《电焊机》杂志2024年第10期特别专刊
序 言
Preface
在“十四五”战略规划的宏伟蓝图下，在“以创新推动产业升级，以技术推动高质量发展”的总体背景下，中国焊接行业正以前所未有的速度推进现代化产业体系建设，致力于通过创新与技术的双轮驱动，实现高质量发展。为了积极响应这一时代号召，解决关键工业领域对先进焊接装备、焊接材料和生产工艺应用的迫切需求，由中国焊接协会、新型钎焊材料与技术国家重点实验室与成都电焊机杂志有限公司联合主办，杭州华光焊接新材料股份有限公司承办的第四届“华光新材杯”高质量论文推介活动圆满落幕。
本次活动共推荐了27篇优秀论文，这些论文侧重于在“焊接高质量发展”和“双碳”目标下的绿色焊接技术、高效焊接工艺和可靠检测手段及先进控制系统、模拟培训系统、智能 AI 焊接生产技术等在相关产业中的应用，是对提高产品质量、提升生产效率、解决绿色制造和现代焊接生产应用中的热点、难点问题而得到的先进技术阐述和经验总结。
值得特别关注的是，为进一步提高活动的行业影响力和论文推荐质量，本次活动对于解决焊接生产的共性、基础性的原创技术，以及焊接重大装备和相关材料、关键零部件的关键技术给予了重点推荐。其中，激光复合焊技术、最新核能、机车、造船焊接应用技术，以及新型焊接教育及培训系统等领域的论文更是亮点纷呈，充分展示了中国焊接行业在技术创新和产业升级方面的卓越成就。
此次活动的成功举办，离不开广大企业、学校和科研机构及论文作者的积极参与和支持。在此，我谨代表中国焊接协会和活动组委会，向所有为本次活动付出辛勤努力和贡献的各方表示衷心的感谢！同时，我们也期待通过本次活动，能够进一步激发焊接技术人员的创新活力，提升产品研发能力和技术创新能力，共同推动中国焊接行业新质生产力的发展。
最后，祝愿《电焊机》杂志在未来的发展中继续蓬勃发展、蒸蒸日上，为中国焊接行业的繁荣与进步贡献更多的智慧和力量！同时，我们也期待下一届“华光新材杯”高质量论文推介活动能够取得更加辉煌的成就！
本期论文速递（三）
我们将14篇获奖优秀论文（分四期）全部给大家，欢迎大家自行获取阅读
无镀铜焊丝焊接S355J2W+N耐候钢的焊接接头性能与组织
01
采用无镀铜焊丝对12mm厚S355J2W+N耐候钢进行MAG焊接试验，通过拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验、金相组织和断口组织分析的方法，进行S355J2W+N无镀铜焊丝接头性能的研究。结果表明，无镀铜焊丝焊接的S355J2W+N耐候钢焊接接头具有良好的拉伸和弯曲性能，抗拉强度和屈服强度均高于母材标准值，断口呈韧性断裂特征。焊缝冲击韧性低于焊接热影响区，且随温度的降低而下降，但均满足母材冲击功不低于27J（-20 ℃）的标准要求。焊接接头各区域的硬度符合ISO15614-1标准，均小于HV380，母材区域硬度最低，过热区硬度最高，焊接热影响区的硬度波动最大。金相组织分析表明，焊接接头由焊缝区、过热区、相变重结晶区和不完全相变重结晶区组成，相变重结晶区组织细小均匀，性能最佳。无镀铜焊丝焊接的S355J2W+N耐候钢焊接接头的性能满足生产标准要求。
02
无镀铜焊丝；S355J2W+N耐候钢；力学性能；金相组织；断裂特征
03
（1）焊接接头的抗拉强度和屈服强度均超过了母材的相应值。拉伸试验中，所有试件均断裂于母材位置，断裂处出现了明显的缩颈现象，表明发生了塑性变形和韧性断裂，显示出良好的拉伸性能。焊接接头的屈强比值为76.4%，略高于母材的公称值，表明焊接接头的塑性储备有所下降，但结构稳定性提高。
（2）焊接接头弯曲试验结果显示弯曲角均达到180°，未观察到裂纹，表明焊接接头的塑性和延展性良好，从而证实了其优异的弯曲性能。
（3）在室温和-20℃条件下，焊接接头焊缝区域的冲击韧性均低于焊接热影响区。随着温度的降低，焊缝和焊接热影响区的冲击韧性均显著下降。尽管如此，焊缝和焊接热影响区的冲击性能均符合母材不低于27J的标准要求，显示出良好的抗变形和断裂能力。
（4）焊接接头硬度分布符合IOS15614-1标准要求（最高硬度＜HV380）。母材区域的硬度最低，且硬度曲线平稳。焊缝区的硬度明显高于母材区，硬度曲线存在波动。焊接热影响区的硬度波动最为显著，其中过热区、相变重结晶区、不完全相变重结晶区的硬度依次递减。过热区的显微硬度在整个焊接接头中最高。
（5）焊接接头组织包括焊缝区、过热区、相变重结晶区和不完全相变重结晶区。焊缝区为柱状晶，包括块状和条状的先共析铁素体、针状铁素体、珠光体以及局部的粒状贝氏体，晶粒较为粗大，组织和成分分布相对均匀。过热区的显微组织由块状先共析铁素体、粒状贝氏体和少量针状铁素体构成，组织粗大且分布不均匀，是焊接接头性能最薄弱的区域。相变重结晶区的显微组织由铁素体和珠光体组成，组织均匀，晶粒比母材正火组织更细小，是焊接接头性能最佳的区域。不完全相变重结晶区的显微组织也由铁素体和珠光体组成，但组织与成分不均匀，晶粒尺寸不一，介于母材与相变重结晶区之间。母材的显微组织由白色铁素体和黑色珠光体组成，呈均匀的条带状分布。
（6）与传统镀铜焊丝相比，无镀铜焊丝环保、成本低、飞溅小，且焊接接头性能满足要求，展现出良好的应用前景。
海洋环境下E690低合金高强钢MAG焊接接头热影响区耐腐蚀性能研究
摘 要
随着海洋石油开采技术的发展，高强度钢焊接接头的耐腐蚀性能成为关键问题。为研究E690低合金高强钢MAG焊接接头热影响区（HAZ）在模拟海洋环境下的腐蚀行为，并分析其腐蚀机理，并使用3.5%NaCl溶液作为腐蚀溶液进行浸泡试验。通过光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等手段，观察和分析HAZ不同区域的微观组织、力学性能、腐蚀形貌和腐蚀产物成分。结果表明，HAZ不同区域的腐蚀程度由大到小依次为过热区（GRHAZ）>正火区（CHAZ）>混晶区（CGHAZ）。GRHAZ内的腐蚀产物最少且分布均匀，未产生大面积腐蚀，腐蚀产物主要以Fe3O4和Fe2O3两种化合物为主，结构表现为团状和柱状。CHAZ和CGHAZ的腐蚀产物相对较多，且分布不均匀，其中CHAZ的局部位置出现加重腐蚀现象。焊接接头设计时应充分考虑HAZ的腐蚀敏感性，并采取相应的防护措施，以保证海洋平台的安全性和可靠性。
关键词
E690低合金高强钢；MAG焊；显微组织；耐蚀性能；腐蚀产物
结 论
（1）在腐蚀环境中，由于热影响区各相成分复杂，微观组织分布不均匀，比基体更容易受到局部电位或电流密度变化的影响。这导致在HAZ中比BM中更早出现柱状突起，与基材相比表现出更差的耐腐蚀性。
（2）热影响区各区域表面形成的腐蚀产物成分基本相同，均以Fe3O4和Fe2O3两种化合物为主。CHAZ的腐蚀形貌不均匀，腐蚀产物呈斑块状分布。CHAZ中的局部位置颜色较深，表明局部加重。CGHAZ中的腐蚀程度逐渐减小，产生的腐蚀较少，呈扩散分布。GRHAZ的腐蚀产物极小且分布均匀，不会产生大范围腐蚀。
基于有限元分析的感应钎焊蜂窝板工艺研究
摘 要
为设计合理的感应线圈结构，并探究不同输入电流、加热时间对焊缝温度最大值的影响，选取适合的工艺参数，从而实现蜂窝板感应钎焊的高效率制备。本文建立了感应钎焊蜂窝板的有限元模型，设计了3种形状的线圈：螺旋形线圈、双回形线圈、M形线圈，并计算得到3种线圈感应钎焊蜂窝板的温度场分布，同时探究了不同工艺参数对温度最大值的影响规律。在模拟的基础上，对Ti2AlNb合金和高温合金组成的蜂窝夹层结构进行钎焊试验，验证了感应钎焊Ti2AlNb/GH4099蜂窝夹层结构具有良好的可行性。结果表明，螺旋形线圈在焊缝处的磁场更加集中，产生的电磁热更多，钎焊效率更高。螺旋形线圈更利于感应钎涂过程中产生大量电磁热，并且当电流为1000A，加热时间为15s时钎焊效率最高，且实验得到的Ti2AlNb/GH4099蜂窝夹层结构力学性能优异。
关键词
Ti2AlNb；GH4099；感应钎焊；有限元分析；温度场
结 论
（1）感应钎焊蜂窝板的热影响区较小，当钎缝处的钎料充分时，蜂窝板受到的热损伤较小。螺旋形线圈在钎缝处产生的电磁热集中，使用螺旋线圈进行感应钎焊的加热效率远高于回形线圈与M形线圈。
（2）输入电流强度增加会导致钎缝处磁场强度增加；加热时间增加会导致电磁热大量积累，均会使感应钎焊蜂窝板的最大温度显著增加。当输入电流为1250A时，加热时间为15s时，钎缝处的最大温度达到1161.3℃，钎料充分熔化，感应钎焊的效率较高。
（3）验证实验结果表明，在模拟基础得到的参数下，得到的样品钎焊界面无明显缺陷，钎料在芯体箔材与面板之间形成钎角，同时液态钎料的毛细作用使得钎料填充于芯格箔材间隙，从而实现芯体与面板的连接。验证了感应线圈设计及设计思路的合理性。
基于粉末压片技术的新型复合焊锡片制备工艺研究
摘 要
为探究粉末压片技术在制备复合焊锡片中的应用，并研究不同压制工艺参数对复合焊锡片力学特性、微观形貌和钎焊性能的影响。采用SAC305合金粉末与自研助焊剂预混合，通过粉末压片技术制备复合焊锡片，并设计了三水平三因素的正交试验，分析了压力、压制温度和压制时间对复合焊锡片性能的影响。结果表明，压力是压制参数中对复合锡片性能影响最大的，当压力不足时，复合锡片的显微结构可以看到锡合金粉之间明显的界面区分，且粉末形变量较小，孔隙率较高；随着压力提高，粉末发生明显形变，界面逐渐模糊，孔隙率也减小；不同工艺参数对钎焊扩展率及空洞率的影响较小。在压力5000MPa，压制时间30s，温度60℃条件下制备的复合焊锡片具有良好的钎焊性能，孔隙率最小为7.2%且具备一定的自身强度，在镍片上的钎焊润湿性良好，焊后空洞率低于0.1%。与传统表面涂敷助焊剂的预成型焊锡片相比，粉末压片制备的复合焊锡片在钎焊性能上相当，且具有更高的成品率，对批量应用具备一定的技术可行性。
关键词
结 论
（1）复合锡片本身连接强度主要与压片压强相关，压强越大，致密度越高，内部机械结合越好。
（2）压制温度和压制时间对复合锡片性能的影响较小。压制温度主要影响锡粉的氧化程度和焊剂的活性，压制时间则影响复合锡片的致密度和氧化程度。
（3）与传统表面涂敷助焊剂的预成型焊锡片相比，采用粉末压片制备的复合焊锡片，成品率高，钎焊性能稳定，空洞率小于0.1%，对批量化应用具备一定技术可行性。
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END
来源：《电焊机》杂志2024年第10期
