等强匹配焊接接头的特征及界定方法

运用蒙特卡洛方法对10Ni5CrMoV钢焊接接头强度匹配系数分布进行了研究,提出等强匹配焊接接头的界定方法.计算结果表明,10Ni5CrMoV钢焊接接头的等强匹配特征明显,等强匹配概率为48.11%,低强失配和超强失配概率分别为47.55%和4.34%;强度匹配系数均值偏下限,为0.955;由于母材强度数据的标准差比焊缝要大,约为1.54倍,从而使得强度匹配系数离散度较大;此外,焊接接头强度匹配系数小于0.86的概率为2.96%,可能会导致焊接接头产生冷裂纹.     

焊缝金属的强度匹配方式及其应用

本文介绍了焊缝金属强度匹配方式和类型,分析了焊缝金属强度匹配方式的工艺焊接性,列举了焊缝金属强度匹配应用实例。结果表明,焊缝的强度匹配方式有5种,拉伸试样断口部位各异。5种焊缝的强度匹配方式中,低强匹配和组合匹配方式的工艺焊接性得到改善,施工成本降低,接头的抗脆断性能能够控制;等韧性匹配的工艺焊接性取决于所用钢种和行业规定,施工条件较严格,成本较高,接头的抗脆断性能比较优良。14MnM oNbB钢低匹配专用焊条J506DP,可降低14MnMoNbB钢的临界预热温度50～70℃,改善了该钢的工艺焊接性;低匹配焊缝接头的强度已与母材等强,接头的安全性符合设计要求。组合匹配接头在综采支架立柱中应用表明,可使30MnNbXt钢在室温下焊接时不产生裂纹,而且在焊后状态下的使用性能完全符合产品技术条件要求。     

高铬镍奥氏体焊丝焊接10Ni5CrMoV钢接头组织性能分析

为解决10Ni5CrMoV高强钢厚板在大拘束度条件下焊接时无法避免的冷裂纹问题,自行研制了强度低于母材的高铬镍奥氏体不锈钢焊丝,采用低强匹配工艺对10Ni5CrMoV低合金高强钢厚板进行焊接并分析了接头组织性能.结果表明,采用该焊丝焊缝成形良好,无裂纹缺陷.焊缝主要由树枝状奥氏体组织组成,枝晶间有少量颗粒状析出相.其接头抗拉强度800 Mpa,弯曲试验无断裂,冲击韧性A_KV（-80℃）大于90 J,满足技术要求.     

为较高强度的结构钢选择焊接材料须考虑的两个因素

研究了焊缝金属相对宽度和焊缝金属强度对接头性能的影响。结果表明：随低强焊缝金属相对宽度变小,接头抗拉强度增大;焊缝金属相对宽度不大时,焊缝与母材实际等强的接头具有最优抗脆断性能,按实际等强原则选择焊接材料可提高焊接结构的可靠性,焊缝低强组配较超强组配合理。焊缝过分超强或过分低强均使接头抗脆断性能恶化。     

大厚度10Ni5CrMoV钢小坡口旋转电弧GMAW焊接工艺研究

应用旋转电弧GMAW对大厚度10Ni5CrMoV钢小坡口焊接工艺进行了探讨.高速摄影观察了其焊接过程中电弧及溶滴过渡行为对侧壁熔合的影响,对旋转频率及焊接工艺参数对焊缝成形的影响进行了分析.获得了在合适的旋转频率和工艺参数下的外观成形良好的焊缝.焊接接头宏观金相表明,接头中未见气孔、裂纹、夹渣、未熔合等缺陷;拉伸结果表明,焊接接头强度与母材强度相当;低温冲击试验结果表明,焊接接头低温冲击韧性已达到使用要求.研究成果为大厚度10Ni5CrMoV钢在船舶制造业中的应用提供了技术支撑.     

10CrNi3MoV船体钢焊缝断裂韧度的试验研究

为了研究10CrNi3MoV高强度船体钢不同强度焊缝金属的断裂韧度,使用相关的不同强度焊条制作接头试样,进行了金属拉伸试验与裂纹尖端张开位移(CTOD)试验,并利用金相显微镜和扫描电镜对母材与焊缝金属以及相应的CTOD断口进行了微观分析.研究表明,随着焊缝金属强度的降低,其断裂韧度有明显的上升趋势.通过金相与断口分析,讨论了其内在的微观组织依据.对于10CrNi3MoV钢,适度的低强匹配有利于提升焊缝断裂韧度,比传统的等强或高强匹配获得更好的焊接接头安全性能.     

焊接残余应力对高强度钢低匹配对接接头静载强度的影响

采用有限元方法研究了焊后拉伸条件下高强度钢等匹配和低匹配对接接头内部应力的变化情况。结果表明,焊后横向和纵向拉伸载荷增至临界失效载荷期间,等匹配和低匹配接头的焊缝区和母材区应力均一直持续增加,但焊缝及近缝母材区应力在焊接残余应力基础上的增加较远端母材区缓慢;最终近缝母材区的应力明显高于远端母材区,未表现出内应力完全调匀的特征;这意味着由于焊接残余应力的存在,高强度钢宽板等匹配焊接结构的静载强度可能略有损失,而高强度钢宽板低匹配焊接结构更将在焊缝低强的影响下损失更大的静载强度。     

焊接接头强度匹配和焊缝韧性指标综述

综述了焊接接头匹配的三种类型及其利弊.指出了对于强度较低的钢种,采用等强或超强匹配都是可以的,但对于高强度钢,超强匹配是不利的,等强匹配是可取的,若焊缝韧性明显降低,则采用低强匹配更为有利,它可以获得更大的韧性储备,改善抗断裂性能.关于焊缝韧性指标,根据使用的情况不同也有所不同.     

焊缝的非匹配对含表面裂纹管道接头J积分的影响研究

采用有限元方法对几种匹配情况下管道接头表面裂纹的J积分值进行了计算,结果表明焊缝强度匹配以及应变硬化参数匹配的影响随载荷加大而加大,但应变参数匹配影响比强度匹配影响小。对强度匹配对J积分值的影响进行了详细讨论,其结果表明对于高匹配接头来说,J焊缝金属相似文献   

焊缝强度匹配对铝合金焊接接头三向应力度分布的影响

用有限元软件ABAQUS对不同焊缝强度匹配的6063铝合金焊接接头进行拉伸模拟,研究了焊缝强度匹配对焊接接头中三向应力度分布的影响.同时,在每种强度匹配条件下,研究了HAZ宽度对焊接接头中三向应力度分布的影响.结果表明,与母材相比,不同焊缝强度匹配的焊接接头中应力状态较为复杂,三向应力度在母材与HAZ交界处和焊缝与HAZ交界处存在突变;高强匹配接头中三向应力度最大值最高,低强匹配接头中三向应力度最大值最小;等强匹配条件下,随着HAZ宽度的增大,三向应力度最大值的位置从母材与HAZ交界处转变为焊缝与HAZ的交界处;高强匹配条件下,三向应力度的最大值都出现在焊缝与HAZ的交界处,随着HAZ宽度增大,三向应力度的最大值逐渐减小;低强匹配条件下,三向应力度的最大值都出现在母材与HAZ的交界处,随着HAZ宽度增大,三向应力度的最大值逐渐减小.     

屈服强度参数对10Ni5CrMoV钢焊接残余应力数值计算结果的影响

为了研究低合金高强钢在焊接过程中屈服强度参数变化对焊接数值计算结果的影响,测定了在稳态和冷却条件下10Ni5CrMoV钢在不同温度时的屈服强度和焊接接头的焊接残余应力,并采用有限元软件分别根据两种条件下所测屈服强度参数对10Ni5CrMoV钢焊接接头的焊接残余应力进行了数值计算.结果表明,冷却条件下不同温度的屈服强度测试值低于稳态条件下相应温度屈服强度测定值,根据冷却条件下测定的屈服强度曲线计算所得焊接残余应力分布与实测值具有更好的吻合度.     

高强度管线钢 X80 的焊接研究

X80级以上的管线钢是控轧及加速冷却的低碳微合金钢，将是本世纪输气主管线的主导钢材，具有优良的抗延性断裂性能，纵向焊缝金属和HAZ的强度与韧性高于母材匹配。Mo-Ti-B系焊接材料除保证适当的Ti,B微量元素外，还必须尽量减少焊缝中的O，N气体含量。选用较高碱度的焊剂或附加氩气保护是保证焊缝与母材等韧性的措施。     

800MPa级高强钢焊缝金属热处理组织与性能

在10Ni5CrMoV高强结构钢焊接中,为了获得良好的强韧性匹配,焊后需要进行热处理来改善焊缝金属的组织和性能.试验采用富氩气体保护焊焊接10Ni5CrMoV钢,分析了不同调质热处理工艺下焊缝组织、性能的变化规律.结果表明,焊缝金属焊态的组织主要是贝氏体、少量马氏体和残余奥氏体组织,调质热处理后焊缝组织主要为回火马氏体,随着回火温度的升高,焊缝中残余奥氏体减少,马氏体中碳化物析出长大并有球化趋势.调质态焊缝金属的强度随着回火温度的升高而逐渐降低,而韧性随着回火温度的升高而显著提高.     

10Ni3CrMoV钢CO2激光多层焊的接头组织与性能

与传统电弧焊相比,激光焊接厚板优势明显。采用纯激光焊和激光电弧复合焊等多道焊接技术实现了28 mm厚10Ni3CrMoV钢的高效焊接,采用光学显微镜分析焊缝、热影响区和焊缝重叠区的组织,激光复合焊缝组织主要为针状铁素体,纯激光焊缝、粗晶区和细晶区组织主要为板条马氏体,激光复合焊缝重叠区组织为粒状贝氏体+马氏体,纯激光焊缝和激光复合焊缝重叠区组织为马氏体+少量粒状贝氏体。测试了焊接接头的力学性能,结果表明,激光复合焊缝金属的冲击韧性较高,焊接接头的抗拉强度和屈服强度与母材相当,延伸率略小于母材,焊接接头的最大硬度小于360 HV,弯曲性能合格。     

基于工程应用的9%Ni钢焊接材料选用原则探讨

探讨了工程应用中9%Ni钢焊接材料的选用原则。结果表明,在工程条件下,9%Ni钢所使用的焊接材料为"异质焊缝"型,接头的韧强比远高于母材金属,达到了"等韧性"匹配水平。选用优质、合适的焊接材料和合理的焊接工艺,是控制和改善该钢焊接性的重要技术手段。所谓异质焊缝"等韧性匹配"原则,即科学、合理控制焊缝化学成分,以镍基奥氏体焊缝保证接头获得最佳的力学性能(含低温韧性)和焊接性。该钢焊接材料的种类多达5种,典型焊接材料的综合性能指标优势明显。     

Metallurgical effects and distortions in laser welding of thin sheet steels with variations in strength

Geometrical distortions occur while welding, but the understanding of how and why they occur and how to control them is limited. The relation between the weld width, weld metal volume, total energy input, width of hard zone and distortions when laser welding three different thin sheet steels with varying strength has therefore been studied. Weld metal volume and total energy input show a good correlation with distortion for one steel at a time. The best correlation with the when including all three steel grades was the width of the hard zone composed of weld metal and the martensitic area in the heat affected zone.