焊接参数对T92/S30432异种钢焊接接头室温力学性能的影响

研究了焊接工艺参数对T92/S30432异种钢焊接接头室温力学性能的影响,并获得了最佳的焊接工艺。结果表明:层间温度、焊接层数、焊丝类型和焊接接头坡口角度对接头强度的影响不大;但低层间温度和多层多道焊可以提高T92钢侧热影响区的韧性;与ERNiCr-3焊丝相比,ERNiCrMo-3焊丝填充的接头T92钢侧热影响区具有较高含量的铁素体,从而使其冲击功下降;焊接接头冲击韧性随坡口角度增大而先增大后减小,并在35°时达到最高;焊后热处理温度为760℃时接头具有最高的强度和韧性;T92/S30432异种钢较佳的焊接工艺是采用ERNiCr-3焊丝和较低层间温度,并严格控制焊层厚度且采用温度为760℃的焊后热处理。     

服役期间T91/TP347H异种钢接头TP347H钢侧热影响区沿晶开裂分析

某电厂锅炉屏式过热器在运行8万h后,其T91/TP347H异种钢接头出现沿晶裂纹,裂纹位于TP347H奥氏体钢侧热影响区。通过显微组织观察、硬度测试和拉伸试验分析了沿晶开裂的特征、形成原因及其对力学性能的影响。结果表明：沿晶裂纹出现在TP347H钢侧熔合线处,为晶间腐蚀裂纹,裂纹深3～4个晶粒尺度,内部有氧化物填充;存在沿晶裂纹的屏式过热器管接头的硬度和抗拉强度符合标准要求,但塑性较差;粗大的晶粒和焊后较快的冷速使得屏式过热器管接头TP347H钢侧热影响区在高温服役过程中易发生晶界贫铬,引发晶间腐蚀,TP347H钢侧熔合线附近较高的硬度梯度导致应力易在此处集中,从而加速晶间腐蚀裂纹的产生。     

焊后热处理对P91钢和TP347H钢焊接接头综合力学性能的影响

对P91钢和TP347H钢焊接接头在焊态和720,760,800℃和1050℃×2h空冷等焊后热处理工艺下进行了拉伸、弯曲、冲击、硬度等常规力学性能试验和高温持久强度试验研究。研究结果表明,合适的热处理规范工艺可以提高P91＋TP347H异质焊接接头的拉伸及弯曲性能,对冲击性能及硬度也没有大的影响。经热处理后的焊接接头比未经热处理的试样具有更好的高温持久性能。得出了P91＋TP347H异种钢焊接的最佳工艺方案是采用TIG焊,并进行焊前预热和焊后进行760℃×2h空冷时效处理。     

TP321管与复合管（12Cr2Mo1＋347）的焊接

为避免异种钢焊接出现复杂的成分、金相组织与力学性能、采用镍基焊材（ERNi625焊丝＋Ni625焊条）对设备接管复合材料（12Cr2Mol＋347）与不锈钢管道（TP321）进行焊接试验与焊接工艺评定。在复合管端口堆焊的基础上进行焊接。焊缝经射线探伤一次合格率达到92%以上,焊接接头满足了工艺设备的使用要求。     

某电站锅炉末级再热器异种钢管焊接接头的断裂原因

某电站锅炉末级再热器12Cr1MoVG/TP304H异种钢管焊接接头在服役过程中发生断裂,通过宏观形貌观察、化学成分分析、力学性能测试、显微组织观察、微区成分分析等对断裂原因进行分析。结果表明:该异种钢管焊接接头沿12Cr1MoVG钢管侧熔合线发生脆性断裂;在高温工况下长期服役后,焊接接头发生碳的扩散迁移,导致12Cr1MoVG钢管侧熔合线附近集聚的碳化物沿晶界分布并形成微观蠕变裂纹,从而严重削弱了该区域的强度和韧性,同时12Cr1MoVG和TP304H钢的导热系数和线膨胀系数差别很大,导致高温环境下形成较大的热应力,在高温蒸汽压力和热应力的综合作用下该异种钢焊接接头沿12Cr1MoVG钢管侧熔合线发生脆性断裂。     

T92/HR3C异种钢焊接接头性能研究

针对采用手工氩弧焊GTAW打底,焊条电弧焊SMAW焊接的T92/HR3C异种钢接头的组织性能进行了研究,结果表明：焊接接头满足标准要求,具有良好的力学性能,焊缝区是常温下整个接头中最薄弱的环节。     

Q345B低碳钢/20Mn23Al无磁钢异种钢焊接接头的组织及性能

采用E316LT0-1不锈钢焊丝对Q345B低碳钢和20Mn23Al无磁钢进行熔化极气体保护焊,研究了焊接接头的显微组织和力学性能.结果表明:接头填充焊层组织主要为骨骼状δ-铁素体和奥氏体,打底焊层组织主要为树枝状铁素体和奥氏体;Q345B钢侧过热粗晶区组织为贝氏体和魏氏体,相变重结晶区组织为珠光体和铁素体,20Mn23Al钢侧热影响区组织为孪晶奥氏体和少量铁素体;母材和焊缝中的合金元素发生互扩散,Q345B钢和20Mn23Al钢侧扩散层厚度分别约为15,25μm;接头拉伸性能优于Q345B钢但略差于20Mn23Al钢,接头焊缝区硬度最大,热影响区次之.     

9Ni钢焊接工艺评定的比较研究

根据9Ni钢低温容器的焊接特点,分别采用ERNiCrMo-3、ERNiCrMo-4焊丝和相应的焊剂,以及直流和交流两种焊接电流进行焊接,通过焊接工艺试验进行比较研究,结果表明采用上述焊接工艺对9Ni钢进行焊接是可行的,焊接接头的强度都高于母材标准值,焊缝和热影响区-196℃的冲击值也高于标准值,满足使用要求。不同焊接电流类型及不同的焊丝,对热影响区、焊缝的组织结构和硬度没有影响。     

14NiCrMo10 6V与Q345E钢过渡匹配焊接接头的组织与力学性能

采用E551T1-Ni2药芯焊丝对Q345E钢与14NiCrMo10 6V钢进行焊接,并通过室温拉伸、弯曲、冲击、硬度试验以及金相分析等对焊接接头的力学性能与显微组织进行了研究。结果表明:采用此焊丝可以获得拉伸、弯曲和冲击性能均良好的焊接接头,焊缝硬度在200～250HV之间;焊缝处晶界组织为先共析铁素体、少量无碳贝氏体(从晶界伸向晶内),晶内为针状铁素体与珠光体,个别部位有粒状贝氏体;Q345E钢侧热影响区与焊缝过渡区的组织为沿晶界析出的块状先共析铁素体和向晶内生长的条状铁素体以及少量的珠光体和贝氏体;14NiCrMo10 6V钢侧热影响区与焊缝过渡区的组织为板条状马氏体。     

9%Ni钢用国产镍基焊丝的焊接试验研究

针对镍基焊丝的热裂纹敏感性试验,研制出FISCO热裂纹试验装置,利用该装置对研制的ERNiCrMo-3镍基焊丝进行焊接热裂纹敏感性试验,结果表明,研制焊丝的热裂纹敏感性与进口焊丝相当,均具有较低的热裂纹敏感性。采用研制焊丝焊接9%Ni钢的工艺试验结果表明,焊接接头各项力学性能优良,焊缝组织为纯奥氏体组织,析出相很少,可以满足大型LNG储罐的设计要求。     

超超临界锅炉用E911钢管的显微组织

对德国Vallourec&Mannesmann公司生产的15 9mm× 2 7mm的E911钢管进行了力学性能、显微组织分析 ,并对供货状态的E911钢管进行了时效处理和时效后的显微组织测定。试验结果表明 ,E911钢管的常温性能、高温性能都比T91要好得多 ,完全可以代替TP30 4H、TP32 1H和TP347H不锈钢管 ,可解决异种钢焊接问题 ,并可降低锅炉的制造成本。     

TP304H/12Cr2MoWVTiB异种钢管的双温瞬时液相扩散焊工艺

采用传统的和双温瞬时液相扩散(TLP)焊接工艺对TP304H/12Cr2MoWVTiB异种钢管进行了焊接,研究了不同焊接工艺对接头组织与性能的影响。结果表明:采用双温TLP焊接工艺所获得的焊接接头的组织和性能优于传统TLP焊接工艺的;采用1 240℃加热30 s1、200℃加热3 min的双温焊接工艺所获得的接头抗拉强度为570 MPa,弯曲角达180°时不断裂。     

电极形状对铝-钢点焊接头组织及力学性能的影响*

研究6061-T6铝合金-SUS301L不锈钢异种金属电阻点焊接头的微观组织特点及电极形状的影响规律。结果表明,铝-钢点焊接头具有熔-钎焊特征,铝合金熔核由α-Al胞状晶、胞状树枝晶和树枝晶组成,铝/钢界面层具有双层结构,靠近铝熔核侧主要为细针状Fe₄Al₁₃,靠近不锈钢侧主要为Fe₂Al₅金属间化合物,接头主要为界面断裂模式,铝/钢界面是点焊接头最薄弱的区域。电极形状对铝合金-不锈钢点焊接头具有明显的影响。获得的优化电极形状为：不锈钢侧为圆形平面电极,电极端面直径为10 mm;铝合金侧为球面电极,球面半径为35 mm。在优化电极条件下,铝合金-不锈钢点焊接头的熔核直径、拉剪力及压痕率分别为7.5 mm、4.7 kN和13.5%。与采用F型电极相比,其熔核直径和拉剪力分别提高53.1%和56.7%,压痕率降低47.3%。因此,采用优化电极更有利于改善铝合金-不锈钢电阻点焊接头的力学性能及表面质量。     

实芯焊丝焊接Q450NQR1耐候钢焊接接头力学性能的研究

通过室温拉伸和硬度及分析等方式,对Q450NQR1耐候钢混合气体保护焊焊接接头的力学性能进行了研究,试验结果表明:CHW-55CNH实芯焊丝焊接时,可以获得拉伸性能均良好的焊接接头,焊缝区硬度较均匀,焊缝的硬度在170～220 HV之间。     

异种钢水下摩擦柱/锥塞焊接头组织及性能*

应用X65、Q235C、Q345C和316L塞棒与X65母材塞孔配合对异种钢水下摩擦柱/锥塞焊过程进行试验研究,探讨塞焊缝区微观组织、显微硬度及力学性能变化规律。试验表明：在转速7 000 r/min、塞棒消耗量14 mm、焊接压力分别为30~50 kN和20~40 kN范围内,用X65和Q345C塞棒可获得无缺陷异种钢水下摩擦柱/锥塞焊接头。异种钢塞焊缝组织均与原始组织有明显差异,塞焊缝区域主要为贝氏体或马氏体或其混合组织特征;X65和Q345C塞棒均形成有效扩散冶金连接,结合界面处具有带状细小铁素体组织特征;316L塞棒与X65塞孔很难形成无缺陷摩擦柱/锥塞焊接头。异种钢塞焊缝区硬度普遍高于其母材,这种高匹配摩擦柱/锥塞焊缝接头有利于抗拉强度的提高,但塞焊缝附近的高硬化倾向将降低异种钢塞焊接头的塑性。研究结果为开发基于等静压摩擦柱/锥塞焊接技术的海底管线修复技术提供重要试验依据。     

Q345/SUS304异种钢焊接接头固有应变的变化规律研究

为快速准确地预测异种钢结构的焊接变形,提出了用于模拟异种钢焊接接头残余应力与变形的热弹塑性有限元法。基于所提方法,以Q345/SUS304异种钢平板对接接头和T型接头为研究对象,研究了其固有应变的变化规律。进一步针对复杂Q345/SUS304异种钢焊接结构,分别采用固有应变法和传统的热弹塑性有限元法进行焊接变形的预测和对比。研究结果表明,随着热输入参数Q/h2（h为板厚,Q为线能量）的增大,纵向收缩力、横向收缩量近似呈线性增大,而角变形先增大后减小,且在Q/h2=12 J/mm3左右处出现峰值。该规律可在工程上为大型异种钢结构的焊接变形预测和控制提供参考。     

马氏体/贝氏体异种耐热钢焊接接头的力学性能及界面失效

采用脉冲氩弧焊接工艺、高温加速模拟工况、高温持久、常温力学性能试验研究了不同焊缝强度匹配条件下,马氏体耐热钢9Cr1MoVNbN与贝氏体耐热钢12Cr2MoWVTiB异种钢焊接接头的力学性能、高温强度、蠕变损伤及界面破坏特征。研究结果表明,焊前预热250℃,焊后回火750℃×1 h条件下,加速模拟运行500h、1 000 h、1 500 h后低匹配焊接接头的界面蠕变损伤较严重,力学性能下降明显,失效倾向较大;而中匹配接头的蠕变损伤及失效倾向较小,中匹配与低匹配接头的持久强度比较接近:而高匹配接头的持久强度最低。因此,对于9Cr1MoVNbN/12Cr2MoWVTiB异种钢焊接接头采用中匹配比较合适。     

45钢焊接接头组织和性能的定量分析

用金相分析技术和微型剪切试验方法对45钢的电子束焊和氩弧焊焊接接头各区进行了组织分析和力学性能的定量分析，结果表明：两种接头热影响区和焊缝的显微组织，力学性能均优于基材，45钢采用电子束焊和氩弧焊都可获得优良的焊接接头。     

TP347H锅炉钢管失效机理研究进展

TP347H奥氏体耐热钢广泛应用于火电机组锅炉受热面管.结合奥氏体耐热钢管服役性能和TP347H钢管爆管失效案例,综述了TP347H钢制受热面管在锅炉服役运行中常见的6种失效机理,包括晶间腐蚀、应力腐蚀开裂、组织老化、氧化腐蚀、原始缺陷和马氏体转变,并介绍了失效特征、分析方法和预防措施.