不同焊接工艺下304不锈钢焊接接头组织及力学性能的研究

分别采用手工电弧焊(SMAW)和钨极氩弧焊(GTAW)对304不锈钢进行焊接,采用光学显微镜、显微硬度计、万能试验机对焊接接头的组织及力学性能进行了观察分析及测试。结果表明:两种焊接工艺焊接接头的组织均为奥氏体,SMAW焊缝区为粗大树枝晶,而GTAW的焊缝区为细小的树枝晶,焊缝与母材熔合良好;GTAW接头的显微硬度均高于SMAW,接头从焊缝区到热影响区到母材硬度均呈先上升后下降的趋势,SMAW和GTAW焊缝区的硬度分别为175 HV和205 HV;SMAW和GTAW接头的抗拉强度分别为623.6 MPa和690.7 MPa,断裂位置均为母材,弯曲试验合格,接头塑性良好;GTAW接头组织和性能优于SMAW。     

1.4003铁素体不锈钢与耐候钢对接焊试验结果及分析

采用MAG焊对1.4003铁素体不锈钢与Q345NQR2耐候钢进行对接焊,通过对焊接接头进行力学性能试验、金相组织分析、显微硬度测试、冲击试验等,研究1.4003铁素体不锈钢与Q345NQR2耐候钢2种钢的焊接工艺。结果表明：1.4003铁素体不锈钢与Q345NQR2耐候钢对接接头的力学性能良好;焊缝显微组织为奥氏体+铁素体双相组织,对焊缝的力学性能有一定的改善;1.4003不锈钢侧热影响区为粗大的多边形铁素体晶粒,Q345NQR2钢侧热影响区为片层状珠光体组织+白色铁素体;焊缝组织主要为奥氏体,硬度有所升高,1.4003不锈钢侧粗晶区由于铁素体晶粒粗大,硬度有所下降;Q345NQR2耐候钢侧热影响区粗晶区为珠光体和残余奥氏体,硬度与焊缝的相差不大;对接接头室温和-40℃下的冲击性能均比较好。     

Q345/316L异种钢焊接接头显微组织结构与力学性能北大核心CSCD

利用气体保护钨极氩弧焊(GTAW),采用ER309L和ER308两种焊丝对Q345/316L异种钢进行焊接试验,并利用光学显微镜、扫描电镜、万能试验机、冲击试验机、显微硬度仪等对焊接接头的显微组织结构及力学性能进行研究。结果表明:焊缝金属为奥氏体和铁素体组织,在Q345侧热影响区(HAZ)发现有明显的碳元素迁移现象,焊缝中Cr、Ni等合金元素成分迁移很小,稀释不明显;焊缝-316L交界处形成了宽约50μm的熔合区。ER309L焊接接头在强度、塑性、冲击韧性和显微硬度方面优于ER308焊接接头;同时,两者拉伸断裂均发生在Q345侧HAZ部位,接头焊缝冲击韧性良好,显微硬度高于两侧母材。     

Q345/316L异种钢焊接接头显微组织结构与力学性能

利用气体保护钨极氩弧焊(GTAW),采用ER309L和ER308两种焊丝对Q345/316L异种钢进行焊接试验,并利用光学显微镜、扫描电镜、万能试验机、冲击试验机、显微硬度仪等对焊接接头的显微组织结构及力学性能进行研究。结果表明:焊缝金属为奥氏体和铁素体组织,在Q345侧热影响区(HAZ)发现有明显的碳元素迁移现象,焊缝中Cr、Ni等合金元素成分迁移很小,稀释不明显;焊缝-316L交界处形成了宽约50μm的熔合区。ER309L焊接接头在强度、塑性、冲击韧性和显微硬度方面优于ER308焊接接头;同时,两者拉伸断裂均发生在Q345侧HAZ部位,接头焊缝冲击韧性良好,显微硬度高于两侧母材。     

焊后热处理对T91钢TLP连接接头组织与力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜对热处理前后T91钢管TLP连接接头的组织、主要元素分布、拉伸断口形貌进行分析;利用电子万能力学试验机、夏比摆锤冲击试验机、显微硬度计对接头热处理前后的力学性能进行测定及分析。结果表明,焊态下,T91钢焊缝金属为未充分扩散的中间层,显微硬度较高,约为348 HV0.5;母材为马氏体+残留奥氏体。经焊后热处理,焊缝与母材组织相似,均为回火马氏体;焊缝硬度值与母材区相近,约为223 HV0.5;另外,焊后热处理接头室温抗拉强度及冲击吸收能量增大,分别为660 MPa和52 J;180°弯曲试验试样完好。焊后热处理前T91钢焊接接头室温拉伸断口形貌为河流花样及扇形花样,属于脆性断裂,经热处理后T91钢焊接接头室温拉伸断口形貌为等轴韧窝,为韧性断裂。     

激光焊典型对接接头焊接性能研究

通过研究奥氏体不锈钢材料2-SUS301L-ST对接接头的外观形貌、力学性能、显微硬度、金相组织等,考察激光焊接典型对接接头焊接性能。试验研究表明:激光焊接间隙小于等于0.2 mm时,激光焊接过程稳定,焊缝成形均匀美观,未发现外观缺陷和内部缺欠;激光焊接接头具有较好的塑韧性,其平均拉伸强度为786 MPa,激光焊对接接头显微硬度约250 HV;激光焊缝的微观组织均为柱状晶奥氏体组织,热影响区显微组织致密、晶粒细小。     

Q345/316L异种钢K-TIG焊接接头的组织及性能

采用K-TIG焊接方法对Q345/316L异种钢进行焊接试验,并利用光学显微镜、扫描电镜、万能试验机、冲击试验机、显微硬度仪等观察和分析焊接接头的显微组织及力学性能.结果表明:靠近316L侧焊缝组织为奥氏体及骨骼状铁素体,呈柱状晶分布,靠近Q345侧焊缝组织为板条马氏体.316L侧形成宽约45～50μm的熔合区,由细小的蠕虫状铁素体呈无方向且不连续的分布在奥氏体基体上.Q345侧熔合区产生魏氏组织,过热区晶粒粗大且有索氏体生成,相变重结晶区晶粒细小.拉伸断裂位置均发生在Q345侧母材.焊接接头冲击韧性良好,断裂位置均在Q345热影响区,断口为韧脆混合准解理断裂,有韧窝、河流花样、解理台阶.焊缝显微硬度明显高于两侧热影响区及母材.     

ZG28NiCrMo与16Mn异种钢手工电弧焊接头组织及性能研究

采用A307焊条对ZG28Ni Cr Mo铸钢和16Mn低合金高强钢进行了手工电弧焊,通过金相分析,拉伸、冲击及显微硬度测试研究了异种钢焊接接头的组织及力学性能。结果表明,焊缝中心组织为奥氏体+铁素体;ZG28Ni Cr Mo钢一侧熔合区形成脱碳层和柱状晶区,使显微硬度值显著下降;ZG28Ni Cr Mo钢侧热影响区的组织为铁素体+珠光体组织,与其母材相比有软化现象。16Mn侧热影响区没有硬度损失,16Mn钢与焊缝的熔合线处存在一层奥氏体单相区,硬度为220HV,高于焊缝中心和16Mn钢母材。焊接接头拉伸断裂于16Mn母材处,平均抗拉强度为515MPa。ZG28Ni Cr Mo钢侧热影响区的冲击韧性较差,而16Mn侧热影响区的冲击韧性优于焊缝中心。     

06Cr18Ni12Mo2Cu2奥氏体不锈钢焊接接头组织与力学性能

通过拉伸、弯曲、维氏硬度等试验以及金相分析,对06Cr18Ni12Mo2Cu2奥氏体不锈钢焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:焊条电弧焊焊接接头有良好的抗拉性能和弯曲性能,焊缝区硬度略高于母材,而热影响区硬度略低于母材。焊缝组织为奥氏体+5%铁素体组织。焊接热影响区过热区奥氏体晶粒粗大,导致材料强度和硬度下降。     

TC4钛合金高真空电子束焊接工艺研究

对TC4钛合金薄板进行高真空电子束焊接,结合室温拉伸试验和硬度试验,研究了焊接接头的显微组织及性能。结果表明,焊缝和热影响区的组织内部均析出了针状的α'马氏体,焊缝中心单位面积内析出的该相比热影响区较多。随着焊接速度的增大,接头抗拉强度和断面收缩率均先增大后减小。焊接接头的显微硬度分布为距离焊缝中心越远,硬度越小。焊缝的显微硬度比热影响区硬度平均高25~30 HV,热影响区的显微硬度比母材硬度平均高20~30HV。在电子束流为17 m A、聚焦电流为498 m A、焊接速度为1000 mm/min下焊接,焊接效果较好。     

P92钢焊接接头显微组织及力学性能的研究

在合适的工艺下对P92钢进行焊接,利用金相显微镜、硬度计及万能拉伸试验机对其焊接接头的微观组织、显微硬度、常温拉伸力学性能进行了观察分析及测试,并借助SEM观察了其断口形貌。结果表明:P92钢焊接接头焊缝区及靠近焊缝区的热影响区显微组织为板条马氏体+残留奥氏体,母材区为回火托氏体组织;在焊接接头中,焊缝区硬度最高,热影响区次之,母材区硬度最低;焊接接头的抗拉强度为940.81 MPa,屈服强度为827.87 MPa,断面收缩率为41.20%,断裂部位在热影响区,断口形貌为韧窝+撕裂棱,属于韧性断裂。     

低合金高强钢结构的焊接工艺与组织性能研究

分别采用普通ER80-G焊丝和LTT低温相变焊丝对调质态钢结构用Q690低合金高强钢板进行了熔化极活性气体保护焊,对比分析了两种焊接接头的显微组织、显微硬度、拉伸力学性能和冲击功,并对冲击断口形貌进行了观察。结果表明,LTT焊缝区组织为马氏体+少量残余奥氏体,ER80-G焊缝区组织为针状铁素体+少量粒状贝氏体,两种焊接接头焊缝处成形较好,未见明显焊接气孔、夹杂或者微裂纹等缺陷存在。熔合区组织均为粒状贝氏体+板条贝氏体,而热影响区组织为马氏体+贝氏体。LTT焊接接头焊缝区的显微硬度较ER80-G的高。LTT焊接接头的屈强强度和抗拉强度高于ER80-G焊接接头,但是断后伸长率低于后者;ER80-G焊接接头相同部位的冲击功都高于LTT焊接接头。LTT焊缝区断口呈现脆性断裂特征,ER80-G焊缝区断口呈现韧性断裂特征。     

超高强度钢40CrNi2Si2MoVA激光焊接组织和性能研究

为了改善超高强度钢40CrNi2Si2MoVA的焊接性能,采用CO2激光对其进行了焊接处理。利用光学显微镜、显微硬度仪、电子万能试验机、电子扫描显微镜和X射线应力测定仪等对焊接接头的显微组织、硬度、拉伸强度、拉伸断口和残余应力进行了研究。结果表明,焊缝中心区组织为等轴晶,近中心区为小柱状晶,边缘区为柱状树枝晶与粗大柱状晶,熔合区为柱状晶、胞状晶。热影响区(HAZ)主要组织为板条马氏体、岛状马氏体、贝氏体及少量残余奥氏体;焊缝区平均硬度595HV,硬度最大值在HAZ,其值为637HV;从HAZ到基材硬度值下降显著;接头拉伸断裂部位发生在靠近焊缝基材区,拉伸断口为韧窝断口,其抗拉强度值和母材拉伸强度值相当,平均值为1607.8MPa,接头冲击韧度为54.5J/cm2;从焊缝中心区到基材区,焊接残余应力先增大,后减小,变化显著。     

35CrMnSi钢电子束焊接头显微组织和力学性能研究

研究了35CrMnSi 钢电子束焊接头的组织和力学性能.试验结果表明:该钢电子束焊焊缝为典型的针状马氏体+残余奥氏体组织,HAZ为中温组织;2种厚度钢板焊接接头各区域的硬度值基本一致,且焊缝硬度高于热影响区的,热影响区的硬度高于母材的.经电子束焊后,2种厚度35CrMnSi钢板接头塑性比母材的塑性低,这与其显微组织有关;35CrMnSi钢电子束焊焊缝的冲击韧度低于母材.     

ULCB钢电子束穿透焊组织与性能

为了进一步探索ULCB钢的焊接性能,采用真空电子束穿透焊不同束流强度对14 mm钢板对接接头进行了焊接,通过焊缝形貌比较,束流强度为100 mA时,接头焊缝成形最好,选取该接头做了拉伸、硬度、冲击试验及金相组织分析.结果表明,拉伸试样的断裂区域在母材区,抗拉强度为761 MPa、屈服强度为669 MPa,硬度范围在270~330 HV;冲击试样的断裂区域在热影响区,焊缝区平均冲击功为288 J,热影响区平均冲击功为273 J;接头显微组织中,焊缝区和热影响区产生了α'马氏体相,使焊缝区和热影响区产生相变强化,导致焊接接头的强度和硬度均高于母材.     

Q235B/304L复合板焊接接头组织与性能研究

采用SMAW焊接Q235B/304L双金属复合板,利用光学显微镜和EDS分析了焊接接头显微组织及合金元素分布,并且测试了焊接接头力学性能。研究结果表明,焊缝组织主要为奥氏体和少量δ铁素体,熔合线附近生成少量板条马氏体和魏氏体组织;碳钢侧熔合线附近Cr元素未发生明显稀释,Ni元素稀释明显,同时C元素发生了少量扩散;焊接接头抗拉强度为499 MPa,焊缝和热影响区冲击吸收功分别为103 J和59 J,焊接接头各区硬度不高于HV10350,均满足技术指标和使用性能要求。     

回火对Fe-Cr-Ni-Mo高强钢电子束焊接接头组织和力学性能的影响

对Fe-Cr-Ni-Mo高强钢进行电子束焊接,并对焊接接头进行不同温度回火处理,利用OM、SEM和TEM等研究了回火对焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明,焊态下焊缝金属组织为较粗大的板条马氏体,而热影响区则由较细的马氏体和少量的碳化物组成。高温回火后,在焊缝和热影响区均析出了大量的碳化物。硬度测试结果表明,焊态下焊缝金属和热影响区的硬度相当(分别为560 HV0.5和530 HV0.5),回火处理后硬度显著下降,但仍高于母材(415 HV0.5)。力学性能测试结果表明,焊接接头拉伸试样断裂位置均在母材,焊态下的焊缝冲击吸收能较差,为48 J;回火处理后焊缝金属的冲击吸收能显著提高,如600℃处理后焊缝金属的冲击吸收能为94 J。     

2205双相不锈钢焊接接头显微组织与力学性能研究

使用手工焊条电弧焊对2205双相不锈钢板进行了对接平焊和立焊试验,测试了焊接接头的显微组织及力学性能。结果表明,接头焊缝区含有大量奥氏体,且随着焊接热输入的增加,奥氏体含量明显增加,接头的抗拉强度及伸长率增大;不同焊接热输入得到的接头都表现为热影响区硬度值最高,焊缝区最低;焊缝冲击断口的断裂机制为韧窝和准解理混合断裂,韧窝中心分布着大小不均的第二相颗粒。     

800H合金焊接性能研究

采用TIG焊接了800H合金,利用OM和SEM对焊接接头的微观组织进行表征,通过EDS分析了第二相的成分,用XRD对焊缝和母材进行物相分析,使用万能试验机和硬度试验机测试了焊接接头的力学性能,并观察了拉伸断口的形貌.结果表明:采用焊接电流65～70 A、焊接速度100～120 mm/min、氩气流量8～10 L/min的工艺条件,有效避免了焊接热裂纹的出现,焊缝组织为奥氏体和少量第二相(主要为Fe、Cr的碳化物和TiN);焊接接头的平均抗拉强度高达520 MPa、伸长率为32％,拉伸断裂为韧性断裂;焊缝和热影响区的硬度较低,平均值分别为154.2和161.7 HV,母材硬度平均为184 HV.     

激光冲击对45钢-40Cr钢焊接接头组织与性能的影响

为探讨激光冲击处理对45钢-40Cr钢焊接接头组织性能的影响,对激光冲击前后接头各区域的显微组织、残余应力与显微硬度进行了测试。结果表明:焊接接头经激光冲击后,焊缝区原有的马氏体组织在冲击波的作用下分解为细小的马氏体组织;冲击区域内焊缝区、热影响区以及母材区的残余拉应力都变为压应力,并且焊缝中心处有最大平均残余压应力-395 MPa;激光冲击使接头各区域的硬度值有不同程度的提高,热影响区附近提高了约60 HV0.3,焊缝中心提高了约40 HV0.3,且其硬度影响层深度都约为0.5 mm。