埋弧焊陶质衬垫单面焊双面成形技术研究

柔性粘贴式陶质衬垫是近年发展起来的一种新型衬垫，该衬垫的应用在我国尚不普遍，处于试验研究阶段。通过对柔性粘贴式陶质衬垫在埋弧焊单面焊双面成形工艺中应用的研究，探讨了该陶质衬垫的使用方法、应用范围，并对相应的工艺进行了分析。     

单面焊双面成形的柔性垫

单面焊双面成形的柔性垫具有工艺简单、造价低廉,可用于多种结构形式的焊件等优点。但在我国应用还不广泛,特别是用于酸性焊条的陶质柔性垫尚未见报导。本文简述了国外多种形式的柔性垫:陶质柔性垫的主要组成,制作要点及在不同焊接工艺中影响焊接质量的诸问题:通过试验证明自制的陶质柔性垫、只要采用适当的制造工艺及措施,陶质柔性垫可用于酸性焊条的焊接。     

全位置双焊炬自动焊焊结工艺及焊缝渗铜研究

本文介绍了采用带铜衬垫管道气动内对口器进行管道环缝打底焊接的单面焊双面成型焊接工艺技术。试验选择了X70钢材,分析了渗铜对焊缝材料性能的影响。采用能谱测试法对焊缝不同点进行了含铜量测定,内焊道表面附着少量的铜,未见熔铜和渗铜现象;通过拉伸、弯曲、屈服,硬度和冲击试验对焊缝进行了力学性能检测,接头性能满足焊接标准要求;选用金相组织图分析,没有发现采用铜衬垫产生铜脆和其他的组织缺陷;通过硫化氢应力腐蚀试验,结果证明没有氢鼓泡现象,裂纹长度率、厚度率均为零;对成形焊缝“毛刺”检测分析及PT检测等评价了渗铜对焊缝金属力学没有影响,并形成了管道环缝采用铜衬垫根焊焊接工艺技术。     

管道焊接用的十字滑顶式衬垫装置设计

为了提高中小口径管道焊接质量,研发了一种管道焊接用的十字滑顶式衬垫装置。衬垫装置组成包括导轮部件、收放部件、弧形衬垫、连接部件、定位部件。衬垫装置使用时放到管道里,利用十字滑架依次顶压撑开大弧衬垫和小弧衬垫来封堵住管道坡口处,然后进行焊接作业。该衬垫装置具有径向尺寸较小、封堵坡口效果好、结构简单、操作方便等优点。     

管道气动内对口器衬垫材料筛选试验研究

为提高大口径管道的焊接速度和质量,研制了长输管道现场焊接所需的带铜衬垫气动内对口器．对四类衬垫材料分别进行了抗烧损试验和使用寿命焊接试验,根据试验结果,并综合现场焊接工艺要求和施工成本等因素．确定了铬锆铜和紫铜表面喷涂镍铬陶瓷两种材料较适宜用作焊接衬垫材料。     

道间温度对316L奥氏体不锈钢管焊缝性能的影响

为了研究道间温度对316L奥氏体不锈钢焊缝性能的影响,采用手工钨极氩弧焊方法对不同道间温度的焊接接头进行焊接,并对不同道间温度下的接头力学性能和晶间腐蚀性能进行了研究和比较,发现对晶间腐蚀试验不做要求时,316L不锈钢焊接的道间温度不超过150 ℃便可确保焊接接头的力学性能满足质量要求;要求进行晶间腐蚀试验时,应严格控制道间温度不超过80 ℃,否则极易发生晶间腐蚀开裂。     

12CrMo9-10钢埋弧焊接工艺

为了提高12CrMo9-10钢的埋弧焊接质量,在12CrMo9-10钢焊接性分析的基础上,采用焊接工艺试验的方法研究了该材料的冷、热裂纹敏感性。试验显示,焊接最小预热温度≥160 ℃的情况下可以避免焊接冷裂纹;在对原材料微量元素化学成分特殊要求的情况下,不同热处理工艺下焊接接头均未发现再热裂纹的发生。研究表明,通过合理控制焊前预热温度（≥200 ℃）、焊接热输入（≤3.0 kJ/mm）及层间温度（≤250 ℃）,试板焊接并经热处理后可以获得满足相关标准及技术条件要求的各项性能,且焊接接头具有良好的抗回火脆化性能。     

焊后热处理对12Cr18Ni9与Q355D异种钢焊接接头硬度和耐蚀性的影响

针对奥氏体不锈钢12Cr18Ni9与低合金钢Q355D的焊接,采用E308L-16和E309L-16两种不同型号的焊条进行了焊接工艺试验,并对焊接接头进行了450 ℃、650 ℃和850 ℃不同温度的焊后热处理。利用金相显微镜、维氏硬度计和晶间腐蚀试验对焊接接头组织和性能进行了分析。结果显示,焊缝微观组织主要由奥氏体和少量的铁素体组成;焊缝和12Cr18Ni9母材硬度随着热处理温度升高而不断下降,Q355D母材硬度随热处理温度的升高呈现先降后升的趋势;650 ℃热处理的焊缝晶间腐蚀最为严重, 450 ℃和850 ℃热处理的焊缝晶间腐蚀相对较轻。研究表明,焊接材料及焊接工艺的选择较为合理,热处理温度对焊缝与母材的硬度和抗腐蚀性能有一定的影响,焊后热处理温度应该避免晶间腐蚀最严重的温度650 ℃。     

X80焊接热影响区组织与性能的模拟试验研究

针对X80管线钢焊接热影响区的软化与脆化问题,研究模拟焊接热影响区的组织性能分布规律,为X80管线钢化学成分及焊接工艺的优化提供技术参考;采用Gleeble3500热模拟试验机对三种不同化学成分的X80钢进行焊接热影响区模拟试验研究,分析焊接热循环峰值温度、冷却时间t8/5对显微组织、拉伸性能、维氏硬度、冲击韧性的影响规律。当峰值温度范围为800~1000℃,X80焊接热影响区的临界区和细晶区存在软化现象;随着冷却时间t8/5的增大,X80焊接热影响区的软化率和软化温度范围均呈增大趋势,X80焊接热影响区的临界区和粗晶区易出现脆化现象。合理设计X80管线钢的化学成分和原始显微组织,可有效减小焊接热影响区的软化与脆化趋势。     

基于ANSYS的小直径管道铜衬垫焊接研究

为保证小直径管道的焊接质量,采用添加铜衬垫的单面焊双面成形方法对小直径管道进行焊接。通过ANSYS软件对小直径管道的合理焊接电流数值进行研究,并对焊接后的小直径管道焊接接头进行表征测试与试验分析,根据仿真试验结果确定小直径管道最佳焊接电流数值。研究表明,最佳的小直径管道焊接电流为100 A,在此焊接电流参数下得到的焊缝正面呈鱼鳞状且背面成形饱满,其金相组织为细小且相互平行的柱状晶,焊缝处显微硬度为205.7HV10,抗拉强度为585 MPa,伸长率为13.7%,获得的焊缝性能较为理想。     

聚乙烯管道热熔对接焊工艺参数对焊接接头性能的影响

聚乙烯管道的焊接质量及焊接接头性能，一方面取决于管道本身的性能，另一方面，且更为重要的还取决于管道的焊接工艺参数。研究表明，加热板温度和焊接压力对焊接接头性能的作用特别显著，加热时间对焊接接头性能的作用显著；而压焊时间对焊接接头性能的作用不显著。加热板温度、焊接压力和加热时间对焊接接头的性能有较大的影响。焊接接头的性能是在各个工艺参数的控制下焊接的一个综合结果，只有选择适度的焊接工艺参数，焊接接头才能获得最大的拉伸强度和冲击韧性。     

焊接预热温度对X80级管线钢组织性能的影响

通过焊接热模拟试验和冲击韧性试验,研究了不同预热温度对X80级管线钢组织性能的影响.结果表明,当焊接热输入为10 kJ/cm时,随着预热温度的增加,X80钢粗晶热影响区韧性有所增加;当焊接热输入为20 kJ/cm时,预热温度对韧性没有明显的改善;当预热温度超过150 ℃,已开始出现对韧性构成损害的块状铁素体和珠光体组织.     

容器制造中环缝组对及焊接工艺

分析了在压力容器环缝组对及焊接中存在的错边、间隙不均匀以及焊接中熔池流动等问题。介绍了利用内圆和外圆基准法克服组对环缝对接错边、利用衬垫法克服间隙不均匀的方法,找到了利用埋弧焊焊接内环缝和外环缝的最佳施焊位置。这些措施能有效地提高焊接质量,确保容器制造的质量要求。     

焦炭塔出焦口大直径法兰焊接变形矫正

针对材质为14Cr1Mo的焦炭塔出焦口长颈对焊大直径法兰发生较大焊接变形的情况,设计了相应的矫正胎具。根据不同温度下材料性能的对比试验结果,在略高于焊后热处理温度的温度下对其焊接变形进行矫正,取得了满意的效果。     

JFE—HITEN610U2L钢制乙烯球罐的组焊

分析了JFEHITEN610U2L钢制乙烯球罐球壳板材料和焊接材料的化学成分及其焊接性,通过采取严格控制焊接线能量、预热温度、层间温度以及焊后及时消氢处理等工艺措施和焊前对焊工进行培训和模拟考核,确保了球壳板之间焊接接头的性能,保证了JEF-HITEN610U2L钢制乙烯球罐的产品质量。     

不同热处理温度对D36钢焊接接头力学性能和金相组织的影响

为了制定合理的热处理方案,以适应海洋工程D36钢焊接施工要求,保证焊接质量,在母材、焊材、坡口形式、焊接位置、焊接方法及工艺等基本参数一致的条件下,对不同热处理温度下D36钢焊接接头的焊缝和热影响区的化学成分、力学性能和金相组织进行了分析和对比试验。结果表明,热处理温度的不同会导致焊缝区和热影响区的显微组织发生较为复杂的变化,进而使焊接接头的力学性能下降,为了保证焊接质量应该选择合适的热处理温度。经测定,780 ℃和890 ℃热处理条件下焊接接头的金相组织和力学性能都在规定范围,但780 ℃热处理后焊接接头的力学性能更为优异。     

预热温度对X80管线钢焊接热影响区组织性能的影响

X80管线钢在焊接过程中,热影响区由于受到焊接过程热的作用,其组织和性能会发生较大的变化,尤其是粗晶热影响区的组织和性能变化最大。采用热模拟技术、工程测试手段和显微分析方法,研究了焊前预热温度对X80管线钢粗晶热影响区的夏比冲击韧性的影响规律,并分析了原因,确定了管道在小线能量下焊接的预热温度。认为在较小线能量下焊接,焊前预热对粗晶区的韧性有利,在现场焊接线能量为10kJ/cm时,推荐焊前预热温度为150℃;若在较大线能量下焊接,焊前预热对粗晶区的韧性没有益处,预热温度过高会给粗晶区韧性带来损害,应予以限制。     

深水SCR X65管线钢环缝无衬垫全自动GMAW焊接接头疲劳行为

对钢悬链线立管X65管线钢进行无衬垫全自动熔化极气体保护焊(Gas Metal Arc Welding,GMAW),然后对焊接接头开展疲劳试验。疲劳试验载荷值根据API RP 2A-WSD的规定进行设定,为了弥补小尺寸试件焊接残余应力的释放,对焊接后的管子测试残余应力,将残余应力作为平均应力进行考虑。在疲劳试验后,采用扫描电镜进行疲劳断口分析。试验结果表明,X65管线钢环缝无衬垫全自动GMAW焊接接头在高、中、低3个应力水平下的疲劳寿命最低值和平均值均高于API RP 2A-WSD标准的要求,疲劳断裂以盖面焊缝焊趾断裂为主。疲劳断口分析结果表明,部分试件盖面焊缝焊趾处存在微咬边缺陷,根部焊缝存在微小未熔合缺陷。     

X80大应变管线钢焊接热影响区疲劳性能的研究

为了研究X80大应变管线钢焊接热影响区疲劳性能,采用MTS和INSTRON万能力学试验机测得了全壁厚X80大应变钢管焊接接头的疲劳寿命及焊接热影响区的疲劳裂纹扩展速率,并采用Gleeble-3500热模拟试验研究了焊接热循环不同峰值温度对组织和性能的影响。结果表明,焊接接头的疲劳性能显著降低,在相同的疲劳寿命条件下,其疲劳裂纹应力降低约100 MPa以上;疲劳裂纹均在焊趾处萌生,并向内沿热影响区扩展;而疲劳裂纹在热影响区的扩展速率随其通过的不同区域而变化。经焊接热循环后,热影响区呈现弱化趋势,强度最低点出现在细晶区,然而细晶区良好的塑韧性有利于抑制疲劳裂纹扩展,改善疲劳性能。     

焊接工艺对铺管船甲板导轨热力学性能的影响分析

基于在铺管船甲板上安装导轨时控制焊接变形的必要性,根据3种工程上常用的控制焊接变形和残余应力的方法,提出了4种针对铺管船甲板导轨T型材的焊接工艺方案。采用有限元方法结合生死单元法模拟了焊接过程,并对最大等效应力、温度极差和最大变形进行了分析,对比不同焊接工艺方案对铺管船甲板导轨热力学性能的影响。结果表明:通过在焊接前进行预热及焊接后进行保温(方案Ⅲ和方案Ⅳ)可以使得温度极差明显下降,但是焊接所需的总时间会明显增加;同时,降低温度极差也会使得焊缝最后的最大变形量和最大等效应力均有效降低,因此结合了非常规焊接顺序和预热、保温措施的方案Ⅳ有较小的最大等效应力和最大变形量,而且在最后的疲劳寿命计算中也取得了相对于常规方案约60%的应力循环次数的增加,推荐方案Ⅳ作为实际焊接过程中的最优方案。