中小型镍制设备与管道的焊接缺陷及对策研究

结合近年来现场试验与施工实践，分析研究了中小型镍材（工业纯镍）设备与管道的特点、性能、焊接缺陷与产生原因，以及防止与消除其缺陷、优化制造施焊质量的工艺措施，并总结了若干条注意事项。     

核电厂BOSS头焊缝缺陷处理及质量改进

分析核电厂部分BOSS头焊缝存在未熔合、夹渣、气孔等超标缺陷问题,确定了BOSS焊缝缺陷产生的原因主要为焊工经验欠缺、焊接过程实施和控制不当等。考虑缺陷情况和现场条件等因素,制定了挖补返修、管件更换、Overlay堆焊修复、评估与监控等缺陷处理方案。根据经验总结,提出了BOSS头焊缝坡口角度、焊接工艺和无损检验的优化建议,降低了BOSS头焊缝缺陷产生几率,提升了核电厂的安全性和经济性。     

预热方法对厚壁铝合金管件焊接的影响

对于6082铝合金小规格板件与大规格管件的焊接,通过不同的预热工艺试验,分别对各试件焊后效果进行对比分析.结果表明:常规的预热方法由于火焰预热温度范围大、预热温度范围不易控制,容易产生焊接缺陷,造成焊接结构件质量差、不安全;并且由于预热时间长,生产效率低.采用感应加热时,使得预热区域变大,通过热量传递保证小规格板件与大规格管件的温度基本一致,避免两种尺寸规格的零件因热量不平衡造成未焊透、热裂纹等焊接缺陷,并且降低焊缝凝固时因热应力不平衡、收缩大而产生较大的拉应力集中程度;提高了产品质量和生产效率,保证了焊接结构安全.     

奥氏体耐热钢焊接接头的无损检测工艺

针对SA213-TP304H奥氏体对耐热钢容易产生焊接热裂纹及其焊接接头耐蚀性的特点，分析了SA213-TP304H奥氏体耐热钢容易产生焊热裂纹、晶间腐蚀及应力腐蚀开裂的原因，制订了射线探伤（主要检查焊接接头内部缺陷） 渗透探伤（检查焊接接头及近焊接接头区裂纹）的无损检测工艺，并付诸于实施，取得了良好的效果，防止了裂纹等危害性缺陷的漏检，确保了热段再热器SA213-TP304H奥氏体耐热钢焊接接头的焊接质量。     

管道开孔切割及对接焊缝焊接的工作站测量系统设计

管道焊接工作站系统在切割和焊接加工过程中,管件的椭圆度、加工精度、变位机对工件夹持的水平度和同心度、以及旋转中管件的扰动和跳动度等因素,均会对切割和焊接的质量和效果产生不利影响,设计的管件测量系统通过测量工件参数,实现工作站系统对管件的自动找水平、自动寻找管件中心位置的功能。大量的切割和焊接实践证明,带有测量系统的焊接工作站系统取得了良好的切割和焊接效果。     

蒙乃尔合金管件的焊接

蒙乃尔合金（Monel合金）具有优良的耐腐蚀性能和中温强度，尤其是在中高温的强酸、强碱介质中有很好的耐腐蚀性能，因此在我国铀转化生产线建设工程的管道安装中使用了Monel-400材料。但在通常的焊接工艺条件下。其焊缝中容易产生气孔、未焊透及焊接裂纹等缺陷。为保证工程管道装置的安全、平稳、长期运行，我施工项目部对该材料的焊接性进行了分析研究，并进行了工艺评定对比试验．确定了其性能最优的焊接施工规范。     

钢结构裂纹产生原因及磁粉干法检测

为了认识钢结构裂纹产生的原因,通过对钢结构常用的焊接方法,埋弧焊（SAW）,气体保护焊（FCAW）,手工焊（SMAW）及各种接头形式焊缝在结构中的位置进行磁粉干法检测和分析,发现缺陷的产生与焊接方法、焊缝在结构中的位置、工艺条件、焊接应力、装配情况相互联系。因此在焊接工艺制订,检测工艺制订时应该关注这些产生缺陷的原因、位置。     

奥氏体不锈钢管的焊接缺陷分析及预防

针对在场站、罐区等不锈钢管道工程施工中常出现的焊接缺陷,分析了其形成原因。根据焊接缺陷产生的原因,并结合施工情况给出了相应的预防措施。     

冬季施焊钛设备焊接裂纹成因及其工艺优化

结合近几年冬季试验与施工实践，分析了制作安装钛设备（工业纯钛）的焊接裂纹及其成因，提出了相应的防止与消除其缺陷、优化制造施焊质量的工艺措施。为提高焊接一次合格率及返修成功率，还总结出了若干条注意事项。     

管道自由口连头自动焊接工艺

为了提高管道自由口连头的焊接质量和焊接效率，降低人工劳动强度，采用CPP900-W1A单焊枪管道自动焊进行自由口连头焊接试验。试验优化并设计了双V形复合坡口，根据相控阵超声波检测（Phased array ultrasound testing,PAUT）、射线检测（Radiographic testing,RT）结果和焊接缺陷的宏观金相形貌，对接头典型缺陷进行了分析，优化了施工方法和焊接工艺，进行了焊接工艺的焊接时效验证和焊接接头力学性能测试。结果表明，双V形坡口相比单V形坡口可减少金属填充量约30%；采用实心焊丝气体保护下向焊（根焊、热焊）+药芯焊丝气体保护上向焊（填充焊、盖面焊）工艺的焊接用时为2.8～3.5 h，相比传统连头工艺的焊接可节省时间约50%，采用该焊接工艺连续焊接5道口并检测合格，焊接接头力学性能均满足工艺规程的相关标准要求，试验得到了满足管道自由口连头的焊接施工方法和焊接工艺，为中俄东线管道自由口连头焊接提供了高效、可靠的焊接工艺。     

CFRP/金属异种材料激光连接工艺的研究现状

树脂基碳纤维增强复合材料（CFRP）作为新型轻质结构复合材料,广泛应用于航空航天器件的零部件中。CFRP与航空常用金属传统连接主要有胶接和机械连接,但具有一定的局限性。激光连接技术具有能量密度高,可控性好等特点,可用于复合材料和金属的连接。本文针对当前树脂基CFRP与金属（铝合金、钛合金、钢等）激光连接接头成形机理以及接头缺陷进行了综述,同时分析了焊接工艺、组织结构优化以及焊前金属表面处理对接头成形的调控,并对CFRP/金属激光连接的发展趋势提出了展望。     

载重汽车焊接车轮断裂失效原因分析

通过对断裂的汽车车轮进行失效分析发现,焊缝处存在严重咬边和气孔等焊接缺陷,这是造成车轮断裂的主要原因,其它工序中残留的内应力也是不可忽视的一个因素.所以,制造中各工序严格执行工艺规范和标准要求,是提高焊接件质量和安全可靠性的保证.     

复相钢CP800焊缝冷裂纹敏感性研究

采用气体保护焊对试验钢CP800分别进行对接、斜Y、T型(角接)、CTS(搭接)焊接,测试分析不同焊接接头形式下的宏观形貌、微观组织和性能的变化,以研究CP800钢的可焊性和冷裂纹敏感性。实验结果表明:试验钢适用于各种焊接形式下的汽车结构件,具有很低的焊缝冷裂纹敏感性。焊接热影响区的组织为粒状铁素体、贝氏体以及少量的板条贝氏体,分布均匀,焊缝熔合良好。4种不同焊接方式下的焊缝硬度分布一致,最高硬度值为320 HV,小于350 HV。斜Y坡口对接接头处的母材、热影响区以及熔合区的冲击性能均大于23 J,其断口形貌均为韧窝形状。     

高匹配搭接角焊缝力学性能及应用效果分析

采用等匹配和高匹配焊材完成了高钢级B型套筒修复高钢级管道的试验研究. 结果表明,等匹配焊接和高匹配焊接的角焊缝焊接接头都具有良好的拉伸强度和冲击韧性,高匹配焊接接头熔覆金属的冲击韧性略低于等匹配,其焊接接头延展性略差;施焊后等匹配搭接角焊缝未发现焊接缺陷,焊接接头维氏硬度最大值为293 HV10,出现在角焊缝外表面与套筒搭接焊缝处;高匹配搭接角焊缝出现了起源于角焊缝外表面层的横向裂纹,且该焊接接头硬度整体偏高,最大值出现在外表面中心位置焊缝处,为403 HV10,与裂纹起裂位置对应,其产生原因与焊接过程中不同部位熔池金属冷却速率有关,尤其是外表面盖面焊处冷却速度较快,外壁层硬度值异常偏高,萌生裂纹.因此建议搭接角焊缝焊接焊材选择时,在不影响密封和承载前提下,可尝试降低焊缝匹配强度等级.     

先进的搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊是利用一种特殊形式的搅拌头边旋转边前进，通过搅拌头与工件的摩擦产生热量，摩擦热使该部位金属处于热塑性状态，并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动，从而使待焊件压焊为一个整体。它可以焊接所有牌号的铝合金以及用熔焊方法难以焊接的材料，并突破了普通摩擦焊对轴类零件的限制。由于搅拌摩擦焊是固态焊接，所以没有熔化焊时的气孔、裂纹等缺陷。搅拌摩擦焊的接头性能普遍优于熔化焊的。     

2219铝合金FSW/VPPA交叉焊缝气孔缺陷

2219铝合金在搅拌摩擦焊（FSW）后,进行变极性等离子弧焊（VPPA）十字交叉焊接,其交叉接头存在气孔缺陷.针对6 mm 2219铝合金进行FSW/VPPA交叉焊接试验,探究了交叉焊缝的气孔类型,分别对比不同FSW热输入量、不同的VPPA焊接速度对交叉焊缝气孔缺陷程度的影响.结果表明,FSW热输入量越大,交叉焊缝气孔缺陷程度呈下降趋势,这与FSW过程产生瞬时空腔有关;而VPPA焊速越大,交叉焊缝气孔缺陷程度呈上升趋势.因此,为了抑制FSW/VPPA交叉焊缝气孔的产生,可以对FSW过程进行惰性气体保护、适当地提高FSW热输入量以及降低VPPA焊接速度.     

搅拌摩擦固相修复技术研究现状及发展方向

金属结构件在生产和使用过程中易出现裂纹、孔洞和沟槽等缺陷,搅拌摩擦焊具有热输入量小、焊接变形小和焊接效率高等优点,在金属材料修复领域具有巨大的发展潜力。首先总结了搅拌摩擦焊修复的修复性能和特点。由于搅拌摩擦焊修复仅能修复裂纹及体积较小的沟槽等缺陷,对于其他类型缺陷难以有效修复。针对搅拌摩擦焊修复的局限性,介绍了基于搅拌摩擦焊原理的搅拌摩擦点焊修复和搅拌摩擦增材修复。搅拌摩擦点焊修复分为回填式搅拌摩擦点焊修复、填充搅拌摩擦焊修复和摩擦塞焊修复,主要用于匙孔等孔洞类缺陷的修复。阐述了各类搅拌摩擦点焊修复的工作原理、修复接头性能和强化方式,并对比分析了各类工艺的不足之处。搅拌摩擦增材修复分为复合增材修复和增材搅拌摩擦沉积修复,主要用于大面积、大体积类表面缺陷的修复,论述了各类搅拌摩擦增材修复的作用机制、沉积层性能和工艺特点。最后对搅拌摩擦点焊修复和搅拌摩擦增材修复存在的问题及未来发展方向进行了展望。     

铍的焊接缺陷及其控制技术研究

加填充材料焊接铍是防止铍焊缝开裂的技术措施之一,但加填充材料对铍进行高能束焊接可使焊缝形成钎接焊.介绍了铍焊接时生成的缺陷,主要有焊接裂纹、气孔、夹杂、未焊透和热影响区的晶粒长大等,全面系统地总结了铍焊接形成的各类缺陷,减轻和消除焊接缺陷的各种试验技术.在焊接参数试验的过程中,避开对焊接裂纹敏感的脉冲焊和深熔焊接工艺参数,可使铍的焊接缺陷（特别是焊接裂纹）明显地减少.     

镁合金电阻点焊接头中的缺陷

研究了新型轻质镁合金在电阻点焊中的主要缺陷,分析了焊接缺陷的形貌特点、形成原因和危害,为提高镁合金点焊接头质量提供了依据.结果表明,在镁合金电阻点焊接头中的裂纹为结晶裂纹,与电流特性、结晶时的应力状态和成分偏析有关;缩松和缩孔的产生主要与焊接过程中金属热膨胀及焊接后期锻压力大小有关;电极粘附和焊接喷溅是镁合金点焊中最常见的缺陷,产生的主要原因是电极与工件以及工件与工件界面处局部过热造成的.     

紫铜与低碳钢的熔化极氩弧焊

通过紫铜与低碳钢的熔化极氩弧焊的生产实践，对铜钢焊接易产生裂纹、未熔合和气孔等缺陷进行了试验分析，并采用了合理的焊接工艺，提高了焊接接头的力学性能，保证了工件质量。