热输入对CT90连续管对接接头热影响区组织及性能的影响

为了保证连续油管对接焊后焊接接头的使用性能,研究了不同热输入对CT90连续油管对接接头热影响区组织及性能的影响,采用TIG焊工艺分析了3层对接焊过程中焊缝热影响区的组织和性能的变化。结果显示,粗晶区、完全重结晶区组织以贝氏体为主,不完全重结晶区、回火区组织为块状铁素体、少量珠光体和渗碳体,随着热输入的增加,焊缝的晶粒尺寸变大,热影响区中软化区的宽度及幅度增大,软化区逐渐远离焊缝中心。     

CT90级连续油管激光焊对接接头的组织及性能研究

为了验证连续油管激光对接焊的可行性,使用IPG YLS-4000型光纤激光器对Φ38.1 mm CT90级连续油管进行了激光对接焊,并对对接接头的组织结构、力学性能、疲劳性能和耐腐蚀性进行了分析研究。结果表明,连续油管接头具有优异的抗疲劳性能,可达连续油管母材的72%(远高于氩弧焊制备的对接接头)。然而焊缝组织中大量出现的马氏体导致接头硬度偏高、耐蚀性下降的问题,还需进一步深入研究。     

CT110连续油管环焊工艺对焊接接头组织性能的影响

为了确保连续油管现场修复对接焊缝性能,提高连续油管的使用寿命,设计了两种CT110连续油管环焊对接工艺方案,并进行了焊接试验。采用金相组织分析、显微硬度测试、拉伸性能检测及疲劳试验等方法,分析了两种工艺方案下焊接接头的组织与力学性能。结果显示,两种工艺下所焊CT110连续油管焊接接头的焊缝及热影响区粗晶区组织均以铁素体和粒状贝氏体为主,显微硬度及抗拉强度相当,但工艺方案二所焊接头均匀变形能力更强,疲劳寿命相对提高92%。研究表明,采用工艺方案二将盖面层改为两道焊的工艺措施,能够降低因焊接热作用引起的热影响区回复与再结晶程度,提高焊接接头均匀变形能力,从而提高接头抗低周疲劳性能。     

高钢级管线钢摩擦焊焊接接头组织与硬度分析

为了提高高钢级管线钢焊缝的冲击韧性,采用连续驱动摩擦焊对X80管线钢进行了焊接,并对其焊接接头的组织及硬度进行了分析和检测。结果表明,X80管线钢连续驱动摩擦焊焊接接头焊缝区组织为铁素体和粒状贝氏体,热影响区的组织由原始的针状铁素体转变为先共析铁素体、针状铁素体及粒状贝氏体。焊接接头的硬度高于母材,其中焊缝区域硬度最高,达到了247.4HV10,其次是热影响区,母材的硬度最低,且在焊缝两侧,硬度值呈对称分布。     

异种金属摩擦焊油管接头性能分析

通过对 73.02 mm×5.51 mm的摩擦焊异种金属油管的理化性能及整管上/卸扣性能进行研究,分析了焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明,异种金属摩擦焊接方法是一种提高油管接头力学性能的有效连接方法,降低了油管加工难度和制造成本,提高了生产效率和产品质量。在异种金属摩擦焊焊缝横截面处,油管管体与外加厚短接呈良好的混合状态,两种金属形成了金属间化合物,使焊缝内部区域具有较高的硬度。同时由于外加厚短接与油管管体焊接形成塑性结合能有效提高焊缝的冲击性能,使焊缝冲击性能高于管体。油管在上/卸扣过程中,摩擦焊缝完好,螺纹接头无粘扣现象,表明异种金属摩擦焊油管接头具有良好的抗扭转能力且抗粘扣性能良好。     

大跨度桥梁用钢WNQ570的手工焊接性能试验研究

针对桥梁建造现场中焊缝点固及结构焊接主要采用手工焊方法进行的特点,为保证焊接接头具有优良的性能,采用CJ607Q焊条匹配WNQ570钢2种交货状态下的3种规格钢板进行了手工焊接试验。试验结果表明,接头拉伸性能和冷弯性能优良,接头过热区主要为贝氏体组织,焊缝金属主要为细小的针状铁素体组织,焊缝具有优良的低温冲击韧性;焊缝表层与中心全断面焊缝HV10硬度值均小于250,接头具有较低的时效敏感系数及较高的低温冲击韧性。     

TA1/X65复合板对焊工艺及焊缝组织和性能分析

为了提高钛/钢复合板对焊接头性能,选择3种工艺方案进行焊接试验,采用金相显微组织分析、显微硬度和焊缝背弯试验,研究了钛/钢复合板对接焊缝组织特征、显微硬度分布及焊缝背弯性能。结果表明,工艺方案3成功实现了薄覆层钛/钢复合板对焊连接,焊接接头背弯角度可达100°,拉伸面完好,焊缝性能达到项目预期指标要求。钛覆层搭接焊质量严重影响复合板对焊接头全壁厚背弯性能。钛焊缝区显微组织为锯齿状α-Ti+针状α-Ti+晶界β-Ti,热影响区组织为多形态粗大α-钛。显微硬度较高区域出现在钛焊缝熔敷金属区,硬度值达200HV10。精确控制熔深、降低热输入、减小热影响区尺寸及细化晶粒,是提高钛焊缝塑韧性和安全可靠性的有效方法。     

30CrMnSiNi2A钢电子束焊接接头的组织与性能研究

为了探究30CrMnSiNi2A钢电子束焊接接头的组织与性能,采用电子束焊接工艺对12 mm厚30CrMnSiNi2A钢进行了焊接,并对焊态及完全热处理态的接头进行了室温拉伸和冲击韧性试验。结果表明:该钢的电子束焊接工艺性良好;焊态及完全热处理态的接头拉伸断裂均位于母材,经完全热处理后的接头强度比焊态接头强度提高近一倍,略高于同状态下母材的强度,延伸率及断面收缩率与母材相当,室温冲击韧性略高于母材;焊态焊缝组织主要表现为粗大针状马氏体与残余奥氏体组织,经完全退火处理后焊缝及热影响区组织主要表现为回火马氏体组织和残余奥氏体组织,母材组织为回火马氏体及少量的残余奥氏体组织;接头与母材的冲击断裂均表现为韧性断裂。     

316L不锈钢焊条电弧焊焊接接头组织分析

采用双面焊条电弧焊方法焊接了6mm厚的316L不锈钢,分析了焊接接头焊缝区、熔合区及热影响区的组织并进行了显微硬度测试。组织分析表明,接头焊缝区为等轴晶,组织为奥氏体基体与数量较多的δ铁素体,且先焊焊缝较后焊焊缝的晶粒更为细小;熔合区与热影响区为树枝状晶且有联生结晶的特点,组织为奥氏体基体+少量δ铁素体。显微硬度分布表明,接头焊缝硬度高于母材硬度,低于熔合线附近的树枝状晶硬度。     

压力容器D类焊缝的焊接工艺评定

为了评价压力容器D 类焊缝的焊接工艺,采用钨极氩弧焊（TIG）和手工电弧焊（SMAW）对厚度32 mm的Q345R 钢板进行焊接工艺试验,通过外观检查、无损探伤、拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等方法检测了Q345R钢的焊接接头的性能。结果显示:在制定的焊接工艺参数下,焊接接头射线探伤为I 级;在焊后620 ℃保温3 h消应力热处理后,焊接接头抗拉强度高于Q345R 钢抗拉强度的下限值（500 MPa）;焊缝和热影响区-20 ℃冲击功达到95 J 以上,满足标准要求;侧弯试样弯曲面焊缝和热影响区没有萌生裂纹,满足NB/T 47014—2011标准要求;焊缝组织为块状铁素体+少量珠光体,珠光体均匀分布于铁素体的晶界处。评定结果表明,TIG+SMAW 焊接工艺合理,可满足该压力容器D类焊缝的焊接质量要求。     

大跨度桥梁用WNQ570钢的气体保护焊接性能研究

针对桥梁建造现场中要求焊接接头必须具有优良的接头性能,采用WER60和WER70N气体保护焊丝匹配WNQ570钢两种交货状态下的3种规格钢板进行了气保焊接试验。试验结果表明,接头抗拉强度和冷弯性能优良;接头过热区主要为贝氏体组织,焊缝金属主要为细小的针状铁素体组织,焊缝具有优良的低温冲击韧性;焊缝表层与中心全断面焊缝HV10均小于250,接头同时具有较低的时效敏感系数及较高的低温冲击韧性。     

连续管全位置自动对接焊工艺和接头性能研究

为了进一步提高连续管在油田现场的使用价值和经济效益,设计了一种连续管全位置自动对接焊(自动TIG焊)工艺。采用该焊接工艺对Φ38.1 mm×3.4 mm规格CT80连续管进行了管-管对接焊,并对其焊接接头的强度、塑性、硬度及疲劳寿命进行了检测。检测结果表明,采用该焊接工艺获得的连续管管-管对焊接头,其内外焊缝成形良好,具有优良的强塑性和抗弯曲变形能力,具有较高的疲劳寿命,能满足作业现场的使用要求。     

低功率脉冲激光诱导电弧复合仰焊工艺适应性研究

采用低功率脉冲激光诱导MAG电弧复合焊接工艺，开展了X70管线钢仰焊工艺适应性研究。焊接试验结果显示，单MAG热源采用210 A电流能够获得成形良好的焊接接头，但工艺参数敏感，电弧电流变化易产生缺陷；加入激光后，电弧电流参数区间可拓展至180～230 A，在抑制内凹缺陷的同时，可提高对错边的工艺适应性。焊接接头拉伸和背弯试验表明，无论复合焊接接头是否存在内凹缺陷，均具备与母材相当的拉伸强度，内凹缺陷使接头的最大完全载荷大幅度降低。仰焊熔池受力分析表明，仰焊焊缝成形主要受重力影响，激光热源提供竖直向上的分力大于其热输入带来的重力，有利于扩大参数适应区间，增加背部余高。     

316L不锈钢电子束锁底焊接接头成形及显微组织

针对激光焊对316L不锈钢进行锁底焊接时,焊缝出现气孔,裂纹等缺陷的问题,采用电子束焊接的方法对316L不锈钢进行锁底焊接,并对其焊接接头焊缝成形及显微组织进行了研究。研究结果表明,当焊接速度一定时,316L不锈钢随着焊接电流的增大,焊缝熔深变化不大,余高和熔宽都逐渐增大,焊缝深宽比由3.48减小至3.01;当电子束流一定时,随着焊接速度的增大,焊缝余高先增大后基本不变,熔深和熔宽都逐渐减小,焊缝深宽比由3.03增大至3.38。典型焊接接头组织主要为铁素体-奥氏体组织,且随着焊缝深度的增加,晶粒逐渐细化。焊缝边缘主要由密排的柱状枝晶、少量等轴晶组成;焊缝中心区域由细小的等轴晶、少量柱状枝晶组成;焊缝底部主要由呈片状细小的等轴晶组成。     

TC4钛合金不同焊接方法焊接性及接头性能分析

为了研究TC4钛合金在不同焊接方法条件下的焊接性及接头性能,对TC4钛合金分别进行了氩弧焊、冷焊、激光焊、电子束焊以及电阻点焊试验,并对接头的强度、硬度、塑性、韧性、金相组织等进行了对比分析。试验结果显示,采用TA18焊丝,氩弧焊接头强度平均值为982.5 MPa,伸长率为7.5%,强度和塑性匹配良好;冷焊接头强度平均值974.5 MPa,焊缝区硬度低于热影响区,热影响区宽度0.7~1.0 mm,焊接变形改善明显;激光焊接头强度平均值956.5 MPa,伸长率达母材水平;电子束焊接头强度高于母材,塑性低于母材,热处理后接头强度升高,焊缝区存在金相组织的梯度分布;电阻点焊接头的熔核直径和抗剪力随焊接参数增大逐渐增大。研究表明,TC4 钛合金具有良好的焊接性,在弧焊、束焊和电阻焊工艺下,焊接性良好,焊接接头金相组织合理,强度、塑性等 力学性能指标匹配良好。     

焊接工艺对50CrVA弹簧钢焊接接头组织及性能的影响

采用ER50-6焊丝对50CrVA弹簧钢进行熔化极气体保护焊焊接试验,研究了不同焊接工艺对50CrVA弹簧钢焊接接头组织及性能的影响。结果表明,焊接电流为90 A、100 A时,焊接接头组织主要由针状铁素体和先共析铁素体构成;焊接电流增大到110 A时,先共析铁素体消失。焊接电流为90 A时,焊接热影响区粗晶区主要由粗大的马氏体组织和带状组织构成;焊接电流为100 A时,高碳马氏体组织及带状组织消失,粗晶区组织由板条马氏体组织构成;焊接电流为110 A时,粗晶区马氏体组织长大,硬度显著下降。细晶区主要由细小的板条马氏体组织构成,不完全淬火区主要为马氏体、铁素体、贝氏体及索氏体构成的混合组织。随着焊接热输入的增大,50CrVA弹簧钢接头的抗拉强度和伸长率呈先上升后下降的趋势,断裂位置均在母材;焊接电流为90 A时,一个面弯试样出现断裂,其余均未出现裂纹;室温冲击功随焊接电流的增大逐渐增大,当焊接电流为110 A时,冲击功达到最大值35.67 J。     

TC4钛合金激光焊接接头组织及耐蚀性研究

采用光纤激光器对4 mm TC4板材进行对接试验,研究了焊接接头各个区域的组织特点、硬度变化及耐蚀性差异,探究显微组织对硬度及耐蚀性的影响。研究表明,焊接接头焊缝截面形貌为T形,存在少量气孔。焊缝存在粗大的原β柱状晶,晶内组织为细小的马氏体α′相;熔合线附近观察到贯穿热影响区和焊缝的原β柱状晶;热影响区组织为等轴晶,晶内组织为马氏体α′相、少量原始α相和原始β相。焊接接头的显微硬度从母材到焊缝呈现逐渐增加的趋势,至焊缝中心达到最高,约为母材的1.78倍。焊缝显微硬度也存在差异,从焊缝顶端至焊缝底端呈现不断下降的趋势。电化学测试结果表明,焊缝的Rct值分别是母材和热影响区的4.32倍和2.58倍,且具有最高的自腐蚀电位和最小的电流密度,表征为最优耐蚀性。