模具保压压力50MPa。使用优化工艺参数组合能够减少钳体支架的内部缩孔缩松铸造缺陷。

• 汽车零部件用ADC12-0.25Ti铝合金的组织及铸造性能研究

  陈建华, 秦国利,

  采用不同浇注温度制备了汽车零部件用ADC12-0.25Ti铝合金，并进行了试样显微组织、流动性和抗热裂性的测试与分析。结果表明：随浇注温度从690℃逐步提高到750℃，合金显微组织先基本不变后急剧粗化，流动性逐渐提高，抗热裂性先提高后下降。当浇注温度为690℃时，铝液流程长度最短；当浇注温度为750℃时，铝液流程长度最长，较690℃浇注时增大71 mm。当浇注温度为720℃时，试样裂纹长度最短，较690℃浇注时减小2.9 mm；当浇注温度为750℃时，试样裂纹长度最长，较690℃浇注时增大3.4 mm。

• 浇注温度对立式连续铸造Cu-15Ni-8Sn合金铸锭锡偏析的影响

  钟敏, 吴渊, 牛冬鑫, 潘德清, 罗宗强, 张卫文,

  采用立式连续铸造法制备φ160 mm的Cu-15Ni-8Sn铸锭，研究浇注温度对合金铸锭中Sn元素偏析的影响。结果表明：较低的浇注温度可以有效抑制Sn的宏观偏析。当浇注温度为1235℃时，相对偏析度为3.7%；浇注温度的降低可以有效地提高枝晶偏析的均匀性，随着浇注温度从1400℃降低到1235℃，偏析组织体积分数由表层至心部的变化幅度从35.5%降低至8.8%。此外，浇铸温度的降低也可以有效细化铸锭二次枝晶间距及偏析组织，随着温度的降低，偏析面积>0.001 mm2的占比逐渐下降，偏析面积0.0001～0.001 mm2的占比逐渐上升。

• 新型建筑耐候钢铸造性能的神经网络算法优化

  汤东, 王兵, 刘松林,

  为了进行新型建筑耐候钢铸造性能优化，本文以合金元素、合金元素添加量、熔炼温度、静置时间和浇注温度5个神经单元为输入层参数、以腐蚀电位为输出层参数，以tansig函数为隐含层传递函数、purelin函数为输出层传递函数，构建了5×30×6×1四层拓扑结构的新型建筑耐候钢铸态性能神经网络优化模型，并进行了模型的学习训练与预测验证。结果表明：模型具有较佳的预测能力和较高的预测精度，模型相对预测误差介于3.57%与5.02%之间，平均相对预测误差4.24%。模型优化出的新型建筑耐候钢是在09MnCuPTi钢中添加0.3% Ce，熔炼温度是1630℃、静置时间是30 min、浇注温度是1600℃。与09MnCuPTi建筑耐候钢相比，优化的新型建筑耐候钢的腐蚀电位从-676 mV正移到-543 mV，正移133 mV，耐腐蚀性能得到明显提高。

• 光敏树脂粘结剂喷射增材制造ZrO2工艺及后处理研究

  张越, 杨永强, 吴世彪, 韩昌骏, 黄坤,

  对光敏树脂粘结剂喷射增材制造ZrO2坯体的工艺进行了研究。通过喷射光敏树脂粘结剂，紫外光源诱发光敏树脂交联粘结ZrO2粉末形成坯体，具有足够的强度，无需进行热固化即可直接进行后处理。然后将坯体分别在1200、1400、1600℃下进行空气气氛烧结，脱除固化的光敏树脂可实现粉末颗粒间的烧结成型，研究了铺粉层厚和烧结温度对坯体、烧结件的尺寸精度、相对密度、显气孔率、相成分和力学性能的影响。结果表明院随着铺粉层厚的增大，光敏树脂粘结剂的扩散效应导致坯体尺寸精度变差，坯体的相对密度下降，显气孔率上升，压缩强度降低。随着烧结温度的升高，烧结件收缩变大，相对密度变大，相成分保持不变，力学性能相较于烧结前有了很大的提升。100 μm铺粉层厚的成形坯体在1600℃烧结4 h后获得的各项参数均最佳，相对密度为57%，显气孔率为21.4%和压缩强度为62.9 MPa。

• 降镍增氮对18Cr-5Ni不锈钢组织及热塑性的影响

  富晓阳, 杨吉春,

  采用Thermal-Calc2020a热力学软件对18Cr-5Ni不锈钢进行热力学平衡计算，采用Gleeble-1500D热模拟机对加入0.24wt% N的18Cr-5Ni不锈钢进行热压缩测试，测定变形温度1273～1473 K区间和应变速率为0.01～10 s-1时热压缩的应力-应变曲线，采用Zener-Hollomon参数法构建高温塑性变形的本构方程，对高温压缩变形金相组织进行了研究。结果表明：氮促进18Cr-5Ni不锈钢形成单一奥氏体组织；氮对试验钢有强化作用，应力-应变曲线中存在动态再结晶特征。加氮后热变形激活能为475.24 kJ/mol；加氮促进碳氮化物析出，氮推迟了该钢的动态再结晶过程，在高温和低应变速率下，动态再结晶容易发生。

• 铸轧速度对AZ31镁合金铸轧凝固焊合线的影响

  黄志权, 来洪玉, 郭浩, 王军朋,

  通过有限元软件对水平双辊铸轧AZ31镁合金过程进行仿真，研究铸轧速度对凝固焊合线特征的影响。结果表明铸轧速度对凝固焊合线位置和形状有决定性的影响。随着铸轧速度提高，凝固焊合线沿铸轧方向朝出口偏移的同时铸轧板边部应力显著降低，有效缓解了镁合金铸轧边裂。

• TiAl合金板材无包套轧制工艺模拟

  刘志栋, 李莎, 贾燚, 赵利平, 韩建超,

  针对TiAl合金变形抗力高、热加工窗口窄、包套轧制工艺复杂的难题，开展TiAl合金板材无包套热辊轧制过程的有限元模拟，研究不同轧辊温度对板材轧制成形性能的影响，通过不同压下量的轧制模拟得到合适的压下范围区间参数。结果表明，轧辊温度的提高对于减缓板材在轧制过程中的温降效果显著，并且有利于提高轧制过程中轧件的变形均匀性；当轧制压下率控制在10%～20%之间时，板材的变形相对均匀，未出现明显应变集中。随着轧辊温度的增加板材表面均匀性与板形平直度均有明显改善。

• 热规范对35MnVS非调质钢连杆锻件组织和硬度的影响

  李新平, 熊剑, 赵韩飞, 邵英平, 姚孝寒,

  研究了35MnVS非调质钢在JX493发动机连杆中的应用。通过生产探讨了锻造加热温度和冷却速度对连杆锻件组织和性能的影响。结果表明，锻造加热温度和冷却速度均对产品组织和性能有较明显影响。当锻造温度为1200℃，冷却速度为80℃/min时，锻件硬度为285HB，组织为铁素体和珠光体。实际生产中连杆锻件按照此工艺生产，经过连续20批次批量生产验证，可获得组织和性能优良的产品，质量稳定可靠。

• 孪晶取向对AZ31镁合金板材各向异性的影响

  余虹妮, 申梦鑫, 杜治文, 宋波,

  沿AZ31镁合金商用板材TD方向预轧制引入孪晶结构。通过拉伸试验考察孪晶取向对镁合金板材各向异性的影响。结果表明商用AZ31板材具有强的基面织构和较小的平面各向异性。沿TD方向的侧轧可以产生大量的拉伸孪晶，并产生c轴//TD的孪晶取向。在应变量8%并退火后的AZ31板材中形成了单一的c轴//TD织构。孪晶取向的产生极大地降低了TD方向和45°方向的拉伸屈服强度，进而导致了强的平面各向异性。此外，c轴//TD织构的形成会提高板材协调厚度方向变形的能力，从而极大地降低板材的塑性应变比。

• 基于三维扫描和激光熔覆的型面零件修复技术研究

  刘殿海, 周波, 李论, 赵吉宾,

  现代工业中，航空航天、国防工业等应用的零件要求较高且大多造价高昂、备件少，对其进行缺陷检测和快速修复具有重要的经济意义。本文提出一种三维扫描和激光熔覆相结合的方法,对型面零件进行修复研究。首先，通过三维扫描获取型面零件的缺陷区域点云，然后进行数字化处理求取缺陷部分的数学模型，最后使用工业机器人结合激光熔覆技术进行区域缺陷修复。实验结果表明，该方法可以用于复杂型面的精密修复加工。

• 耐磨蚀钢BMS1400焊接性能研究

  宋凤明, 温东辉, 伍先见,

  采用埋弧焊方法对比了不同强度焊丝焊接耐磨蚀钢BMS1400的焊接性能。较低强度的50、60 kg焊丝焊接样板具有相近的接头拉伸强度，抗拉强度均超过了600 MPa；80 kg焊丝的接头抗拉强度则超过760 MPa。焊接样板均具有良好的冷弯性能，但在冷弯位置存在应变集中，高强度焊丝有利于降低焊接接头的应变集中。焊接接头的低温冲击韧性随着焊丝强度的提高而提高。在19.6～22.3 kJ/cm焊接热输入量条件下，50、60 kg焊丝的焊接接头均存在明显的焊接软化和硬度峰值；而80 kg焊丝焊接的接头硬度更为均匀。焊接热影响区的组织与距离焊缝的远近有关，靠近焊缝及HAZ中心均为板条状铁素体+少量马氏体组织，而靠近母材则为类似高温回火的带状铁素体+珠光体组织。采用更高强度焊丝的样板具有更好的低温冲击韧性，并且应变集中降低，从而获得更好的焊接接头性能。

• 基于阳极键合的玻璃与Kovar合金连接

  庞子明, 胡利方, 贾旭, 韩伟韬, 李子昊,

  利用阳极键合成功实现了Borofloat33（BF33）玻璃与Kovar合金的连接。键合电流变化表明，键合过程中，电流先快速增大到峰值，之后呈指数式下降，且键合电流峰值随着键合温度与电压的升高而增大。利用扫描电子显微镜（SEM）对Glass-Kovar界面进行微观形貌观察，键合界面良好，在500℃/1000 V的条件下，Glass-Kovar界面处Na+耗尽层的厚度约为100 nm。室温拉伸试验表明，样品的剪切强度随着键合温度与电压的升高而增大，且断裂总是发生在玻璃基体上。

• 激光熔化沉积Ti2AlNb基合金凝固组织研究

  张洁, 胡家齐,

  采用激光熔透化沉积技术制备了Ti2AlNb基合金块状试样，利用光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）表征手段分析了激光熔化沉积Ti2 AlNb基合金的组织形貌，测定了试样的显微硬度。结果表明：Ti2AlNb基合金样品yoz面(横截面)晶粒形貌为相邻焊道搭接区的贯穿多层的大柱状晶和非搭接区的小柱状晶和小等轴晶组成的“指节状”形貌在三维空间上交替排列。显微组织主要由B2+O两相组成，距顶层约9 mm区域内为这两相构成的超细网篮组织，显微硬度达到430 HV，以下区域为普通网篮组织，显微硬度约为380 HV。

• 基于外加纵向磁场的MIG熔滴过渡数值模拟

  黄泽涵, 韩绍华, 薛丁琪, 顾天奇,

  为研究外加纵向磁场对熔化极气体保护焊接的熔滴温度、尺寸、滴落速度的影响规律，选用ER304不锈钢焊丝，氩气为保护气，建立了考虑外加纵向磁场的二维轴对称熔滴过渡数值模型，模拟的熔滴尺寸结果与试验结果吻合较好。结果显示：当其他焊接参数不变时，在一定范围内随着外加纵向磁场的增大，脱落时刻熔滴径向长度逐渐增大，轴向长度逐渐减小，形状由长球形变为扁球形，过渡频率逐渐减小。但外加纵向磁场对熔滴脱落时刻温度、滴落速度的影响是间接的且较小。

• 步增机制在焊点质量提升中的应用

  彭其飞, 潘远安, 刘鑫, 杨大宇, 张林阳, 肖冰,

  电极端面的磨损致其直径增大，焊接面电流密度降低，焊点质量衰减，严重影响汽车车身质量。以0.6 mm厚的镀锌钢板为研究材料，设定了步增机制参数，并对步增机制应用前后电极的端面磨损和焊点质量进行对比分析。结果表明，在步增机制下随着焊接过程的持续，焊接电流不断增加，电极端面直径增加的速度更快，焊接面电流密度降低更慢，焊点表面粗糙度更好，同时焊点的合格率更高。并在A平台、M平台两款新车型进行步增机制的应用试验和成本分析。应用试验表明：与未应用步增机制的相比，步增机制的应用使焊点质量合格率提升0.52%，消除了由于电极端面尺寸不断增加所带来的焊点质量衰减问题，点焊电极使用次数由4000点提升至6000点，节约了电极帽费用和人工更换电极帽的成本，约204万元/年。

• 焊接材料对Q355NH钢电弧焊接结构件耐蚀性能的影响

  王凌旭, 姚瑶, 何锦航, 王勇, 梁宇,

  分别采用J422、J506及J506CrNiCu三种焊条对Q355NH耐候钢进行焊接，研究在加速腐蚀环境下Q355NH焊接构件的腐蚀特点与力学性能变化规律。利用扫描Kelvin探针、激光共聚焦显微镜结合微观表征，探索不同焊缝试样的腐蚀差异性，研究了焊接区域与母材的500、1000 h加速腐蚀特点及其对剩余力学性能的影响。结果表明，J422与J506焊条的接头均易出现电偶腐蚀而出现焊缝区优先减薄，且J506焊缝因组织不均匀，其局部腐蚀更为严重。J506CrNiCu焊条与Q355NH基体的电位差较小且锈层生长机制相似，可实现焊接区与母材同步减薄，服役时不易造成应力集中。对腐蚀后的接头进行拉伸试验时，由于测量的接头受力截面积高于实际受力截面积，相比焊前其拉伸强度指标降低。

• 牵引电机电磁引线接头应变疲劳测试装置及方法

  陈超宇, 潘金芝, 李剑锋, 马有硕,

  针对牵引电机定子电磁引线钎焊接头疲劳寿命不方便评价的问题，设计了一种应变疲劳简易测试装置，用以代替生产现场手工弯折方式的测试方法。本装置可以根据需要设定弯折时塑性变形的幅度即角变形量，并且通过机械限制方式控制每次的变形量都一致，从而保证测试结果的一致性和可比性。通过某型电机定子电磁引线电阻钎焊接头的实际测试表明，所设计的简易装置及测试方法简便易行，经济实用。

• 铁素体不锈钢焊接热影响区的组织与冲击韧性研究

  张彦睿, 柳阳,

  分别采用SMAW和MIG焊方法焊接SUS444铁素体不锈钢，对比了焊接HAZ的金相组织、冲击韧性，并对断口进行了SEM形貌和能谱分析。结果表明，虽然使用小直径焊条和小焊接参数，但SMAW焊接HAZ的晶粒仍发生明显长大，其5 mm厚冲击试样的室温冲击功在10 J以下。MIG焊接采用了高速自动焊接，热输入更小，焊接HAZ晶粒未发生明显长大，其5 mm厚冲击试样的室温冲击功达到40 J以上，0℃冲击功达到10 J以上。

• 单电源VPPA-GTA双面穿孔焊缺陷机理分析与工艺优化

  张俊林, 黄宁, 李冬晓, 蒋凡, 张浩,

  针对铝合金传统单电源VPPA-GTA双面穿孔焊缝黑色氧化物夹渣问题，借助电信号传感、图像采集及图像处理手段对缺陷机理进行探究，获取焊接匙孔形成前后的电弧电压及电弧形态变化。分析发现匙孔形成后穿透电弧截面积明显变小，工件上阴极斑点大幅消失，造成工件反极性电压阶跃下降，阴极雾化作用减弱。为消除黑色氧化物夹渣缺陷，提出一种新型单电源VPPA-GTAW双态电弧穿孔焊接方法。通过优化变极性等离子弧电源DCEN段和DCEP段输出电流的流向，可在电源不同输出时间段形成等离子焊枪与工件间的正极性等离子电弧和等离子焊枪与TIG焊枪间的反极性穿透电弧。这两种电弧交替形成的双态电弧兼具变极性等离子弧的氧化膜清理作用和单电源穿孔电弧能量集中的优点，可获得良好的焊缝成形。

• 精锻齿环凸键微裂纹的原因分析及预防措施

  刘稆, 薛松, 杨涛, 郭瑞东,

  为了解决锰黄铜同步器齿环精密锻造过程在凸键圆角处的裂纹，通过金相显微镜观察了裂纹试样的金相组织，利用数值模拟技术对整个齿环的精密成形过程进行模拟分析。从锻件材质和工艺角度分析微裂纹产生的原因并探究了解决措施。结果表明，圆角处锻造过程应力、应变较大是产生裂纹的主要原因。调整锻造温度可以消除该锻件在锻造过程中所产生的显微裂纹。该结论在实际生产中得到了相应的工程验证。

• DX56D+Z镀锌超深冲钢常见表面缺陷分析

  徐国军, 胡华东, 田祥省, 田川, 雷凯, 潘振华,

  鳞状起皮、表面凹槽、线痕状缺陷、边部翘皮是DX56D+Z镀锌板常见的表面缺陷。通过金相显微镜、扫描电镜、EDS能谱仪检测分析了几种常见缺陷的成因，并给出相应的措施。结果表明，氧化铝夹杂是导致鳞状起皮缺陷的主要原因，可通过控制连铸过程除氧剂的二次氧化降低此缺陷的发生率。钢板表面氧化铁皮是导致表面凹槽及连续线痕缺陷的主要原因，可通过控制酸洗工艺参数减少氧化铁皮残留，进而减少此类缺陷的发生。热轧工序中加热及保温系统的控制不当是造成钢板边部翘皮的根本原因，制定合理的加热工艺，增加边部保温设施，能有效减少边部翘皮缺陷的发生。

• 异型轨开裂失效分析

  陈勇, 周友龙, 刘俣,

  某U75V异型轨在二次热加工的过程中在轨腰处出现纵向裂纹。本文对普通钢轨、一次成形异型轨、热矫形（二次热加工）异型轨分别取样，进行了材料成分检查、力学性能试验及金相组织观察，同时利用扫描电镜、能谱仪对断口进行了分析。结果表明，两次热加工的钢轨晶粒粗大，并有过烧现象，表层有脱碳现象，并形成了网状组织。由于二次加热矫形时采用局部加热，加热区域在冷却时所受的拘束应力较大，导致在冷却过程中出现纵向热裂纹。