Q345R/316L复合板镍基焊接接头性能

采用TIG和SMAW焊焊接Q345R/316L双金属复合板。利用光学显微镜、电子显微探针、力学性能测试等分析手段研究复合板焊接接头显微组织、主要化学元素分布和力学性能。结果表明,采用THNi317焊条所获得的焊接接头组织主要为奥氏体和少量δ铁素体。基层焊缝熔合线处无明显合金元素稀释,同时未形成脱碳层。焊接接头力学性能良好,无缺陷,平均抗拉强度为519 MPa,焊缝、熔合线与热影响区的冲击功分别为77 J、116 J、69 J,焊道硬度均低于350 HV_(10),满足性能要求。     

焊后热处理对S30408/Q345R复合板焊接接头残余应力的影响

采用计算机模拟、X射线衍射法和盲孔法对焊后热处理前后的S30408/Q345R复合板焊接接头的残余应力分布进行了研究。数值模拟结果表明：随着焊接道次的增加,焊缝区的残余应力逐渐减小并趋于稳定,熔合线附近的残余应力逐渐增大,且高于其他位置的残余应力。结果表明：采用580℃保温2 h的热处理工艺,消除残余应力的作用有限。X射线衍射法及盲孔法所获得的焊缝残余应力值最大误差为23%;焊接接头残余应力实测值明显高于模拟值,焊缝及熔合线附近位置误差均较大,最大误差可达33%。     

304/Q345R复合板焊接接头微观组织及残余应力

为研究复合板在焊接过程中复杂的热力学行为,利用ABAQUS有限元软件对304/Q345R复合板的焊接过程进行了数值模拟,通过热电偶和盲孔法获得了焊接接头的热循环曲线和残余应力分布规律,验证了有限元模型的正确性. 同时采用光学显微镜和扫描电镜对焊接接头的微观组织、晶粒形貌和元素分布进行了分析,研究焊接接头部位的微观组织演化规律. 结果表明,焊接残余应力最大值为312 MPa,位于焊趾附近,残余应力沿焊缝至母材方向逐渐降低并趋于稳定. 在两种材料的交界面处发现残余应力不连续现象. 焊接接头微观组织主要由奥氏体和铁素体组成,复层熔合线附近的铁素体以板条状和针状形成带状过渡区,而熔合线附近的奥氏体晶粒成柱状形貌且尺寸更为微小.     

Q345R/316L复合板单面焊接工艺及其接头性能

对首钢公司生产的13+3 mm厚Q345R/316L复合板进行单面焊接工艺研究。采用先焊不锈钢,然后过渡层,最后填充焊接碳钢的工艺,通过拉伸、冲击和硬度等试验方法评价该复合板焊接接头的性能。结果表明,该焊接工艺获得的焊接接头力学性能满足标准要求,且复层焊缝具有良好的耐晶间腐蚀性能。分析单面焊焊接接头焊缝区的化学成分变化,发现采用该焊接工艺,接头碳钢第一层焊缝受不锈钢焊缝熔入影响,硬度急剧升高,碳钢焊缝的硬度及成分焊接到第四层才能避免不锈钢焊缝的熔入影响。     

Q345R+904L不锈钢复合板焊接接头 力学及腐蚀性能的研究

针对40mm厚度规格的Q345R+904L不锈钢复合板,采用不同的焊接材料分别进行基层、过渡层及盖面层的焊接,焊后根据相关标准进行焊接接头的宏观检查、金相分析、力学性能检测、成分分析及晶间腐蚀试验。结果表明,接头成形良好,其拉伸、弯曲及冲击性能都满足标准要求。采用E309LMo和E385不锈钢焊条分别进行了复合板过渡层的焊接,两种方案获得的接头焊缝区和热影响区的抗晶间腐蚀性能都合格。     

热处理工艺对爆炸焊接TA1/Q345 R复合板 残余应力分布影响

为研究热处理工艺对爆炸焊接TA1/Q345R复合板残余应力的分布状态的影响,采用爆炸焊接的方法试验制备了钛复层为4 mm的TA1/Q345R复合板试板,并使用钻孔法测量了不同热处理温度试板(热处理制度为:分别随炉升温至480℃/540℃/620℃/700℃,保温2. 5 h,随炉冷却)复层残余应力的分布。试验表明:热处理后TA1/Q345R复合板钛复层残余应力由爆炸态的拉应力状态转变为压应力状态,随着热处理温度提高TA1/Q345R复合板钛复层内残余压应力增大,但是620℃以上热处理,复合板钛复层0～2 mm内残余应力向压应力转变继续增大趋势不明显。     

热处理制度对316L/Q345R爆炸焊复合板组织及性能的影响

运用光学显微镜、扫描电镜和扫描电化学显微镜(SECM)等研究了经过不同热处理后316/Q345R复合板的力学性能、耐晶间腐蚀和点蚀的能力,以及界面处微区耐蚀性规律。结果表明,经过900℃×0.5 h保温处理的试样加工硬化消除,冲击吸收能量(155.77 J)提高,腐蚀速率比值最小(0.29),晶间腐蚀倾向小。界面能谱分析得出,在900℃左右元素由高浓度向低浓度扩散,Cr元素扩散速率较Ni的快。SECM结果显示,靠近界面处的电流都比外侧的电流大,在580℃×3 h、720℃×1.5 h、900℃×0.5 h以及原始爆炸态热处理后的的最大电流分别为890、740、605、865 p A。     

热处理对316L/Q345R不锈钢复合板显微组织与力学性能的影响

依据不锈钢复合板双层金属特性,制定真空热轧成形316L/Q345R复合板热处理工艺为高温快速冷却+低温缓慢冷却。采用电子显微与能谱图分析分别对热处理前、后复合板试样进行显微组织特征观察和成分含量测定,研究复合界面显微组织、相结构和成分变化规律。采用剪切、拉伸及冲击功试验对两种状态试样进行力学性能测试,研究显微组织对力学性能的影响规律。结果表明:真空热轧后的复合板能较好复合,热轧试样中低合金钢侧组织为铁素体和珠光体,力学性能较差,不锈钢侧析出Cr的碳化物较多;经过热处理后,试样组织中有贝氏体出现,不锈钢侧Cr在加热制度下重新固溶。热处理实现复相化组织、合金元素界面扩散等复合组织结构的协同作用,从而大幅改善复合板的力学性能和耐腐蚀性能。     

Q345R/316L复合板埋弧焊接头组织及耐蚀性研究

采用埋弧焊(SAW)焊接方法分别焊接2种厚度的Q345R/316L不锈钢复合板,得到2种复合板焊接接头,通过金相、成分分析、晶间腐蚀试验和电化学测试等方法研究了复合板焊接接头不同焊道的组织及耐蚀性。结果表明,厚规格复合板不锈钢盖面焊接了5道次,焊接接头不锈钢各焊道主要为奥氏体组织,无晶间腐蚀倾向;薄规格复合板不锈钢盖面焊接了2道次,不锈钢焊缝组织为奥氏体/马氏体双相组织,出现晶间腐蚀开裂现象;焊缝自腐蚀电位受Cr含量控制,适量的马氏体相表面也能形成稳定的钝化膜,且在腐蚀过程中优先溶解,起到阴极保护的作用。     

Q345R/304复合板焊接接头组织及性能研究

对Q345R/304复合板对接接头的组织及性能进行了系统的试验研究。结果表明,复层侧焊缝区组织为细小的奥氏体+少量的铁素体组织,复合板对接接头抗拉强度达到531 MPa,冲击吸收功为118 J,硬度大小及分布也满足相关标准要求。可见,本试验所采用的焊接材料和工艺可获得性能良好的复合板对接接头。     

Q345/316L异种钢焊接残余应力与变形数值模拟

文中基于SYSWELD有限元分析软件对Q345/316L异种钢焊接过程的瞬态温度分布、残余应力及变形进行了数值模拟,并通过试验对其模拟结果进行了验证. 试验测量结果与数值模拟结果吻合良好,证明了利用SYSWELD模拟异种钢焊接的可靠性. 结果表明,异种钢焊接温度场呈不对称分布,Q345侧的高温区域范围更大. 不论是横向残余应力还是纵向残余应力,沿焊缝方向均呈帽状分布且在焊缝中部位置存在最大残余应力;在垂直于焊缝中央截面上,纵向残余应力与横向残余应力在焊缝和焊缝附近区域分布是不连续的,存在较大的应力梯度且应力状态也较复杂,而最大残余应力出现在Q345侧的熔合线处. 不同的热输入下模拟结果表明,在保证焊接接头质量的前提下,最好采用小热输入的焊接工艺.     

时效处理对Q345/316L异种焊接接头耐腐蚀性能的影响

采用焊条电弧焊(SMAW)对Q345/316L异种钢进行焊接,并对焊接接头进行不同温度的时效处理。在模拟常温高压海水环境中对不同时效处理的异种钢焊接接头开展腐蚀试验。研究时效处理对Q345/316L异种钢焊接接头耐腐蚀性能的影响。结果表明:经过450℃时效处理的异种钢焊接接头比250℃、600℃及不进行时效处理的焊接接头具有更好的耐腐蚀性能。同时经450℃的时效处理有利于焊缝奥氏体晶界处碳化物的溶解,缓解晶界的贫Cr现象,提高其耐腐蚀性能。此外,Q345/316L异种钢焊接接头在模拟海水腐蚀环境中的腐蚀产物主要是α-Fe和Fe OOH。     

20/Q345R异种钢焊接接头残余应力及变形的有限元分析

基于Ansys模拟软件,采用生死单元法编写APDL命令流,对20/Q345R异种钢平板对接多层焊的焊接温度场及应力场进行了模拟计算,并通过试验对模拟结果进行了验证,试验结果和模拟结果吻合良好。结果表明,异种钢焊接过程中温度场分布不对称,且Q345R钢侧高温区域稍大于20钢侧的;焊接过程中,等效应力集中分布于焊缝及其附近区域,焊后等效应力以变形的方式进行释放,导致结构产生了一定程度的变形,焊缝附近应力呈现较大的梯度;焊缝中间部位横向收缩最大,引弧和熄弧处横向收缩较小,焊后试件变形较小。     

316/316L换热管与316/316L管板焊接接头电化学腐蚀性能

利用动电位极化曲线、电化学阻抗谱研究双牌号材料316/316L换热管和316/316L管板焊接接头与316L换热管和316L管板焊接接头的在3.5%Na Cl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:双牌号材料316/316L的焊接接头耐蚀性能更优越,选择合适的焊接工艺有利于提高焊接接头的耐腐蚀性能。     

焊后热处理对Q345-R312接头腐蚀性能的影响

对Q345-R312耐热焊缝进行不同温度的焊后热处理,研究热处理工艺对接头组织及二氧化碳耐腐蚀性能的影响。结果表明,300℃退火后耐热接头焊缝的组织为铁素体和絮状珠光体,絮状珠光体分布均匀,显微硬度增加。600℃热处理后焊缝铁素体呈带状分布,珠光体含量很少,显微硬度降低。热处理后,焊缝和热影响区的自腐蚀电位升高,耐腐蚀性能提高,腐蚀后表面发生点蚀萌生现象,但并未形成明显的腐蚀蚀坑。600℃热处理后,母材的耐腐蚀性能较差,产生蚀坑,形成FeCO_3腐蚀产物。     

Q345/316L异种钢K-TIG焊接接头的组织及性能

采用K-TIG焊接方法对Q345/316L异种钢进行焊接试验,并利用光学显微镜、扫描电镜、万能试验机、冲击试验机、显微硬度仪等观察和分析焊接接头的显微组织及力学性能.结果表明:靠近316L侧焊缝组织为奥氏体及骨骼状铁素体,呈柱状晶分布,靠近Q345侧焊缝组织为板条马氏体.316L侧形成宽约45～50μm的熔合区,由细小...     

热处理工艺对爆炸焊接C276/Q345R金属复合板性能的影响

爆炸焊接C276/Q345R金属复合板兼具哈氏合金C276的高耐蚀性和碳钢Q345R的强度而被广泛应用于航空航天、核电工程和军事装备等重点工程领域。爆炸焊接后的C276/Q345R复合板热处理一直是行业研究热点。本文采用对比分析的方法,对爆炸复合后的C276/Q345R金属复合板进行了一系列热处理实验研究,分析了热处理工艺对复合板力学性能和耐蚀性能的影响。结果表明,采用1120 ℃、30 min水冷的热处理工艺,可以在保证复层具有优异耐蚀性的条件下界面显微硬度得到大幅改善,为后续的机加工艺创造有利条件,对实际生产具有指导作用。     

热处理对复合板焊接接头中316L不锈钢焊缝组织及耐蚀性的影响

对Q345碳钢/316不锈钢复合板进行焊接,并对焊接接头进行了不同工艺的热处理;通过组织观察、晶间腐蚀试验和应力腐蚀试验研究了热处理工艺对316L不锈钢焊缝组织和耐蚀性的影响。结果表明:316L不锈钢焊缝组织均为奥氏体+条状铁素体;随热处理次数增加,奥氏体晶界变宽,二次热处理后在316L不锈钢焊缝奥氏体晶界处有明显Cr23C6析出,并形成了贫铬区,容易发生晶间腐蚀和应力腐蚀,降低了316L不锈钢焊接接头的耐蚀性。     

Q345/316L异种钢焊接接头组织与性能研究

采用手工钨极氩弧焊方法对Q345/316L异种钢进行焊接,对其焊接接头的力学性能、耐腐蚀性进行了测试,并对接头的金相组织和表面腐蚀形貌进行了观察分析。结果表明:拉伸试样断裂在抗拉强度较低的Q345母材侧;碳钢侧熔合线附近存在较窄的碳迁移层;焊缝金属的强度、硬度和耐腐蚀性都较高。     

Q345R钢焊接接头不同部位补焊残余应力的有限元分析

Q345R钢由于具有良好的性能而广泛应用于压力容器与管道的制造,其焊接接头部位常出现裂纹,焊接残余应力是主要影响因素之一.利用有限元软件ABAOUS,开发了一个顺次耦合的热应力计算程序,对焊接接头焊缝区域与热影响区补焊的残余应力分布进行了数值模拟,得到了补焊残余应力的分布位置及大小.结果表明,补焊后,残余应力值比焊态下残余应力值有所增加,纵向应力和横向应力值增加幅度不同.为此,对实际补焊修复提出了建议,为优化补焊工艺、控制残余应力提供了参考依据.