X80管线钢用气体保护焊丝的研制

为了满足X80管线钢焊接时的强度、冲击韧性等性能要求,设计了以Mn-Ni-Mo-Ti-B为合金系的焊丝。确定了X80管线钢用气体保护焊丝熔敷金属组织应以大量针状铁素体和少量粒状贝氏体的复合组织为主,同时明确了焊丝的化学成分。试验分析表明,所用焊丝熔敷金属强度、冲击韧性和硬度等均达到了要求值。焊缝熔敷金属显微组织也达到了设计目标,即获得了以针状铁素体为主,其间弥散析出少量粒状贝氏体的焊缝复合组织。同时利用扫描电镜对冲击断口形貌进行了分析,断口具有典型的韧窝。最后利用透射电镜探究了针状铁素体在夹杂物表面的形核机理。     

核级高压汽缸用马氏体不锈钢焊条CHK207Ni的研制

为了实现核电设备用焊接材料的国产化,研制了一种用于核级高压汽缸的马氏体不锈钢焊条CHK207Ni,并采用该焊条进行了全位置焊接、熔敷金属和第三方工艺评定试验。试验结果表明,道间温度控制在280~300℃,热处理工艺为680℃保温12 h、 750℃保温1 h时,焊缝金属力学性能最优, 20℃时冲击功大于60 J;采用该焊材焊接,工艺性能优良,满足用户技术要求。研究结果表明,随着焊接道间温度的升高,熔敷金属冲击韧性降低;通过热处理保温温度的提高或者延长保温时间,可使焊缝组织转变为更加均匀的回火索氏体,熔敷金属具有良好的冲击韧性。     

Inconel601镍基高温合金焊接工艺研究

为了研究Inconel601镍基高温合金焊接工艺,基于材料的化学成分、力学性能、冶金性能等特性,选用ERNiCrCoMo-1焊材作为填充金属,通过控制热输入调整焊接参数,对Inconel601进行了焊接试验,并对焊接接头开展力学性能检测、腐蚀试验及金相分析。结果表明,通过控制热输入获得较大的冷却速度,并且在合金元素冶金作用下,熔敷金属获得良好的抗裂性,焊缝无结晶裂纹的产生,且焊缝成型美观;焊接接头具备优异的力学性能及良好的耐蚀性能。     

焊接工艺对22mm壁厚X80管道环焊缝冲击韧性的影响

为了优化22 mm壁厚X80管道施工中环焊缝焊接工艺,采用管线铺设过程中常用的自保护药芯焊丝半自动焊接工艺,研究了不同焊接热输入及焊道排列对焊缝组织和冲击韧性的影响。结果显示,在所研究的热输入范围内,焊道排列对焊缝组织和冲击韧性影响不大;焊接热输入在16 k J/cm以上时,焊缝金属的冲击韧性急剧下降;焊接热输入在10 k J/cm时,焊缝金属的冲击韧性波动较大;热输入在12~15 k J/cm时,焊缝金属的冲击性能最佳。研究表明,X80自保护药芯焊丝对焊接热输入较为敏感,采用12~15 k J/cm的热输入施焊,可确保焊缝金属的冲击韧性满足工程技术要求,此时焊道排列对焊缝金属的冲击韧性无影响。     

焊接热输入对高强钢焊条焊缝组织和力学性能的影响

针对PCrNi3MoVA中碳调质钢,研制一种Cr-Ni-Mo-V合金系高强钢焊条。通过观察焊缝金属金相组织、测量焊缝金属抗拉强度和冲击韧性,研究了焊接热输入对研制出的高强钢焊条性能的影响。研究结果表明:焊接电流超过220 A,随焊接电流的增大焊缝金属组织中针状铁素体逐渐减少,且组织晶粒逐渐粗大,力学性能逐渐恶化。综合考虑焊接热输入对焊缝金属性能的影响,选择焊接电流为220 A左右较为合适。     

焊接热输入对厚壁X80管线钢粗晶热影响区组织及性能的影响

为了研究焊接热输入对X80管线钢粗晶热影响区的组织及性能影响,采用热模拟技术,对不同焊接热输入下X80管线钢的力学性能与显微组织进行了研究和分析。研究结果表明,在不同热输入量下厚壁X80管线钢粗晶热影响区组织为板条贝氏体、粒状贝氏体及M-A岛组织。当热输入量小于25 kJ/mm时,粗晶热影响区组织以贝氏体板条为主,冲击韧性最佳,但硬度较高;当热输入量在25 kJ/mm时,试验钢粗晶热影响区组织为板条贝氏体与粒状贝氏体,冲击韧性较高,且硬度适中;随着热输入的增大,粗晶热影响区中的粒状贝氏体变得极为粗大,同时,M-A形态与分布发生急剧变化,粗晶热影响区出现严重软化,冲击韧性值明显下降。     

9Ni钢焊条电弧焊焊接接头的热裂纹分析

为了找到9Ni钢焊条电弧焊焊接接头产生热裂纹的原因,采用Φ3.2 mm规格ENi Cr Mo-6电焊条对尺寸为500 mm×200 mm×10 mm的9Ni钢试样进行了电弧焊试验,并通过金相显微组织分析、直读光谱分析等方法,分析了焊接接头的显微组织与化学成分。分析结果表明,熔敷金属的结晶形态为具有强烈方向性的树枝晶,枝晶偏析严重;焊接接头熔敷金属沿着晶界产生热裂纹;熔敷金属中Pb在晶界的偏析是导致热裂纹产生的主要因素。最后给出了预防该类焊接热裂纹的具体措施。     

X80管线钢环焊缝气体保护焊焊丝的研制

针对X80管线钢的组织与性能特点,研究设计了适用于管线钢现场焊接用Mn-Ni-Mo-Ti合金系气体保护焊焊丝;测试了焊缝金属的化学成分、金相组织、冲击韧性、抗拉强度和硬度。该焊丝的熔敷金属屈服强度600 MPa,抗拉强度645 MPa,-30℃夏比冲击功105 J。该焊丝用于X80管线钢现场焊接结果表明,焊缝抗拉强度645 MPa,-10℃夏比冲击功平均值145 J,焊缝具有很好的强韧性匹配。采用金相显微镜和SEM对使用该焊丝焊缝微观组织和断口形貌分析表明,焊缝金相组织主要为针状铁素体、少量的先共析铁素体和粒状贝氏体的组织,断口为韧窝状,呈现典型的塑性断裂特征。     

填充金属对X100管线钢焊缝组织性能的影响

采用埋弧自动焊机和焊接热模拟试验机对X100管线钢进行了埋弧双丝焊接试验,对比分析了两种焊接工艺下得到的焊缝区组织性能的变化情况及影响因素,研究填充金属对X100管线钢组织性能的影响规律。研究结果表明,经过埋弧双丝焊所得X100管线钢焊缝组织主要以针状铁素体、粒状贝氏体和少量先共析铁素体组成,组织比较细小,与母材性能相比,焊缝区的冲击韧性良好,强度有待提高;经过焊接热模拟方法所得X100管线钢焊缝区的组织主要以板条贝氏体和少量粒状贝氏体组织组成,焊缝区的强韧性基本和母材保持一致。     

12Cr1MoVG钢焊接接头热裂纹原因分析及对策

针对12Cr1MoVG钢高压集箱焊接接头出现的热裂纹,随机抽查6个不同厂家批次的相同牌号的焊条,通过对外观质量、熔敷金属化学成分、性能评价及产品模拟试件的比较,分析了熔敷金属的Mn/Si比值、Mn/S比值及屈强比。优选了对母材适应性较强的焊接材料进行施焊,并采取必要的工艺措施,焊缝金相组织索氏体含量增高,块状铁素体含量减少,强度及韧性增加,抗裂纹生成及扩展能力增强,有效解决了焊接热裂纹问题。     

TA1/X65复合板对焊工艺及焊缝组织和性能分析

为了提高钛/钢复合板对焊接头性能,选择3种工艺方案进行焊接试验,采用金相显微组织分析、显微硬度和焊缝背弯试验,研究了钛/钢复合板对接焊缝组织特征、显微硬度分布及焊缝背弯性能。结果表明,工艺方案3成功实现了薄覆层钛/钢复合板对焊连接,焊接接头背弯角度可达100°,拉伸面完好,焊缝性能达到项目预期指标要求。钛覆层搭接焊质量严重影响复合板对焊接头全壁厚背弯性能。钛焊缝区显微组织为锯齿状α-Ti+针状α-Ti+晶界β-Ti,热影响区组织为多形态粗大α-钛。显微硬度较高区域出现在钛焊缝熔敷金属区,硬度值达200HV10。精确控制熔深、降低热输入、减小热影响区尺寸及细化晶粒,是提高钛焊缝塑韧性和安全可靠性的有效方法。     

低热输入多丝埋弧焊工艺研究

研究开发出了一种新型高强度、大壁厚UOE钢管埋弧焊工艺。该工艺采用小直径焊丝作为多丝焊的前丝(第1丝),将焊接热输入降低25%,细化了热影响区原始奥氏体的晶粒尺寸,从而提高了API X65钢级大壁厚管线钢管焊缝热影响区的韧性。试验结果表明,该工艺可以实现焊接接头完全焊透,同时具有充足的熔敷金属,达到了与传统方法相同的熔深。通过超声波和射线检测,焊缝均未发现未焊透、夹渣等焊接缺陷,焊缝形貌良好。     

大跨度桥梁用钢WNQ570的手工焊接性能试验研究

针对桥梁建造现场中焊缝点固及结构焊接主要采用手工焊方法进行的特点,为保证焊接接头具有优良的性能,采用CJ607Q焊条匹配WNQ570钢2种交货状态下的3种规格钢板进行了手工焊接试验。试验结果表明,接头拉伸性能和冷弯性能优良,接头过热区主要为贝氏体组织,焊缝金属主要为细小的针状铁素体组织,焊缝具有优良的低温冲击韧性;焊缝表层与中心全断面焊缝HV10硬度值均小于250,接头具有较低的时效敏感系数及较高的低温冲击韧性。     

大跨度桥梁用WNQ570钢的气体保护焊接性能研究

针对桥梁建造现场中要求焊接接头必须具有优良的接头性能,采用WER60和WER70N气体保护焊丝匹配WNQ570钢两种交货状态下的3种规格钢板进行了气保焊接试验。试验结果表明,接头抗拉强度和冷弯性能优良;接头过热区主要为贝氏体组织,焊缝金属主要为细小的针状铁素体组织,焊缝具有优良的低温冲击韧性;焊缝表层与中心全断面焊缝HV10均小于250,接头同时具有较低的时效敏感系数及较高的低温冲击韧性。     

双电极焊条单弧焊焊缝组织与性能研究

首先分析了双电极焊条单弧焊焊接电流对焊缝成形的影响,利用扫描电镜对接头微观组织进行了观察。其次对熔敷金属的化学成分及力学性能进行了测定。最后对断口形貌以及夹杂物成分进行了分析。结果表明,焊接电流在180~220 A之间焊缝成形最佳,接头从焊缝到母材由珠光体和铁素体组成的粗大柱状晶组织、过热粗晶区魏氏组织、细晶区铁素体和珠光体组织、母材组织等一系列梯状组织组成,熔敷金属的化学成分和力学性能均在标准要求的范围内,焊接接头的强度高于母材,呈韧窝断裂。     

某电厂二级再热器T91钢管焊接接头裂纹分析

为了避免T91钢管焊缝断裂事故的发生,以某电厂二级再热器T91钢管焊接接头渗漏现象为例,通过化学成分分析、宏观及微观组织分析、显微硬度试验对焊缝开裂原因进行了研究。结果显示:母材及熔敷金属化学成分满足相关标准要求,焊缝组织为粗大的马氏体,焊接热影响区的硬度明显高于焊缝的硬度,裂纹起源于焊接接头热影响区外壁的粗晶区,符合冷裂纹特征。研究结果表明,T91钢管焊接接头的环向开裂是由于焊接线能量太大或现场焊后热处理温度不符合标准要求造成的,除严格执行焊接工艺、控制线能量外,应合理布置加热带及控温热电偶的位置来保证热处理温度。     

电弧超声技术在焊接工艺中的应用研究

对电弧超声技术的应用情况进行了综述,分析了电弧超声对焊接接头宏观形貌、焊缝及热影响区金相组织及力学性能的影响规律。分析表明,在电弧超声作用下,显著增强了焊接熔池搅拌作用、加快了焊接热传导,随着激励频率的增加,熔深基本不变,熔宽增大,粗晶区宽度减小,细晶区宽度增大;焊缝、熔合区、粗晶区、细晶区金相组织均明显细化,焊缝区的组织分布更趋均匀化;降低了焊接接头对热输入的敏感性,并使焊接接头在较高的焊接热输入水平下仍能具有良好的冲击韧性,尤其可显著提高焊接接头的低温冲击韧性;能够改善焊缝及其周围区域的残余应力分布,使其分布均匀,变化幅度减小。     

药芯焊丝焊接储罐纵焊缝裂纹形成原因分析

对采用Φ1.6 mm药芯焊丝EG-60气电立焊方法焊接的储罐纵焊缝进行X射线复检,发现了横向裂纹。对储罐SPV490Q高强钢板材、施焊工艺以及焊丝EG-60熔覆金属的化学成分和力学性能及其扩散氢含量进行了分析。SPV490Q高强钢板材、施焊工艺均符合设计要求。焊缝显微组织为贝氏体加少量铁素体,裂纹中存在夹杂。EG-60熔覆金属化学成分及力学性能在JIS Z3319验收标准范围内,而扩散氢含量为5.3×10-2mL/g,高于标准要求。高的扩散氢含量和药芯焊丝焊接过程产生的夹杂导致了储罐纵焊缝横向裂纹的形成。     

不同焊接热输入对X90管线钢CGHAZ组织与性能的影响

为了获得X90管线钢埋弧焊接的合理热输入,采用Gleeble-3500型热模拟试验机模拟了不同焊接热输入条件下X90管线钢的热循环过程,同时采用显微组织观察、冲击试验和硬度试验的方法,研究了不同焊接热输入对X90管线钢粗晶热影响区(CGHAZ)组织与性能的影响规律。结果显示,X90管线钢经焊接热模拟后, CGHAZ显微组织主要有贝氏体铁素体、粒状贝氏体和M/A岛组元组成,冲击韧性优异;当焊接热输入E30 kJ/cm时,显微组织中贝氏体铁素体减少,粒状贝氏体不断增多,晶粒尺寸变大,同时M/A组元也由细小的网状长大成大条状或块状,韧性显著下降, CGHAZ存在软化现象。研究表明,对于X90管线钢的埋弧焊接,当焊接热输入E30 kJ/cm时可获得良好的综合力学性能。     

不同回火温度对X70管线钢管焊缝组织性能的影响

为了研究热煨弯管制作过程中回火温度对X70直缝埋弧焊管焊缝组织性能的影响规律,开展了热处理试验,并对试样进行了力学性能检测及金相分析,研究了不同回火温度对X70焊管焊缝热影响区韧性的影响。研究结果采表明,采用500~550℃回火处理时,弯管焊接接头冲击韧性和强度匹配最佳;采用570~600℃回火处理时,焊缝和热影响区冲击韧性迅速恶化,已不适宜用作油气输送管线用管。