细晶Q420低合金高强钢焊接接头组织性能研究

采用CO2气体保护焊对细晶Q420低合金高强钢进行焊接,用光学显微镜、扫描电镜分析了焊接接头显微组织及断口形貌,试验测试了焊接接头拉伸、弯曲及冲击性能.结果表明,细晶Q420钢母材由晶粒细小的铁素体和珠光体构成,选用ER55-G焊丝所得焊接接头焊缝金属具有比母材更高的抗拉强度,焊缝及热影响区均具有良好的冲击性能,断口为典型韧窝状延性断裂形态.在所选焊接工艺参数下,其热影响区表现出比焊缝金属更好的冲击性能.     

超细晶Q460钢CO2气体保护焊焊接接头组织与性能

采用CO2气体保护焊选择ER55-G焊丝焊接了超细晶Q460钢,研究了焊接接头显微组织、断口形貌以及力学性能。结果表明,焊缝主要由铁素体和少量珠光体构成,焊缝中大量针状铁素体的生成有利于提高焊缝金属的强度和韧性。焊接接头热影响区粗晶区为贝氏体组织,相变重结晶区和不完全重结晶区未出现软化现象。焊缝金属同热影响区冲击断口均为韧窝状韧性断裂,由于超细晶Q460钢材质的高度纯净化以及焊接过程中较小线能量的选择,焊接接头热影响区表现出优异的冲击韧性。     

25CrMo与Q345D焊接裂纹敏感性研究

针对风力发电机轴与辐板焊接,提出采用25CrMo作为电机轴,Q345D作为辐板,研究两种材料的焊接性问题.计算25CrMo和Q345D的Ceq分别为0.65％和0.45％,说明25CrMo的焊接性较差,制订了焊前预热温度为250℃,层间温度不低于预热温度,550℃×3h焊后热处理缓冷的焊接工艺.采用MAG焊方法,选用ER49-1、ER55-G、ER50-6三种焊丝,在相同焊接工艺下进行焊接,通过斜Y型坡口焊接裂纹试验方法评定焊接裂纹率.试验结果表明,三种焊丝焊接焊缝表面均未有裂纹产生,断面裂纹产生在25CrMo与焊缝界面及两种母材的热影响区粗晶区,尤其是25CrMo粗晶区在焊后热处理时,造成裂纹进一步扩展,产生再热裂纹.焊接轴材料25CrMo和辐板Q345D选用ER55-G最优,其次也可选用ER50-6和ER49-1.     

不同焊接工艺对Q420钢疲劳性能的研究

文中主要研究海洋平台用钢Q420在焊条电弧焊(SMAW)、焊条电弧焊打底+药芯焊丝电弧焊(FCAW)填充盖面、焊条电弧焊打底+埋弧焊(SAW)填充盖面下的3种焊接工艺的接头疲劳性能。对Q420钢焊接接头的疲劳性能开展了试验和研究,并探讨不同焊接工艺对其疲劳寿命与性能和疲劳裂纹萌生与扩展的影响。通过S-N曲线和微观组织分析,结果表明,采用SMAW打底+SAW填充盖面生产出的1102型焊接接头的疲劳性能要远远优于其他2种接头。     

Q690高强钢脉冲MAG焊接头的组织与性能

选择ER69-G焊丝,采用脉冲MAG焊制备了Q690焊接接头。利用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、万能材料试验机、冲击试验机测试分析了焊接接头的显微组织与力学性能。结果表明,焊缝金属为针状铁素体,热影响区粗晶区为粒状贝氏体,相变重结晶区及不完全重结晶区中原贝氏体组织转变为多边形铁素体。采用脉冲MAG焊制备的焊接接头具有良好的强度和塑韧性。焊接接头的热影响区受热循环作用发生软化现象,是整个接头中强度及韧性的薄弱环节。     

Q690D低合金高强结构钢焊接工艺研究

文中所述Q690D钢板主要应用于煤矿机械中,其结构件所用钢板以中厚板为主,焊接接头普遍采用多层多道焊,角焊缝焊脚较大,焊接接头的拘束应力也较大。如果焊接工艺不合理,焊接接头可能产生焊接冷裂纹。试验用Q690D钢板的w(C)_(eq)=0.52%,该钢淬硬倾向比较大。采用"小铁研"试验及热影响区最高硬度测试对Q690D钢板的焊接冷裂敏感性进行了研究,并通过不同强度匹配的焊接接头拉伸、冲击及弯曲性能试验分析焊接工艺的适用性。结果表明:Q690D钢对氢致开裂有一定的敏感性,焊接时需进行相应的预热,预热温度高于100℃时可防止产生冷裂纹。在所研究的范围内,用ER70-G及ER76-G焊丝施焊,均可以得到综合性能优良的焊接接头。     

海洋平台用Q420钢焊接接头裂纹扩展行为研究

文中对用于海洋平台Q420低合金高强钢及其焊接接头疲劳性能进行了研究。通过对接头疲劳裂纹扩展速率及门槛值的测定,结果表明,焊条电弧焊打底+药芯焊丝填充、盖面(SMAW+FCAW)焊接接头抗疲劳性能优于焊条电弧焊(SMAW)和焊条电弧焊打底+埋弧焊填充盖面(SMAW+SAW)的,且在不同焊接工艺参数下,热影响区抗疲劳性能均弱于焊缝区的。     

Q690中厚板的免预热自动焊工艺

文中对液压支架用Q690中厚板免预热焊接工艺进行了研究。最高硬度试验表明：在焊接电流320～340 A,电弧电压30～31 V,焊接速度45 cm/min,环境温度-5℃的情况下进行不预热焊接,热影响区最高硬度仅为HV345,焊接冷裂倾向小;斜Y坡口焊接裂纹试验表明：先采用ER50-6焊丝进行手工焊打底,再采用ER76-G焊丝进行机器人焊接打底,在较苛刻的拘束条件和低温环境下能够防止冷裂纹的产生;对接接头力学性能试验表明：Q690钢板多层多道焊第1道打底采用ER50-6焊丝进行手工焊,焊接电流340～360 A,电弧电压29 V,焊接速度40 cm/min;后续焊道采用ER76-G焊丝进行机器人焊接,焊接电流400～440 A,电弧电压29～32 V,焊接速度45～50 cm/min,焊后对接接头力学性能可满足要求,打底焊道焊丝采用低强匹配对整体对接接头的强度影响有限。     

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。     

X80大变形钢管环焊缝试验研究

采用E9018-G焊条手工电弧根焊,用低组配药芯焊丝自保护焊和高组配焊条手工电弧焊填充盖面工艺焊接了X80钢级大变形钢管环焊缝,对环焊缝接头进行力学性能测试和金相观察分析。结果表明,两种焊接工艺评定结果符合API Std．1104标准要求。采用低组配药芯自保护焊焊接的焊缝冲击功和裂纹尖端张开位移值比采用高组配焊条手工电弧焊焊接的高。前者的焊缝组织为PF(多边化铁素体)+P(珠光体),后者的焊缝组织为 PF+IAF(针状铁索体)+P。二者熔合区的组织均为粒状贝氏体,粗晶区和细晶区没有淬硬马氏体组织出现,保证了热影响区具有很好的断裂韧性。     

Q550高强钢焊接接头强韧性匹配

在不预热条件下采用不同合金成分焊丝焊接Q550高强钢,试验研究焊丝中合金对焊缝组织、接头抗拉强度及冲击韧性的影响.结果表明,使用MK.G60-1焊丝可获得以针状铁素体为主的焊缝组织.焊缝中沿晶界分布的先共析铁素体在承受拉应力时易萌生裂纹,提高焊缝中针状铁素体含量可以提高接头抗拉强度和韧性.采用MK.G60-1焊丝接头抗拉强度接近母材的抗拉强度,断裂发生在熔合区.接头热影响区的冲击吸收功最高,而熔合区的抗拉强度和韧性最低.焊缝冲击断口纤维区均以穿晶断裂为主,断口韧窝产生的机理是微孔聚集型,针状铁素体区对应的韧窝较大,先共析铁素体对应的韧窝较小.     

K-TIG焊接动态过程及组织和性能分析

为研究较高热导率材料的K-TIG焊接方法的焊接特性，采用K-TIG焊接技术对10 mm厚Q235钢进行了焊接.K-TIG焊接过程稳定，得到了焊缝成形良好，无裂纹、气孔等缺陷的焊接接头，通过高速摄影试验观察“匙孔”在焊接过程中的动态行为，并对焊接接头微观组织和硬度、拉伸、冲击、弯曲等力学性能进行了测试. 结果表明，改善散热条件和合理的装配间隙能增加K-TIG焊接“匙孔”的稳定性；焊缝区和热影响区的维氏硬度值均高于母材；焊接接头的抗拉强度、冲击韧性优于母材；焊缝区主要由细小的针状铁素体和少量的块状铁素体组成；K-TIG焊接方法在较高热导率材料领域的使用可行性得到证实，对低碳钢K-TIG焊接工艺的进一步研究具有一定参考意义.     

管线钢大电流双面高速埋弧焊接用焊丝研制

介绍了石油、天然气输送管线用埋弧焊丝的特征及高韧性焊丝成分设计原则,分别采用92kg高频感应炉实验室冶炼。500kg中频感应炉半工业性冶炼和300t顶吹氧气转炉工业化大生产冶炼、进行焊丝研制。对所研制的焊丝配合烧结焊剂SJ101,进行了无坡口双面埋弧焊试验,测试了焊缝成分、冲击韧度、金相组织、硬度和接头抗拉强度,用扫描电镜分析了冲击断口形貌及夹杂物组成,透射电镜分析了焊缝金属的微观结构,俄歇试验分析了B、Ti、N在焊缝中的分布。结果表明,B在原奥氏体晶界偏聚,可抑制先共析铁素体在晶界析出,弥散分布的细小夹杂物有助于针状铁素体的生成,配合降低S、P、气体元素和杂质含量,可使焊缝金属具有高的韧性,焊缝硬度在HV185～HV214之间,与母材平均硬度HV190为同一水平。焊缝金属横向抗拉强度高于母材。     

700MPa级低合金高强钢低匹配焊接接头组织和性能研究

按照低匹配设计原则,采用熔化极气体保护焊对屈服强度为700 MPa级的低合金高强钢进行了焊接。采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能试验研究了焊接接头的组织和性能。结果表明,焊缝区组织主要为针状铁素体和少量先共析铁素体,粗晶热影响区组织为上贝氏体;焊缝区显微硬度明显低于母材,焊缝区-40℃时的冲击韧度(AKV)为58 J,抗拉强度达到了母材抗拉强度的92.4%,焊接接头的综合力学性能良好。     

合金元素对铜/钢接头连接机理及性能的影响

采用HS201实心焊丝、Cu-Si药芯焊丝、Cu-Ni药芯焊丝3种不同的焊接材料对T2铜和304不锈钢异种金属进行了熔化极气体保护焊接试验. 主要研究了合金元素(Si,Ni)对T2铜/304不锈钢连接机理及焊接接头微观组织、力学性能的影响. 结果表明,采用3组焊丝得到的焊缝成形良好,且焊接接头的横截面均未出现明显的宏观缺陷;HS201焊接接头和Cu-Si焊接接头的钢母材与焊缝交界处均发现了明显的过渡区域,其组织可分为富铁相和富铜相;Cu-Ni焊接接头中不存在明显的过渡区域,且焊缝中出现了较多的富铁相,多以树枝晶的形态存在;Si,Ni元素可以显著提高焊缝的冲击韧性,其中Cu-Ni焊缝的室温冲击吸收能量最高(A_KV=54 J),可达铜母材的83%以上;Cu-Ni焊接接头的焊缝区中,硬度值较高的区域占比最大,Cu-Si焊接接头次之.     

960 MPa高强钢金属粉芯型药芯焊丝焊缝金属韧化机理

针对960 MPa高强钢研制了以Mn,Ni,Mo和Cr元素为主要合金体系,以Ti,B,Nb和Al元素为微合金元素的金属粉芯型药芯焊丝. 采用熔化极气体保护焊进行施焊,通过拉伸试验和低温冲击试验等方法对接头力学性能进行了测试,结合金相组织观察、断口扫描、能谱分析和透射电镜观察等对合金元素的作用机理进行了分析. 结果表明,接头抗拉强度平均值为952.24 MPa,-20 ℃焊缝低温冲击吸收功平均值为70 J,研制的焊丝在保证接头强度的同时有效改善了焊缝金属的低温冲击吸收功. 在药芯成分中,主要合金元素起固溶强化和弥散强化作用,微合金元素通过细化晶粒、抑制块状铁素体析出和增加针状铁素体形核率等方式改善低温冲击性能.     

低温管线K65热煨弯管用埋弧焊丝研制

设计了NiMoTiB体系实芯焊丝用于低温管线K65热煨弯管的埋弧焊接,并采用φ4.0 mm焊丝、双面四丝埋弧焊开展了壁厚30.8 mm直缝管试制,然后利用热煨弯制工艺制成弯管,并分别测试了直缝管和弯管的焊缝金属微观组织及力学性能.结果表明,焊态直缝管焊缝组织以针状铁素体为主,以及少量贝氏体及马氏体-奥氏体岛（M-A）;焊缝金属抗拉强度670 MPa,-40℃冲击吸收功为162 J.经过淬火+回火处理的热煨弯管焊缝主要由块状铁素体和尺寸1~5 μm的退化珠光体组成;焊缝金属抗拉强度665 MPa,-40℃冲击吸收功84 J,能够满足低温管线钢K65的标准要求.     

The Microstructure and Pitting Resistance of Weld Joints of 2205 Duplex Stainless Steel

2205 duplex stainless steel (DSS) was welded by submerged arc welding. The effects of both heat input and groove type on the ferrite/austenite ratio and elemental diffusion of weld joints were investigated. The relationships among welding joint preparation, ferrite/austenite ratio, elemental diffusion, and pitting corrosion resistance of weld joints were analyzed. When the Ni content of the weld wire deposit was at minimum 2–4% higher than that of 2205 DSS base metal, the desired ratio of ferrite/austenite and elemental partitioning between the austenite and ferrite phases were obtained. While the pitting sensitivity of weld metal was higher than that of base metal, the self-healing capability of the passive film of weld metal was better than that of the base metal when a single V-type groove was used. Furthermore, the heat input should be carefully controlled since pitting corrosion occurred readily in the coarse-grained heat-affected zone near the fusion line of welded joints.     

焊接方法对双相不锈钢焊接接头耐蚀性的影响

采用气体保护钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）和埋弧焊（SAW）对2205双相不锈钢进行焊接,采用光学显微镜对接头组织进行观察,采用数点法计算铁素体相的含量,测定接头的耐点蚀和耐CO2应力腐蚀性能,研究焊接方法对接头耐蚀性的影响。结果表明,焊接方法影响焊缝组织形态及铁素体含量。GTAW焊缝由不规则的条状组织和两相交织分布的块状组织组成,而SMAW和SAW焊缝为方位不一的条状组织和少量的块状组织。GTAW和SMAW焊缝的铁素体含量为35％～55％,而SAW的不足20％。接头的耐蚀性与铁素体相比例密切相关,GTAW、SMAW和SAW的耐蚀性依次降低。从铁素体相比例和耐蚀性角度考虑,GTAW和SMAW能够获得满意的焊接接头。