低活化铁素体/马氏体钢厚板真空电子束焊接接头组织及性能分析

针对聚变堆氚增殖剂试验包层模块(TBM)结构材料CLF-1低活化铁素体/马氏体钢,进行真空电子束焊接试验,并对焊接接头的显微组织及力学性能进行分析研究。结果表明:采用电子束焊接的焊缝表面成形良好,无气孔、裂纹等焊接缺陷;焊接接头横截面呈典型的匙孔穿透焊缝形貌,焊缝金属显微组织为较粗大的板条马氏体,熔合线附近为马氏体、少量铁素体和魏氏体组织的混合组织;热影响区主要由马氏体和残余奥氏体组成,且晶粒尺寸大小由焊缝向母材依次减小。经710℃,210 min焊后热处理,焊缝区显微硬度均值为350 HV,存在明显的硬化现象;常温下接头平均抗拉强度为635MPa,断裂位置处于远离焊缝的母材侧,550℃高温抗拉强度均值为350 MPa,断裂位置在焊缝区;经180°侧弯试验,焊缝表面无肉眼可见裂纹,焊接接头具有较好的力学性能。     

旋挖钻机桅杆用16Mn碳素结构钢的双丝埋弧焊接工艺研究

采用双丝埋弧焊接工艺对旋转钻机桅杆用16Mn碳素结构钢进行了不同焊接电流、焊丝间距和焊接速度的焊接试验。研究了焊接参数对焊接接头硬度、力学性能和显微组织的影响,得到了适宜的焊接工艺参数,并提出了焊接过程的质量控制措施。结果表明,随着焊接电流的减小,焊接接头热影响区的显微硬度降低,而焊缝区的显微硬度却逐渐升高;不同焊丝间距下显微硬度峰值都在焊接热影响区,焊丝间距对焊接接头显微硬度影响不大;不同焊接速度下焊接接头焊缝区的显微硬度都要高于母材或与母材相当,热影响区的显微硬度要高于母材和焊缝区。焊缝热影响区组织为针状铁素体、片状先共析铁素体、珠光体。焊接电流为700 A、焊接速度为0.0083 m/s、焊丝间距为0.07 m时焊接接头可以获得最佳的强度和塑性,断裂位置位于母材。     

Study on Weidability of 8mm Thickness 16MnR and 2205 Duplex Stainless Steel

对8mm厚的16MnR与2205双相不锈钢进行对接焊,开60°单面V型坡口,采用Ni含量比较高的焊材,钨极氩弧焊打底,手工电弧焊填满,焊后对其接头进行了组织性能分析研究.结果表明:在接头的16MnR-焊缝界面,在熔合线附近的16MnR侧存在“脱碳层”,而在焊缝一侧存在“增碳层”；焊缝组织为奥氏体+针状铁素体,奥氏体的含量多一些,且焊接接头钨极氩弧焊侧组织更加细小、均匀；焊接接头的抗拉强度达到578MPa,断裂发生在16MnR母材上,断口呈韧性断裂模式,且具有良好的塑性；16MnR与焊缝界面硬度分布整体呈现一上升趋势,焊缝区硬度最高,其次是热影响区,16MnR母材出现低硬度区,在熔合线附近靠近焊缝侧出现一峰值,而2205-焊缝界面,热影响区的平均硬度最高,焊缝的平均硬度最低,且焊接接头钨极氩弧焊焊缝的平均硬度大于手工电弧焊侧.     

DP590高强钢激光焊接接头组织与显微硬度分析

使用YAG型光纤激光器对DP590钢进行激光焊接试验,研究了焊接接头的微观组织和显微硬度。结果表明:激光输出功率为3 k W,焊接速度为3、4、5 m/min时,焊接接头外观形貌较好,没有出现裂纹、气孔。随着焊接速度的增大,焊接接头的焊缝区和热影响区的宽度逐渐减小。焊缝中心的组织为板条状的马氏体,靠近焊缝热影响区的组织为马氏体和少量的铁素体,靠近母材热影响区的组织为马氏体和大量的铁素体。接头焊缝区的显微硬度明显高于母材,焊缝中心的最高硬度为380 HV。焊接接头的硬度从焊缝到母材呈逐渐减小的趋势。     

06Cr18Ni12Mo2Cu2奥氏体不锈钢焊接接头组织与力学性能

通过拉伸、弯曲、维氏硬度等试验以及金相分析,对06Cr18Ni12Mo2Cu2奥氏体不锈钢焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:焊条电弧焊焊接接头有良好的抗拉性能和弯曲性能,焊缝区硬度略高于母材,而热影响区硬度略低于母材。焊缝组织为奥氏体+5%铁素体组织。焊接热影响区过热区奥氏体晶粒粗大,导致材料强度和硬度下降。     

20g与P91异种金属焊接接头组织及其性能分析

通过对20g和P91异种金属进行埋弧自动焊试验,研究了焊接接头各区域包括母材、热影响区和焊缝的显微组织,并对焊接接头进行了硬度测试、拉伸试验和冲击试验等力学性能测试。结果表明,20g侧焊缝组织为珠光体和针状铁素体,P91侧焊缝组织是块状铁素体、珠光体以及马氏体;焊缝区的显微硬度值要明显高于两侧母材以及热影响区的显微硬度值;焊缝金属的抗拉强度要明显高于两侧母材的抗拉强度,断裂位置发生在母材20g侧;接头20g侧母材、焊缝区和P91侧母材的冲击功分别185.2、239.6和13.0 J,表明焊缝的冲击韧性明显高于两侧母材的冲击韧性,但是和焊前相比较,20g侧母材焊后冲击韧性得到大幅提高,而P91侧母材焊后冲击韧性显著降低。     

DT300高强钢GMAW接头组织性能的研究

采用熔化极气体保护焊对DT300高强钢进行焊接,获得成形良好的焊接接头。通过对焊接接头进行拉伸、冲击试验及硬度检测,采用光学显微镜对焊接金属显微组织进行分析,对焊接接头组织性能进行研究。结果表明,焊缝组织为贝氏体和马氏体,热影响区随着距熔合线距离的增加,由高硬马氏体组织经过少量马氏体+贝氏体+多边形铁素体组织,逐渐向母材多边形铁素体变化。热影响区由于产生高硬马氏体,硬度明显增大。焊接接头具有较高强度,但是,焊缝、熔合线及近熔合线热影响区的冲击韧性明显低于母材的冲击韧性。     

超高强度钢35CrMnSi惯性摩擦焊接头组织与性能

对35CrMnSi超高强度钢进行了惯性摩擦焊试验研究,对热处理前后焊接接头组织、显微硬度进行分析测试,并对热处理后焊接接头进行了拉伸性能、冲击性能及拉伸断口分析。结果表明:焊后接头焊缝组织为板条马氏体与残余奥氏体,热力影响区组织为细小的马氏体、索氏体、珠光体和铁素体混合组织;热处理后焊缝组织为回火马氏体与少量铁素体;摩擦焊接头焊缝区的硬度高于热力影响区和母材,热处理后焊接接头硬度趋于一致,焊接接头抗拉强度大于1 890 MPa,断后伸长率大于7. 5%,焊缝区拉伸断口为混合断口;焊接接头冲击吸收能量大于18. 5J。     

不同焊接方法下1.4003铁素体不锈钢焊接接头组织与性能

通过拉伸试验、弯曲试验、硬度试验和金相组织分析,研究采用MAG、CMT、PAW、TIG方法焊接的3 mm 1.4003铁素体不锈钢对接接头的常规力学性能和显微组织。结果表明:4种焊接方法下接头的常规力学性能均较为良好;采用奥氏体不锈钢焊丝的MAG、CMT、TIG接头,其焊缝组织均为板条状或网状铁素体和奥氏体,接头硬度较高。PAW不填加焊丝的焊缝组织为与母材同质的块状铁素体,其焊缝硬度不及母材。铁素体晶粒的粗化对接头的强度和硬度有不利影响。     

Q345B钢CO_2气体保护焊接接头组织与性能的研究

采用CO_2气体保护焊对不同厚度的Q345B钢板进行对接试验,通过光学显微镜和显微硬度计对焊接接头组织和显微硬度进行测试分析。研究结果表明:Q345B钢板焊接接头的母材区为铁素体和珠光体,热影响区为魏氏体、针状铁素体、白色网状二次渗碳体、片状珠光体及少量粒状贝氏体,焊缝区为细晶铁素体、块状铁素体及部分珠光体。随着钢板厚度增加,焊道层数随之增加,焊缝金属高温停留时间增长,铁素体组织越粗大,珠光体含量增加;热影响区、焊缝区平均显微硬度均大于母材硬度,随着板厚增加,焊缝平均显微硬度增高,焊缝区层间硬度波动增加,其填充层显微硬度最高。     

921A钢激光-MAG复合焊接头组织及性能

针对6 mm厚的921A钢板,采用激光-MAG复合焊接工艺进行对接焊试验,并对焊接接头的显微组织、硬度、拉伸性能、耐腐蚀性能等进行了分析。结果表明,采用激光-MAG复合焊工艺可获得成形连续美观的焊接接头,无未熔合、裂纹、气孔等缺陷;焊缝组织为针状铁素体、少量沿晶界析出的先共析铁素体及长条状贝氏体,热影响区组织为马氏体;焊接接头的拉伸性能和冲击性能均符合国家标准要求,焊缝强度高于母材,但塑韧性低于母材。峰值硬度在热影响区,为315 HV,焊缝硬度约为280 HV,符合最高硬度不得超过410 HV的规定。焊缝耐电化学腐蚀性能最强,母材次之,热影响区最低;激光和MAG电弧2种热源共同作用区域的组织分布更加均匀,硬度及耐腐蚀性能较激光单独作用区域有了明显改善。 创新点： 采用激光-MAG复合焊实现了6 mm厚度921A钢板无缺陷对接焊的一次焊接成形。焊缝晶粒更加细化,分布更加均匀;焊缝抗拉强度、硬度、电化学腐蚀性能均高于母材,冲击吸收能量满足船级社要求。     

Incoloy 825镍基高温合金电子束焊工艺及接头组织与力学性能分析

采用电子束焊,对空冷器管箱Incoloy 825镍基高温合金进行对接焊试验. 通过对焊接接头的组织观察,并结合拉伸力学性能以及接头的冲击韧性等试验,分析镍基高温合金电子束焊接头的组织和力学性能. 结果表明, 采用电子束焊焊接镍基高温合金可以得到良好的焊接接头,焊缝区组织由大片等轴晶和少量柱状晶组成;焊缝区没有出现明显的元素烧损现象;焊缝、热影响区硬度达到母材硬度值;焊缝接头抗拉强度达到600 MPa,接近母材抗拉强度,接头断裂形式为韧性断裂;焊缝和热影响区的冲击吸收能量高于母材区,其中焊缝区的冲击吸收能量达到了262 J,冲击断口形貌为韧窝状.     

ULCB钢电子束穿透焊组织与性能

为了进一步探索ULCB钢的焊接性能,采用真空电子束穿透焊不同束流强度对14 mm钢板对接接头进行了焊接,通过焊缝形貌比较,束流强度为100 mA时,接头焊缝成形最好,选取该接头做了拉伸、硬度、冲击试验及金相组织分析.结果表明,拉伸试样的断裂区域在母材区,抗拉强度为761 MPa、屈服强度为669 MPa,硬度范围在270~330 HV;冲击试样的断裂区域在热影响区,焊缝区平均冲击功为288 J,热影响区平均冲击功为273 J;接头显微组织中,焊缝区和热影响区产生了α'马氏体相,使焊缝区和热影响区产生相变强化,导致焊接接头的强度和硬度均高于母材.     

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。     

Characteristics of Nd： YAG laser welded 600 MPa grade TRIP steel

Microstructures and mechanical properties of Nd: YAG laser welded transformation induced plasticity (TRIP) steel with tensile strength of 645 MPa were studied. Due to high cooling speed of laser welding, the weld metal mainly consists of martensite different from the base metal, which is composed of ferrite matrix with bainite and a little retained austenite. Therefore, the weld metal has maximum hardness at welded joint. The yield strength and tensile strength of welded specimens tested perpendicular to weld line were almost equal to those of the base metal. But the yield strength and tensile strength of welded specimens tested parallel with weld line were a little higher than those of the base metal. The formability of laser welded TRIP steel was decreased compared with that of the base metal.     

镁合金小孔变极性等离子弧缝焊工艺

采用小孔变极性等离子弧缝焊工艺实现了AZ31B镁合金板材的连接,得到了高质量的焊接接头,焊后利用光学显微镜、万能拉伸试验机和显微硬度仪等设备对焊接接头的组织与性能进行了检测分析.结果表明,小孔变极性等离子弧缝焊工艺可以在不开坡口、不需背面强制成形保护的条件下,实现单面施焊双面获得良好的成形;焊接接头的热影响区不明显,平均拉伸剪切力能达到7.3 kN以上;焊缝区组织均匀,晶粒细小,硬度值均高于母材;是一种理想的提高镁合金焊接效率和质量的方法.     

CO_2激光焊接600MPa DP钢接头组织与性能

采用CO2激光对抗拉强度为600MPa,厚度1.4mm的DP钢进行焊接.研究焊接速度对焊缝外观和截面成形的影响、接头的组织特点、硬度、强度和成形能力.结果表明,激光功率相同,焊接速度较低时焊缝易产生气孔,焊接速度较高时易发生飞溅;焊接速度对焊缝熔深及熔宽也有影响.焊缝区组织主要由马氏体构成,从焊缝、焊接热影响区到母材,组织中马氏体含量下降,接头的最高硬度出现在焊缝或热影响区.在平行于焊缝方向,焊接接头的抗拉强度高于母材,垂直于焊缝方向,接头的抗拉强度与母材相当.由于焊缝出现马氏体组织,接头的塑性和韧性降低,板材的冲压成形能力下降.     

G115钢CMT + P焊接工艺及组织和性能

基于冷金属过渡加脉冲(CMT + P)的焊接方法,研究了新型回火马氏体耐热钢G115的焊接性以及焊接接头组织和性能. 结果表明,焊接接头经热处理后为回火马氏体组织,焊缝晶粒呈现出等轴晶和柱状晶两种不同的形貌,而焊接热影响区和母材晶粒均为等轴晶. 与焊条电弧焊(SMAW)相比,CMT + P焊接方法有效降低了热输入,大幅度减小了热影响区宽度,提高了焊接接头的拉伸性能和热影响区冲击韧性,焊接接头焊缝冲击韧性略有降低. 焊接接头的室温和高温拉伸断裂机理均为韧性断裂,室温拉伸断口的韧窝内存在一定量的析出相.     

FSS/ASS厚壁异种钢“TIG冷焊 + UNGW”组合焊的接头组织与力学性能

为了有效解决铁素体不锈钢的焊接热影响区晶粒易粗化问题，以及奥氏体不锈钢焊接时在接头部分熔合区及其附近热影响区内因易形成蠕虫状δ铁素体而显著降低该区域耐腐蚀性的问题，提出了“TIG冷焊 + UNGW”的组合焊接工艺，并进行了1Cr17/1Cr18Ni9Ti厚壁异种不锈钢的焊接，同时对所得接头的显微组织、力学性能及耐腐蚀性进行了测试与分析. 结果表明，组合焊接头的1Cr17母材热影响区晶粒未发生粗化，并且1Cr18Ni9Ti母材部分熔合区及其附近热影响区内未形成蠕虫状δ铁素体；组合焊接头的抗拉强度优于1Cr17母材，并且1Cr17母材热影响区的冲击吸收能量与1Cr17母材相当；组合焊接头的熔敷层、1Cr18Ni9Ti母材、1Cr17母材、UNGW焊缝区及完整接头的耐腐蚀性呈依次下降的趋势.     

聚变堆用CLAM钢激光焊接接头显微组织及性能

对聚变堆用CLAM钢进行了激光焊接试验,并对接头进行740℃/1 h焊后回火处理,分别对热处理前、后接头的显微组织及性能进行了研究.结果表明,获得了成形良好、无缺陷的焊接接头;焊态下,焊缝由淬硬的板条马氏体和大量的δ铁素体组织组成.完全淬火区由板条马氏体和极少量的δ铁素体组成,其硬度高达545 HV;焊后热处理使焊缝及完全淬火区的板条马氏体分别转变为碳化物弥散分布的回火马氏体和回火索氏体组织.显著降低了接头的淬硬程度,最大硬度仅比母材高约15%;焊后回火热处理前、后接头的抗拉强度均高于基体母材,虽然焊后热处理使接头强度有所降低,但仍达到原始母材的98%以上.