X100级管线钢CO_2气体保护焊接试验研究

通过拉伸、冲击、硬度、焊后热处理等试验方法,研究了不同焊接热输入量对CO_2气体保护焊接条件下X100级管线钢焊接接头力学性能和显微组织的影响。结果表明:随着焊接热输入量增加,显微组织逐渐粗化;当焊接热输入量为1.91 kJ/mm时,焊缝中粒状贝氏体数量增多,针状铁素体数量减少,晶粒和M-A组元尺寸明显粗化,焊接接头的强韧性、硬度均下降;当焊接热输入量为1.17 kJ/mm时,其焊接接头能获得最佳的力学性能和显微组织。经过焊后热处理,距离焊缝2~4 mm处HAZ的HV10硬度为230~240,下降明显,焊缝硬度波动变小,距离焊缝4~6 mm处的HAZ和母材硬度变化不大。     

X80级别管线钢热影响区组织与性能研究

对X80级别管线钢进行不同热输入量焊接试验,利用冲击试验、硬度试验检测低温韧性和硬度的变化规律,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对X80级别管线钢焊接接头的组织进行研究。结果表明:X80级别管线钢焊接热影响区组织由粒状贝氏体、多边形铁素体和块状M-A岛组成;当焊接热输入量45 kJ/cm时,-30℃热影响区粗晶区的冲击功达到100 J以上,焊接热影响区没有出现软化现象,焊接性能优良。     

X65管线钢带状组织对焊接性能的影响

研究了X65管线钢不同级别带状组织对焊接接头的显微组织和力学性能的影响.试验结果表明,焊接接头焊缝处有典型的焊缝组织贝氏体,热影响区含有少量的魏氏体、珠光体、晶内成核铁素体和多边形铁素体组织,焊接接头的拉伸断裂部位在焊缝处;带状组织越严重,焊接后的钢板强度和韧性均变差,因此在X65管线钢生产中要严格控制带状组织的形成.     

DP590钢薄板单道次焊接区的组织和性能

在不同焊接参数下分别通过Φ3 mm E4303碳钢焊条（/%:≤0.12C、≤0.25Si、0.30～0.60Mn）和Φ1mm H10MnSi焊丝（/%:0.14C、0.65～0.95Si、0.80～1.10Mn）对3.8 mm DP590钢薄板（/%:0.07C、0.45Si、1.61 Mn）进行手工电弧焊接和CO₂气体保护焊接,并利用ZEISS光学显微镜、LEICA显微硬度计分别对焊接接头的组织和显微硬度进行了观察和分析。结果表明,在焊缝区手工电弧焊焊缝组织为沿柱状晶分布的先共析铁素体和珠光体,CO₂气体保护焊为针状铁素体和少量贝氏体,在粗晶区手工电弧焊为贝氏体和先共析铁素体,CO₂气体保护焊为板条马氏体和贝氏体,且其粗晶区晶粒尺寸大于手工电弧焊;采用CO₂气体保护焊,选择较大的热输入,焊缝和粗晶区的魏氏组织消失;显微硬度最大值均出现在粗晶区,手工电弧焊的热影响区宽度小于CO₂气体保护焊。     

桥梁钢Q420qD焊接热影响区组织性能研究

桥梁钢Q420q要求同时具有优异的强韧性和良好的可焊性,焊接热影响区(HAZ)的显微组织和性能直接影响构件焊接接头质量。20 mm厚度控轧控冷型Q420qD钢板在不进行焊前预热和焊后热处理条件下进行焊接试验,并针对其焊接热影响区的组织和性能展开分析研究。结果表明:当焊接线能量为15 kJ/cm时,焊接接头的力学性能达到国家标准;焊接接头各区域断口均由韧窝组成,呈现韧性断裂形貌;-20℃冲击功≥279 J,超过国家标准要求值;焊接接头区域未出现明显的软化、硬化现象;焊缝显微组织以针状铁素体为主,能有效阻碍裂纹扩展;熔合线显微组织包含粒状贝氏体、侧板条铁素体、针状铁素体和多边形铁素体;粗晶区的显微组织为粒状贝氏体、板条贝氏体、针状铁素体及少量多边形铁素体的混合组织;细晶区的显微组织为大量多边形铁素体、珠光体及少量渗碳体。     

X80管线钢闪光对焊热模拟试验

X80管线钢是目前应用最广泛的油气运输材料，因需满足长时间、长距离的服役条件，要求其具有更高的焊接性能，而闪光对焊技术由于焊接质量好、效率高，可满足X80管线钢的焊接需要。利用Gleeble-3800热模拟试验机对X80管线钢进行了闪光对焊模拟试验，采用金相显微镜观察焊缝、热影响区及母材处金相组织，采用显微维氏硬度计测定了各区硬度，确定了最优焊接参数。结果表明：在Gleeble热模拟试验机进行闪光对焊模拟试验，模拟焊接效果良好；不同工艺参数下焊接接头焊缝处金相组织为贝氏体，热影响区组织为贝氏体和铁素体，母材为铁素体和珠光体组织；不同焊接参数下，试样热影响区硬度最高，焊缝区次之，母材硬度最低；为获得优异的焊接接头，最优焊接参数为闪光速度1 mm/s、闪光流量6 mm。     

焊接参数对超细晶粒钢SS400焊接接头组织和硬度的影响

分别采用J442(/%:≤0.12C、0.3~0.6Mn)、J506(/%:≤0.12C、≤1.6Mn)和J507(/%:≤0.12C、≤1.25Mn)焊条对7 mm SS400钢板(/%:0.18C、0.04Si、0.43Mn、0.022Al、0.002Ca)在热输入6~14 kJ/cm下进行手工电弧焊实验,并通过光学显微镜和显微硬度计观察和测试焊接接头的组织和硬度。结果表明,随焊条合金元素含量的增加,焊缝组织中针状铁素体量增加,当热输入≤10 kJ/cm时,焊接热影响区粗晶尺寸变化不大,当热输入大于10 kJ/cm时,粗晶尺寸明显增大;不同焊接工艺焊接接头的显微硬度均高于母材的显微硬度,没有接头软化现象。     

热输入对海工钢板EQ47焊接热影响区组织与冲击性能的影响

 利用Gleeble热模拟研究了热输入对海工钢板EQ47热影响区组织和冲击性能的影响,并用多道次气保焊接试验加以验证。粗晶区（CGHAZ）热模拟结果表明：t8/5≤6s(17kJ/cm),该区组织为板条马氏体（LM）,其-40℃冲击功大于200J;t8/5增加到13s(25kJ/cm),CGHAZ组织中出现了上贝氏体（UB）,其冲击功下降到100J;当t8/5达到20s(30kJ/cm)时,UB开始粗大并导致其冲击韧性小于30J。临界粗晶热影响区（ICCGHAZ）模拟结果表明：晶界M-A组元的出现恶化了该区冲击韧性,其冲击功将由t8/5=6s时的100J下降到13和20s时的37和21J。多道次气保焊接接头组织特征与热模拟结果吻合,接头HAZ冲击功（熔合线）由热输入17kJ/cm的134~215J下降到25kJ/cm时的39~95J。结果表明,为确保焊接接头HAZ的冲击韧性,焊接热输入应小于等于17kJ/cm。     

低成本高焊接性能船板钢EH36的开发

工业化试制了3种厚度规格(20,26和36mm)的新型低成本高焊接性能船板钢EH36。试制钢板的显微组织由多边形铁素体和针状铁素体构成,其力学性能满足EH36级别船板要求并具有优异的低温韧性。采用焊接热模拟评价了钢板的焊接性能,当热输入由30kJ/cm升高至160kJ/cm时,粗晶区原奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,其组织也逐渐由粒状贝氏体向晶界铁素体+晶内针状铁素体+晶内多边形铁素体转变,维氏硬度逐渐下降,低温韧性优异。得益于TiN粒子对奥氏体晶粒长大的抑制作用,微量B元素对先共析铁素体转变的抑制作用以及BN粒子对晶内铁素体形核的促进作用,焊接粗晶区获得了有利于韧性的细化组织,保证了粗晶区具有优异的低温韧性。双丝埋弧焊试验也验证了钢板具有优异的焊接性能。     

焊接热输入对厚壁20MnNiMo钢焊缝性能的影响

为了研究国产特厚20MnNiMo钢焊接中的最佳焊接热输入以及在焊接过程和相应的热处理过程中20MnNiMo钢力学性能及组织性能的变化状况,实验选取了焊接热输入线能量分别为2.46、2.78和3.09 kJ/mm进行实验。实验表明:20MnNiMo钢焊接接头断裂位置都是在焊接热影响区,并且随着焊接热输入的增大,试样的平均抗拉强度先减小再增大;随着与20MnNiMo钢焊缝的逐渐远离,金相组织的变化为由回火贝氏体、针状铁素体和先共析铁素体逐渐过渡到回火贝氏体,再到铁素体和回火贝氏体组织以及母材的回火索氏体组织。     

Effect of heat input on microstructure and mechanical properties of dissimilar joints of AISI 316L steel and API X70 high-strength low-alloy steel

The microstructure and mechanical properties of dissimilar joints of AISI 316L austenitic stainless steel and API X70 high-strength low-alloy steel were investigated.For this purpose,gas tungsten arc welding(GTAW)was used in three different heat inputs,including 0.73,0.84,and 0.97 kJ/mm.The microstructural investigations of different zones including base metals,weld metal,heat-affected zones and interfaces were performed by optical microscopy and scanning electron microscopy.The mechanical properties were measured by microhardness,tensile and impact tests.It was found that with increasing heat input,the dendrite size and inter-dendritic spacing in the weld metal increased.Also,the amount of delta ferrite in the weld metal was reduced.Therefore,tensile strength and hardness were reduced and impact test energy was increased.The investigation of the interface between AISI 316L base metal and ER316L filler metal showed that increasing the heat input increases the size of austenite grains in the fusion boundary.A transition region was formed at the interface between API X70 steel and filler metals.     

Analysis Microstructure of Weld Metal for HQ130+QJ63 High Strength Steel

Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ ,ｔｈｅｄｅｍａｎｄｏｆｈｉｇｈｅｒｗｅｌｄｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｉｓｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｓｔｅｅｌ.Ｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｔｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆｗｅｌｄｍｅｔａｌｓａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｕｓｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｗｅｌｄｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ,ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｆｏｒｌｏｗａｌｌｏｙｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｓｔｅｅｌｗｈｏｓｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈσｂ ≥ 10 0 0ＭＰａ ,ａｎｄ…     

超快冷X80钢埋弧焊工艺及性能的研究

为了高效开展管线钢埋弧焊试验,建立了焊缝面积、坡口尺寸及焊缝尺寸之间的关系,从而可预测埋弧焊一次成形的线能量。采用JH-WGX2焊丝及CHF101焊剂进行双丝埋弧焊,两焊面的线能量分别为25 kJ/cm及30 kJ/cm。焊接接头强度、韧性、弯曲性能及硬度均能满足技术要求;尤其是热影响区不同部位的韧性较高,-20℃KV_2达到177 J以上。     

海洋平台用EH36厚钢板焊接接头的组织性能分析

按照EN 10225-2009附录E标准要求,采用50 kJ/cm大热输入埋弧焊工艺焊接厚为100 mm海洋平台用EH36钢板,测试分析了焊态及焊后热处理态焊接接头的组织与性能。结果表明,无论焊态还是焊后热处理态,EH36厚钢板焊接接头的硬度HV10≤280,抗拉强度≥510 MPa,-40℃冲击功均值≥50 J,表面组织以粗大的板条状贝氏体＋少量粒状贝氏体为主,心部组织以细小的铁素体＋珠光体为主,表明济钢开发的EH36厚钢板满足海洋平台的焊接生产要求。焊接接头表面与心部熔合线形状及传热状态的差异,是导致表面HAZ晶粒比心部粗大、因而表面韧性低于心部的主要原因。     

屈服强度460MPa级耐候钢及其焊接性能

通过连续冷却相转变行为的研究,利用试验轧机成功试制了24mm厚,屈服强度460MPa级耐候钢板,并分析了钢板微观组织、力学性能、腐蚀性能以及焊接性能。连续相转变行为和钢板试制结果表明:精轧温度不大于850℃,厚度压下率不小于0.6,冷速为4~15℃/s和终冷温度不大于465℃可得到以针状铁素体(3~10μm)和多边形铁素体(5~15μm)为主的钢板,其屈服强度不小于480MPa,抗拉强度不小于635MPa,伸长率不小于23%,-40℃冲击功不小于209J。对试制钢板进行了热输入量为72kJ/cm的双丝埋弧焊接试验,无焊前预热和焊后热处理,得到了无缺陷焊接接头,焊接热影响区-40℃冲击功不小于100J;粗晶区的高韧性与其晶内铁素体为主以及少量晶界铁素体和上贝氏体的微观组织有关。72h周浸试验结果表明:试制钢种的耐大气腐蚀能力比普碳钢Q345B提高了46%。     

Effect of Heat Input on Fume Generation and Joint Properties of Gas Metal Arc Welded Austenitic Stainless Steel

 The effect of heat input on fume and their compositions during gas metal arc welding (GMAW) of AISI 316 stainless steel plates are investigated. Fume generation rate (FGR) and fume percentage were determined by ANSI/AWS F12 methods. Particle characterization was performed with SEM-XEDS and XRF analysis to reveal the particle morphology and chemical composition of the fume particles. The SEM analysis reveals the morphology of particles having three distinct shapes namely spherical, irregular, and agglomerated. Spherical particles were the most abundant type of individual particle. All the fume particle size falls in the range of less than 100 nm. Mechanical properties (strength, hardness and toughness) and microstructural analysis of the weld deposits were evaluated. It is found that heat input of 115 kJ/mm is beneficial to weld stainless steel by GMAW process due to lower level of welding fume emissions and superior mechanical properties of the joints.     

大线能量焊接用EH420海工钢生产工艺及焊接性能

河钢集团有限公司开发了利用钢液中形成TiO_x?MgO?CaO细小粒子改善焊接粗晶热影响区韧性的ITFFP技术（Improve the toughness of HAZ by forming TiO_x?MgO?CaO fine particles in steel）,成功试制生产出大线能量焊接用30 mm厚度规格（H30）和60 mm厚度规格（H60）EH420海洋工程用钢。母材力学性能试验结果表明,H30和H60试制钢屈服强度分别达到461 MPa和534 MPa,抗拉强度分别达到570 MPa和628 MPa,延伸率分别为26%和24.5%,满足EH420海洋工程用钢国家标准要求。采用Gleeble-3800型热模拟试验机对试制钢进行了200 kJ·cm?1条件下热模拟试验,并对焊接热影响区中的显微组织和?40 ℃冲击韧性进行了分析和测试。结果表明,试制钢中形成的CaO(?MgO)?Al₂O₃?TiO_x?MnS夹杂物可以有效地诱导针状铁素体析出,显著提高钢材的冲击韧性。另外,利用气电立焊设备对H30和H60试制钢分别进行了焊接线能量为247 kJ·cm?1和224 kJ·cm?1的实焊试验,结果显示,H30试制钢焊接接头表面和根部焊缝处?40 ℃冲击吸收功值≥74 J,焊接热影响区≥115 J,H60试制钢焊接接头表面和根部焊缝处?40 ℃冲击吸收功值≥91 J,焊接热影响区≥75 J,焊接接头的冲击性能远高于国家标准值42 J。      

Evaluation of automatic girth weldability of pipeline in special conditions

To meet the requirements of pipeline consumers abroad, in this study, an automatic gas metal arc welding type of girth welding was performed with a heat input of no more than 0.25 kJ/mm and high-strength solid-wire matching for an X70 M large-diameter UOE pipeline.An integral evaluation of the X70 M pipeline girth weldability was performed with respect to the girth-weld cold-cracking sensitivity during the welding process and the strengthening, hardening, and embrittlement of the girth weld joint after girth welding in especially rigorous welding conditions with accelerated failure characteristics.The performance of the above girth weld joint with joints welded using the main construction-field girth welding procedure was compared to ensure the good girth weldability of the X70 M pipeline.The results of this study have important supervisory significance for field-construction girth welding.Finally, the girth weldability of the X70 M pipeline was found to satisfy the field construction requirements even when the welding conditions are especially rigorous.     

Q690q耐候桥梁钢免预热焊接热影响区的组织性能

针对Q690q耐候桥梁钢,利用MMS-300热模拟试验机进行焊接热循环过程模拟试验,研究了10.5～114.9 kJ/cm热输入下粗晶热影响区(CGHAZ)、细晶热影响区(FGHAZ)和不完全相变热影响区(ICHAZ)的微观组织以及冲击韧性、硬度的变化情况,并观察了冲击断口形貌,然后采用优选的焊接热输入,进行了免预热的药芯焊丝熔化极气体保护焊(FCAW)和埋弧焊(SAW)的焊接工艺评定试验。结果表明,热输入较低时,CGHAZ和FGHAZ主要生成板条马氏体组织、ICHAZ出现岛状的M/A组元,其冲击韧性低、硬度高;热输入较高时,CGHAZ主要生成大尺寸的粒状贝氏体、准上贝氏体或上贝氏体组织,同时大尺寸的块状M/A组元数量不断增加、尺寸变大,其冲击韧性显著降低。FGHAZ生成较多多边形或准多边形铁素体、珠光体等高温转变组织,其硬度降低明显。ICHAZ除生成准多边形铁素体、无碳化物贝氏体和退化珠光体外,回火索氏体基体组织中的碳化物颗粒尺寸不断变大,其强韧性不断降低;热输入为18.2～25.7 kJ/cm时,CGHAZ以板条束细小且异向的板条贝氏体为主、FGHAZ形成细小均匀的板条贝氏体和粒状...     

焊接热输入对X90管线钢CGHAZ组织和冲击性能的影响

采用焊接热模拟技术、显微组织分析和冲击试验的方法,研究焊接线能量对X90管线钢粗晶热影响区组织和力学性能的影响规律。结果表明,不同线能量下试验钢的组织均为板条贝氏体(LBF)和粒状贝氏体(GBF),线能量为25 kJ/cm时,试验钢的组织主要为LBF,冲击功较高;随着焊接线能量的增加,GBF增加,晶粒粗化,韧性显著下降。