焊接工艺对690镍基合金焊丝熔敷金属高温失塑裂纹敏感性影响研究

针对690镍基合金熔敷金属高温失塑裂纹敏感性问题,采用基于Gleeble-3500热力耦合试验机的STF试验,开展焊接工艺对国产化690镍基合金焊丝WHS690M熔敷金属高温失塑裂纹敏感性的影响研究,并与进口Inconel 52M焊丝试验结果进行对比分析。试验表明,熔敷金属高温失塑裂纹最小临界应变出现在1 050℃附近,焊接热输入对最小临界应变影响较小,相比于大面积堆焊熔敷层,对接焊缝熔敷金属临界应变降低,高温失塑裂纹敏感性提高。     

不锈钢冷堆工艺对SA-508Gr.3 Cl.1钢裂纹敏感性的影响分析

为了分析不锈钢冷堆工艺对母材裂纹敏感性的影响,采用实际产品堆焊参数进行了堆焊试验,结合裂纹产生机理,分析了合金化学成分及热处理工艺对低合金钢裂纹敏感性的影响。研究表明,SA-508Gr.3 Cl.1钢在SA-508Gr.2 Cl.1钢的基础上,减少了硬化元素含量,严格控制氢含量,降低了再热裂纹和氢致裂纹的敏感性;堆焊前对母材进行预热,堆焊后进行后热处理或消除应力热处理,进一步抑制了母材氢致裂纹的产生。在不预热的情况下进行耐蚀层的堆焊,对低合金钢母材及热影响区的热影响较小。通过磁粉及液体渗透检验,过渡层与母材的交界处及熔合线下3 mm的范围内无显微裂纹等缺陷,不会增加低合金钢母材及热影响区层下裂纹的风险,减少了堆焊层在高温的停留时间,降低了产生硬脆相的可能,使堆焊层质量更加可靠。     

汽轮机高压主汽门阀杆断裂原因分析

文中从失效阀杆的宏观检查、成分测定、金相检验,以及断口电镜形貌观察等方面入手,结合EDS能谱检测,探讨阀杆断裂的主要原因。该阀杆断裂位置处的钴基堆焊层及基体材质均符合相关标准要求;从断口形貌观察发现,裂纹起源于堆焊层与基体界面,并优先扩展至整个硬质堆焊层;金相组织观察显示,堆焊层过渡区域有残余奥氏体及网状偏析的脆硬碳化物存在,弱化了界面的结合强度;对过渡区域能谱检测发现有大量O元素分布其中,表明堆焊时在此处形成了大量的氧化物夹杂及堆焊疏松组织,这都不利于堆焊层与基体的结合。上述试验分析表明,阀杆堆焊层与基体界面的过渡区是该失效阀杆的薄弱环节,而堆焊和热处理工艺产生的残余应力在界面结合的薄弱处聚集,最终导致界面处出现裂纹及裂纹扩展至堆焊层表面,从而造成阀杆的断裂失效。     

1Cr11MoNiW1VNbN钢堆焊司太立合金工艺

1Cr11MoNiW1VNbN钢为马氏体不锈钢,焊接时易出现冷裂纹和再热裂纹。司太立合金为耐磨硬质合金,强度和硬度高,塑韧性差,焊接性差,因此堆焊需要选择合适的焊材焊接过渡层,制定严格的焊接和热处理工艺,避免焊接裂纹的产生,满足使用要求。选择镍基合金作为过渡层,并严格控制工艺参数,获得理想的堆焊层,验证了堆焊工艺的可行性,实现了指导工业生产的目的。     

Inconel 740H焊丝熔敷金属高温失塑裂纹敏感性研究

Inconel 740高温合金具有良好的高温力学性能以及优异的抗腐蚀能力,常用于核电设备的关键部位焊接,但在高温下易产生高温失塑裂纹(DDC)。本次通过应变-裂纹(STF)试验测定Inconel 740H焊丝所焊焊缝熔敷金属产生高温失塑裂纹的敏感温度区间,并通过观察金相组织、裂纹形貌及断口形貌研究高温失塑裂纹的机理。     

热丝TIG焊在核电蒸汽发生器下封头接管中的应用

简要介绍了热丝TIG焊的工作原理以及不锈钢堆焊层的主要技术指标及其参数要术；并将热丝TIG焊与其他焊接方法进行比较,具有熔数率高等优越性；分析了采用其堆焊不锈钢过渡层的原因.通过试验验证和产品实际生产质量控制跟踪,现有焊接工艺可以用于指导焊接全过程的操作,堆焊层取样化学分析结果合格,证明热丝TIG焊用于蒸汽发生器下封头接管预堆进过渡层堆焊具有优越性.     

镍基690合金钨极氩弧焊堆焊层微裂纹分析

核电蒸汽发生器制造过程中常采用手工钨极氩弧焊方法堆焊镍基690合金,堆焊层表面的液体渗透(PT)探伤经常发现缺陷。通过模拟产品的堆焊工艺和表面加工状态的试验,分析缺陷的形貌和产生原因。堆焊层表面渗透探伤发现的缺陷主要是由于焊缝金属中微小的夹杂物引起的微裂纹。焊接电流大、焊接过程中保护不良、焊道间清洁度不够是引起堆焊层表面缺陷的主要原因,微裂纹的形成和数量的多少还与表面的加工方法有关。     

汽动给水泵平衡盘开裂原因分析

开展宏观检查、拉伸性能试验、硬度试验和金相检验等对某核电厂汽动给水泵平衡盘发生开裂的原因进行分析。分析结果表明,堆焊层内部裂纹在冲击载荷下发生扩展,并延伸至堆焊层表面。从焊缝内部裂纹的形貌和位置来看,为典型的焊接热裂纹。     

镍基材料焊接中高温失塑裂纹DDC的生成机理及研究进展

综述了镍基高温合金焊接中高温失塑裂纹(DDC)的生成及最新研究进展,讨论了镍基高温合金焊接过程中评价DDC的几种主要试验方法并着重对最适合于DDC敏感性研究的STF试验进行了详细的叙述,同时综述了高温失塑裂纹的生成机理,影响高温失塑裂纹的因素以及降低DDC敏感性的一些措施。通过综述结果表明降低DDC敏感性的主要措施是采用合适的合金体系和配合合适的焊接工艺。通过合适的合金体系来控制晶界形貌,即一些特定的元素和C形成MC类碳化物并以析出物的形式均匀分布在晶界区域内,它们会有效钉扎晶界使晶界变得更加曲折,阻碍晶界的滑移以及晶粒的长大。使用使合金组织晶粒细化的焊接工艺以及相应后续处理使合金拥有很好的抗高温失塑裂纹的性能。     

牙轮钻头牙掌焊接和热处理产生的裂纹分析

运用扫描电子探针对三牙轮钻头牙掌堆焊和热处理后产生的裂纹特征进行了分析，并采用X－射线衍射仪测定了牙试件的残余应力。结果表明，堆焊层与基体的界面缺陷是裂纹形成的主要原因。裂纹扩展方式为穿晶断裂。而堆焊层面拉应力导致裂纹的进一步产生与扩展。建议在堆焊工艺和热处理工艺中采取措施可能减少应力。     

带极埋弧堆焊EQ309L的焊接工艺和接头性能

为了研究堆焊单一E309L熔敷金属的焊接工艺和接头性能,采用埋弧焊(SAW)在14Cr1MoR基体上堆焊一层EQ309L焊带,焊接过程中严格控制焊接热输入和采用有效的消应力退火热处理制度,保证堆焊层顺利通过无损检测以及弯曲、化学、铁素体数量、硬度试验、金相组织分析和晶间腐蚀等理化性能检测。结果表明,采用埋弧焊(SAW)堆焊单层EQ309L时堆焊层的塑韧性能满足要求,晶间腐蚀试验合格,可以用在压力容器的表面堆焊中。     

F22/P91异种钢接头裂纹原因分析及焊接修复

某高压主汽门阀用F22/P91异种钢焊接接头运行时,表面及其内部产生裂纹。文中采用金相显微镜、SEM、显微硬度仪等对焊接裂纹进行检验。结果表明,P91钢及堆焊层强度低、焊接及热处理工艺不合理,是导致接头产生裂纹的主要原因。通过采用合理的焊接和热处理工艺,避免了异种钢接头裂纹的产生,确保了机组的安全可靠运行。     

Inconel625/X65冶金复合弯管热煨弯工艺及组织性能研究

对Inconel625/X65冶金复合管进行了热煨弯试制,弯后进行了调质热处理。对冶金复合弯管不同位置进行了硬度、拉伸、冲击测试,尺寸检验和无损探伤,利用光学显微镜对冶金复合弯管不同位置金相组织进行了分析,同时对Inconel625堆焊层进行了点蚀和晶间腐蚀试验。结果表明,冶金复合弯管力学性能优良、尺寸稳定、无缺陷,得到了贝氏体铁素体和粒状贝氏体组织,堆焊层防腐性能良好。     

核电站接管角焊缝OVERLAY堆焊修复数值模拟及残余应力分析

针对某核电站主管道仪表接管角焊缝及其预堆层可能出现的缺陷等问题,开展了OVERLAY堆焊修复技术研发,并采用数值模拟方式开展焊接工艺研究.完成了堆焊修复结构设计;基于Abaqus建立有限元分析模型,采用生死单元法及热循环曲线法对多层多道堆焊过程进行数值模拟,研究堆焊过程中温度场和应力场的分布特性;开展不同堆焊厚度及线能...     

热作模具用Fe-Cr-Mo-Ni-W气保护堆焊药芯焊丝的研制

研制了一种新型Fe-Cr-Mo-Ni-W热作模具气保护堆焊药芯焊丝。利用金相显微镜、高温箱式电阻炉等对其堆焊合金的显微组织结构、热稳定性、抗热疲劳性能进行了研究。结果表明:Fe-Cr-Mo-Ni-W堆焊合金显微组织由板条马氏体+残余奥氏体组成,焊态硬度47.8 HRC;550℃回火热处理过程中,随着热处理时间的延长,堆焊层硬度逐步降低并趋于平缓。研制的堆焊合金热稳定性优于国外同类焊材,抗热疲劳裂纹性能相近,并明显优于常用的热作模具钢5Cr Ni Mo。     

秦山核电二期扩建工程反应堆堆内构件钴基合金堆焊工艺改进

钴基合金是一种抗高温腐蚀性能优异的耐磨材料,是理想的耐磨堆焊材料。在奥氏体基体上堆焊钴基合金,难点在于预防堆焊裂纹以及补偿堆焊层因稀释(或冲淡)所引起的合金元素含量的降低,同时提高熔敷效率。讨论了钴基合金堆焊容易出现冷、热裂纹的原因,并从冶金和工艺方面分析探讨了提高熔敷率、降低稀释率(冲淡率)以及防止堆焊冷、热裂纹的可行性措施。在对秦山核电二期工程反应堆堆内构件钴基合金堆焊的基础上,改进焊接工艺和参数,对堆焊层进行金相检验及硬度测量,结果满足秦山核电二期扩建工程钴基合金堆焊的设计要求。     

堆焊层化学成分对9CrMoV钢熔敷金属性能影响的研究

采用1CrMo堆焊材料对9CrMoV钢进行了埋弧焊堆焊试验,优化了堆焊工艺参数.针对不同堆焊层进行了化学成分分析,并研究了堆焊层化学成分对熔敷金属力学性能和金相组织的影响.结果表明:距离母材越远,母材对熔敷金属的稀释率越小,堆焊层合金元素含量越少,塑韧性越好;母材与堆焊层结合性能良好,没有产生界面分离现象.上述研究成果可为超超临界汽轮机转子轴颈堆焊技术提供理论依据和技术支持.     

9CrMoV钢堆焊1CrMo金属堆焊层性能的研究

采用1CrMo堆焊材料对9CrMoV钢进行了埋弧堆焊试验,优化了堆焊焊接工艺参数。针对不同堆焊层进行了化学成分分析,并研究了堆焊层化学成分对熔覆金属力学性能和金相组织的影响。结果表明：距离母材越远,母材对熔覆金属的稀释率越低,堆焊层合金元素含量越少,塑韧性越好;且母材与堆焊层结合性能良好,没有产生界面分离现象。上述研究成果可为超-超临界汽轮机转子轴颈堆焊技术提供理论依据和技术支持。     

钴基合金TIG堆焊层界面组织及性能的研究

采用钨极氩弧焊在X45CrSi9-3钢基体表面堆焊钴基合金。堆焊后,将堆焊试样分别放入500、550、650、700、750及780℃的热处理炉中对其进行热处理。对不同温度热处理后堆焊层的硬度进行了测试,采用光学显微镜观察了母材及不同温度热处理后堆焊层的金相组织。研究结果表明:在氩弧焊热源作用下,X45CrSi9-3钢表面发生微熔。钴基合金进入熔池后并未与基体发生剧烈的熔池搅拌。堆焊后,堆焊层界面平齐,无气孔及裂纹等缺陷,实现了冶金结合。钴基合金堆焊层的组织为共晶碳化物相(Cr,Fe)7C3和基体相γ(Co)。(Cr,Fe)7C3呈共晶形貌,并将γ(Co)夹于其间。随着焊后热处理温度的提高,堆焊层洛氏硬度值增加;热处理温度达到750℃时,其硬度值最高,进一步提高热处理温度,硬度值略有下降。     

TA2堆焊锆合金工艺试验

根据钛与锆可以无限互溶的特性,进行了TA2堆焊Zr705工艺试验,并对焊后经热处理及不经热处理的试样进行了金相检测.结果表明,TA2堆焊Zr705,可以提高表面硬度;焊后进行退火处理,可以防止氢致延迟裂纹的产生.