热输入对Q1100钢焊接接头低温韧性及耐蚀性能的影响

采用10 kJ/cm和15 kJ/cm两种焊接热输入对Q1100超高强钢进行熔化极气体保护焊,研究焊接接头的组织性能及局部腐蚀行为。结果表明：两种热输入焊接接头的焊缝组织主要为针状铁素体和少量的粒状贝氏体,粗晶区组织均为板条贝氏体,细晶区组织均为板条贝氏体和粒状贝氏体,临界相变区组织为多边形铁素体、马奥岛和碳化物的混合组织。两种热输入焊接接头中电荷转移电阻均为母材>热影响区>焊缝区,母材耐蚀性最好,热影响区次之,焊缝区耐蚀性最差。在腐蚀过程中,焊缝区作为阳极最先被腐蚀,当腐蚀一定时间后,腐蚀位置发生改变,阳极腐蚀区域转移到母材区,而焊缝区作为阴极得到保护。热输入为10 kJ/cm时,焊接接头具有更好的低温韧性和耐蚀性,其焊缝和热影响区-40℃冲击功分别为46.5 J和30.2 J。     

0.3mm厚316奥氏体不锈钢的高频感应焊接技术

采用一种高速的高频感应焊接技术焊接壁厚为0.3 mm的316奥氏体不锈钢钢管,研究了不同高频感应焊接参数下焊管的接头宏观形貌、焊缝组织和力学性能.结果表明:在高频感应焊接条件下,为了保证薄壁316奥氏体不锈钢具有良好的焊缝成形性,焊缝内外两侧形成的毛刺必须连续一致,并且热输入量与挤压量要匹配,当热输入增大时,挤压量应减少,当挤压量增加时,热输入应降低.焊接热输入为49.5 kJ/m,挤压量为0.36 mm时,接头宏观表面成形良好,焊缝区晶粒细小.焊缝显微组织以奥氏体+δ铁素体为主,焊缝硬度可达300HV以上,与母材基体硬度(236HV)相比显著增加,这是焊缝晶粒得到细化的结果.     

热输入对1200MPa级HSLA钢焊缝组织性能的影响

为了研究焊接工艺条件对焊缝金属组织性能的影响,采用不同热输入对1200 MPa级低合金高强钢进行熔化极气体保护焊,利用OM、SEM、TEM观察并分析不同焊接热输入对焊缝组织及力学性能的影响规律。结果显示,当热输入为16、20、25 k J/cm时,焊缝组织主要以针状铁素体为主,并含有少量M-A组元以及粒状贝氏体。随焊接热输入增大,针状铁素体组织有所增多且板条宽度逐渐增大,而粒状贝氏体组织减少。焊缝内非金属夹杂物类型多为促进针状铁素体形核的Ti-Mn-Al-O-S系复合氧化物夹杂。焊缝金属硬度、冲击韧性及焊接接头强度随热输入增大基本呈下降趋势,并且各焊接热输入条件下焊缝金属具有良好的强韧性匹配。随热输入增大,焊缝金属断裂特征由韧性、脆性混合型断裂向脆性断裂转变。热输入为20 k J/cm时,焊接接头综合性能最佳。     

热输入对E40钢双丝埋弧焊焊缝组织及性能的影响

为研究最新研制的大热输入焊接所用低合金高强实心焊丝G55,对大热输入用钢E40进行热输入分别为60、122、158 kJ/cm的双丝埋弧焊焊接.经过拉伸、冲击试验及光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析,对焊接接头焊缝组织性能进行研究,并对接头强韧性进行分析.结果表明:不同热输入焊缝组织均以针状铁素体组织为主;随着热输入的增加,焊缝冲击韧性增加,这是因为焊接热输入增加时,柱状晶比例减小、宽度增加,针状铁素体含量增加;焊缝中含氧量减少,夹杂物数量减少;焊接道次减少导致块状铁素体含量减少等三方面因素.随着热输入的增加,焊缝金属强度提高,主要是因焊缝针状铁素体组织含量增加.     

基于正交试验的TC4钛合金激光焊工艺优化研究

目的 探究激光功率、焊接速度、离焦量对TC4钛合金激光焊接接头宏观形貌、微观组织及力学性能的影响。方法 通过正交试验方法,研究激光功率、焊接速度、离焦量对接头拉伸性能的影响,并将这3个工艺参数转换为热输入,进一步研究热输入对接头形貌、组织及力学性能的影响。结果 当热输入低于95 J/mm时,焊接接头上下熔宽比较大,焊缝截面呈“V”形;当热输入高于250 J/mm时,接头组织晶粒粗大,甚至出现气孔、错边等冶金缺陷;当热输入为125 J/mm时,焊缝成形美观,焊接接头上下熔宽比接近1,焊缝截面呈“H”形。焊缝区组织主要由原始α相、β相及冷却阶段生成的αʹ相组成,随着热输入的增大,β相柱状晶尺寸逐渐粗化,αʹ针状马氏体相尺寸也相应增大。此外,焊接速度和离焦量对拉伸性能有显著影响,拉伸性能随着热输入的增大呈现先升高后降低的趋势,断口呈韧性断裂特征。当热输入为125 J/mm时,拉伸性能达到最佳,断裂位置发生在母材区,抗拉强度为1 010 MPa,断后延伸率为9.82%;焊缝区中心区域显微硬度高于热影响区及母材区显微硬度。结论 当热输入为125 J/mm时,在TC4钛合金激光焊下,可获得成形美观、性能优良的焊接接头。     

焊接热输入对X80焊管焊缝组织与性能的影响

针对双面螺旋埋弧焊管所具有的先内焊后外焊的焊接顺序特点,以实际焊缝为研究对象,采用焊接热循环理论,利用焊接热模拟技术、现代材料力学性能检测技术和显微分析方法,对X80管线钢内焊缝在不同热输入下的韧性分布规律以及组织特征进行了研究.结果表明:当焊接线能量为17～35kJ/cm时,X80管线钢焊缝粗晶热影响区(WCGHAZ)可获得较好的韧性水平,其中线能量为20kJ/cm时,WCGHAZ可获得最佳韧性水平.当焊接线能量小于17kJ/cm和大于35kJ/cm时,X80管线钢WCGHAZ的韧性水平都有所下降.因此可将17～35kJ/cm的线能量作为X80管线钢外焊缝的推荐焊接工艺规范.     

Q960E超高强钢焊接接头组织和性能研究

目的 对Q960E超高强钢的焊接工艺进行研究以获得高强高韧的焊接接头。方法 选择超高强钢Q960E作为母材、FK1000ER120S–G焊丝作为填充材料进行MAG焊,采用改变焊接电流的方式来研究焊接热输入对焊接接头组织和性能的影响。结果 当焊接电流为155～230 A时,均获得了全焊透无明显缺陷的焊缝。随着焊接热输入的增大,焊接接头中各亚区宽度增大,其中焊缝区变化最为显著,在最小热输入条件下焊缝宽度为3.98 mm,在最大热输入条件下焊缝宽度增至5.53 mm。对焊接接头进行组织分析发现,焊缝组织主要为针状铁素体和板条马氏体;完全相变区组织主要为板条马氏体;未完全相变区组织主要为回火马氏体和部分重结晶形成的马氏体。硬度测试表明,在热影响区的回火区发生了软化现象,最低硬度仅为290HV;在完全相变区发生了硬化现象,硬度最大值可达500HV。在不同热输入条件下,焊接接头各亚区硬度变化趋势一致,焊接接头抗拉强度为995～1 076 MPa,拉伸试验均断裂在热影响区,断后伸长率为9.33%～10.21%,断裂时存在颈缩现象,为韧性断裂。随着热输入的增加,粗晶区马氏体板条束宽度增大,未完全相变区...     

超细晶Q460高强钢焊接接头组织与韧性研究

采用手工焊条电弧焊和熔化极活性气体保护焊对超细晶Q460钢进行了焊接,分析表征了焊接接头的组织结构、显微硬度和冲击韧性的变化规律。研究结果表明,采用E5515焊条焊接,焊缝金属主要为先共析铁素体、多边形铁素体与少量珠光体。采用ER55-G焊丝,熔化极活性气体保护焊,焊缝金属主要由针状铁素体和少量多边形铁素体组成,焊丝中Ti元素的添加有利于获得针状铁素体组织。采用较小的焊接线能量,超细晶Q460钢热影响区粗晶区组织为粒状贝氏体组织。焊缝金属的显微硬度高于热影响区和母材的显微硬度,热影响区未出现软化现象。冲击试验表明,焊缝金属和热影响区均具有较高的冲击韧性,而且热影响区的韧性高于焊缝金属的韧性。     

热输入对Q550钢焊接接头动态拉伸变形行为的影响

研究了不同热输入焊条电弧焊Q550钢接头的显微组织特征,及其在不同应变速率下的力学行为。结果表明,在热输入小于18 k J/cm时,随着热输入的增加接头熔合区针状铁素体的含量增多,热影响区粗晶区的晶粒尺寸增大。随着应变速率的提高接头断裂延伸率和抗拉强度均有不同程度的提高,断口的大韧窝深度变大,小韧窝区域减少。在高速拉伸过程中位错滑移的阻力增大,位错滑移速度远低于载荷增大速度,随着应变速率的提高屈服强度和抗拉强度都提高。随着热输入的增加接头熔合区针状铁素体的比率增大,这是其拉伸性能对应变速率的敏感性增大的主要原因。     

热输入对高强度气体保护焊丝焊缝金属强韧性的影响

采用拉伸、冲击试验和显微组织观察,研究了热输入在10~27 kJ/cm时对超低碳气体保护焊丝焊缝金属强度、韧性及显微组织的影响。结果表明,随着焊接热输入的增加,焊缝金属的强度和韧性呈下降趋势,其原因在于,随热输入的提高,合金元素烧损增多,焊缝冷却时间延长,焊缝金属高温再热区中强度较低、韧性较差的铁素体含量增加。     

16MnR低合金钢与Q235B铸钢焊接接头的组织与性能

通过拉伸、冲击、显微硬度试验以及金相观察对16MnR与Q235B铸钢异种材料焊接接头的组织形态及力学性能进行了研究。结果表明：16MnR与Q235B铸钢采用JM-56焊丝焊接时，焊接接头具有良好的低温冲击韧性。焊缝组织为先共析铁素体、针状铁素体和少量珠光体。16MnR侧的热影响区组织主要为先共析铁素体，晶内是一定量的魏氏组织铁素体、针状铁素体、粒状贝氏体和珠光体；Q235B铸钢侧的热影响区组织主要为先共析铁素体、魏氏组织铁素体和珠光体。16MnR母材组织为带状的铁素体和珠光体。Q235B铸钢母材组织为大块状的铁素体和珠光体。     

2205双相不锈钢TIG焊接头组织及力学性能

对2205双相不锈钢进行了4组不同热输入条件下的TIG焊接实验,采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对焊接接头的显微组织进行了观察与分析,并测试了焊接接头的拉伸力学性能和显微硬度。结果表明:在热影响区,随着热输入的增大,不完全再结晶区带状奥氏体宽度逐渐增大,粗晶区铁素体晶粒的粗化程度逐渐加剧、奥氏体体积分数逐渐增多;在焊缝金属中,随着热输入的增大,魏氏奥氏体逐渐减少,而块状奥氏体逐渐增多,魏氏奥氏体在高温下稳定性差,容易被相界处形成的窄条铁素体分割成块状奥氏体。随着热输入的增大,焊接接头的屈服、抗拉强度逐渐降低,断后延伸率逐渐升高。铁素体体积分数较高的热影响区显微硬度最大,焊缝金属的合金元素含量较高,因此其显微硬度高于母材。     

转向架构架焊接接头的组织与性能

采用工艺试验,力学性能试验以及光镜、电镜等显微分析等方法对转向架构架焊接接头的组织形态和力学性能进行了研究,确定了焊接接头各区的组织形态和力学性能的变化情况。研究结果表明,利用(Ar CO2)混合气体保护焊焊接Q345E钢时,焊缝组织主要为先共析体素体、针状铁素体和珠光体,热影响区组织主要为先共析铁素体、珠光体和粒状贝氏体,焊接接头具有良好的力学性能。     

道间温度对10CrNi5MoV钢气体保护焊接头力学性能的影响

通过屈服强度和冲击韧性测试、组织分析,研究了两种焊接热输入条件下道间温度对10CrNi5MoV钢气体保护焊接头力学性能的影响。结果表明,随着道间温度从40℃提高到300℃,焊接热输入为8 kJ/cm和18 kJ/cm的焊缝金属屈服强度分别从868 MPa和855 MPa单调下降至728 MPa和693 MPa,-50℃冲击韧性分别从70 J和69 J升高至117 J和72 J(道间温度分别为200℃和100℃),然后降低至67 J和43 J;焊缝金属的组织差异是不同道间温度下焊接接头力学性能不同的原因。随着道间温度从40℃提高到300℃,焊缝金属中马氏体组织逐渐消失,粒状贝氏体组织逐渐增多,针状铁素体组织比例先增加再减少,含量最高时的道间温度与冲击韧性峰值水平相一致。     

T91钢焊缝及热影响区显微组织图象分析

T91钢具有良好的高温抗氧化性和抗腐蚀性,该钢含8％－9．5％Cr,合金含量复杂,焊接难度大,运用金相显微镜和扫描电镜（SEM）分析了不同爆接工艺条件下T91耐热钢焊缝及热影响区或区域显微组织特征,利用XQF－2000型显微图象分析仪对显微组织中各相的相对含量和奥氏体晶粒度进行了测量,分析了焊接线能量对T91钢焊接接头区组织性能的影响,结果表明,采用多道焊焊接工艺,严格控制焊接线能量在16kJ/cm左右,可以防止T91钢焊缝区奥氏体晶粒粗大,避免在热影响区出现声状铁素体组织,从而保证焊接接头区具有良好的组织性能。     

针状铁素体焊缝金属腐蚀行为的研究

低合金高强钢广泛应用于油气管道钢结构件的焊接生产中.对于其焊缝中包含的大量的针状铁素体组织的腐蚀行为,国内外尚未进行广泛的研究.本文针对多种焊接工艺规范:1.91kJ/mm, 2.70kJ/mm 及 4.78kJ/mm条件下的针状铁素体焊缝金属,分别对其进行了25℃空气中、25℃通N2除氧及50℃通N2除氧3种NACE溶液中腐蚀行为的研究.极化曲线测试结果表明,随着焊缝熔敷金属中针状铁素体比例的增加,阴极电流不断变大,熔敷金属的极化电阻迅速减小,从而影响了焊缝熔敷金属在腐蚀介质中的耐腐蚀性.     

Ti60/TC17电子束焊接接头的组织及显微硬度

对Ti60/TC17异种材料进行电子束焊接,研究接头成型特点、焊缝组织、热影响区组织及显微硬度。结果表明:Ti60/TC17电子束焊接接头的焊缝组织为对称生长的枝晶状组织;Ti60侧热影响区与焊缝有明显分界,组织为针状α相;TC17侧热影响区为细小的粒状α相。焊缝的显微硬度低于母材的显微硬度。     

焊接热输入对06CuNiCrMoNb钢HAZ组织与性能的影响

研究了热输入对06CuNiCrMoNb钢焊接热影响区不同部位组织和性能的影响,重点分析了粗晶区的韧性与组织之间的关系。结果表明,模拟焊接热影响区没有出现"软化"现象,但是当线能量大于30kJ/cm情况下,粗晶区低温韧性迅速下降。对粗晶区的分析显示,线能量17kJ/cm条件下贝氏体铁素体呈细小板条状,在板条间存在着残余奥氏体薄膜,随线能量的增大,块状的铁素体数量增多,并且出现不规则片状M+A组元。     

316奥氏体不锈钢高频感应焊接技术及缺陷形成机理

采用高频感应焊接技术对壁厚0.3 mm的316奥氏体不锈钢进行焊接试验,研究焊接工艺对焊缝宏观形貌、接头组织及力学性能的影响,并讨论了焊接缺陷形成机理。结果表明,开口角较小时,毛刺以椭球状驼峰缺陷成形,随着开口角的增加驼峰缺陷呈减少趋势;焊接点有水渍聚集时,易出现焊接飞溅。当热输入为16.5 kJ/m、焊接速度为80 m/min、开口角为6°、钢带边缘保持干燥和洁净时,可获得无缺陷连续毛刺形貌。焊缝组织为奥氏体+δ-铁素体,焊缝区平均硬度值达到289HV,接头平均抗拉强度约为920 MPa,高于母材抗拉强度(760 MPa)。焊缝强度高的原因是挤压辊的压力将脆性杂质从焊缝中挤出,提高了晶粒间的结合能力,且焊缝成形好,焊缝区晶粒组织细小,奥氏体晶界析出大量阻碍位错运动的δ-铁素体。本工作提出了一种熔融金属流动模型分析其驼峰缺陷形成机理,即：焊接时开口角小,熔融金属内部的平衡状态短时间内随着熔融金属的聚集长大而被破坏,驼峰形成;开口角增大到合适角度时,焊接状态保持稳定,最终连续毛刺形成。     

不同焊接电流下气体保护药芯焊丝熔敷金属的显微组织及力学性能

针对一种X80管线钢用气体保护药芯焊丝，研究了不同焊接电流下其熔敷金属的显微组织及力学性能。结果表明：熔敷金属组织主要由针状铁素体、块状铁素体、粒状贝氏体组成；当焊接电流为150～250 A时，随着焊接电流的增大，组织的晶粒尺寸有增大趋势，熔敷金属的屈服强度、抗拉强度和低温冲击性能均呈现先增大后减小的趋势；当焊接电流为200 A时，熔敷金属的力学性能达到最大，焊缝组织以细小铁素体为主。