690 MPa级双丝埋弧焊接头的组织与性能

采用自主开发的抗拉强度690 MPa级埋弧焊丝对16.3 mm厚同等强度级别钢板进行了双面双丝埋弧焊接试验,研究了焊接接头的组织和性能。焊缝组织性能测试结果表明,先焊面焊缝由针状铁素体、粒状贝氏体、上贝氏体及少量M-A组元和晶界铁素体组成,而后焊面焊缝则由针状铁素体、多边形铁素体、上贝氏体及少量M-A组元组成;先焊面硬度值（247 HV5）高于后焊面（232 HV5）与先焊面存在的粒状贝氏体组织有关;先焊面和后焊面的-20 ℃小试样冲击吸收能量分别为106 J和119 J,先焊面较低的冲击吸收能量与其较低含量的针状铁素体及粒状贝氏体的存在有关。全焊缝力学性能测试结果表明,焊缝的抗拉强度768 MPa,-20 ℃韧性≥ 165 J,断后伸长率为20 %。热影响区组织性能测试结果表明：先焊面和后焊面的热影响区组织特征相似,其中粗晶区和临界再热粗晶区均由上贝氏体和粒状贝氏体组成,细晶区和临界区分别由多边形铁素体和M-A组元,以及上贝氏体、粒状贝氏体、多边形铁素体和M-A组元构成;上述各区域（粗晶区、临界再热粗晶区、细晶区和临界区）的硬度值分别为236、232、229和234 HV5,其中粗晶区硬度值最高、其-20 ℃冲击吸收能量≥ 169 J。上述焊缝区和热影响区的组织和性能测试表明：焊接接头具有较好的强度与低温冲击韧性匹配。     

粗晶热影响区比例对09MnNiDR焊接接头冲击韧性的影响

通过对09MnNiDR低温压力容器用钢埋弧焊焊接接头热影响区不同位置处的冲击吸收能量的测试、冲击断口以及微观组织的观察分析,确定了09MnNiDR焊接接头的组织特征以及最薄弱区域,并深入讨论了最薄弱区域对焊接接头冲击韧性的影响. 结果表明,在?70 ℃时,焊接接头母材、亚临界热影响区、临界热影响区、细晶热影响区平均冲击吸收能量均在270 J以上,表现出良好的韧性. 焊缝的平均冲击吸收能量为139 J. 焊接接头韧性最薄弱区域为粗晶热影响区,当缺口完全位于粗晶热影响区时,冲击吸收能量为20 J,相比于母材冲击韧性损失高达92.7%. 粗晶热影响区的显微组织为粗大的粒状贝氏体、板条贝氏体以及块状铁素体组成的复合组织. 随着缺口尖端前沿粗晶热影响区比例的增加,其分布位置越靠近缺口尖端,试样的冲击吸收能量越小,充分体现出最薄弱区域对冲击韧性的影响.     

高焊接性能耐候桥梁钢Q370qEW的研制

利用试验轧机试制20 mm和30 mm厚Q370qEW高焊接性耐候钢板,研究了钢的连续相转变行为、显微组织和力学性能,用热模拟和焊接试验评定了钢板的焊接性能。结果表明,当二开轧温度≤900℃,压下率≥50%,终冷温度≤564℃,可得到多边形铁素体加少量贝氏体;钢板屈服强度≥370 MPa,抗拉强度≥510 MPa,伸长率≥20%,-40℃冲击吸收能量≥100 J。焊接热模拟试验表明,当热输入量≤216 kJ/cm时,焊接热影响区由晶界铁素体、多边形铁素体和针状铁素体构成,其-40℃冲击吸收能量≥100 J。对20 mm厚钢板进行了热输入量为99 kJ/cm的双丝埋弧焊接,无预热和焊后热处理,焊接接头质量良好,接头抗拉强度为525 MPa,热影响区熔合线和熔合线+1 mm处的-40℃冲击吸收能量分别≥150 J和≥180 J。试验结果揭示了钢板良好的焊接性能。     

高强度低焊接裂纹敏感性钢焊接热影响区的冲击韧度

采用埋弧自动焊接方法焊接高强度低焊接裂纹敏感性钢,分析了高强钢焊接热影响区中不同微区的显微组织特征与冲击韧度之间的关系.焊接接头粗晶区和细晶区的显微组织分别为粗大的粒状贝氏体和细小的准多边形铁素体组织,其-20℃的平均冲击吸收功分别为45 J和170 J.粗晶区中粒状贝氏体的有效晶界为原始奥氏体晶界,晶内存在大量的小角度晶界和亚晶界,有效晶粒尺寸较大,冲击韧度显著降低;细晶区中准多边形铁素体的平均有效晶粒尺寸约为5.3μm,大角度晶界可以有效阻碍了裂纹的扩展,具有较好的冲击韧度.     

大线能量焊接EH36船板钢FCB焊接接头组织与性能

对工业化试制的32 mm厚大线能量船板钢EH36进行热输入为228 k J/cm的FCB法焊接试验,并研究了焊接接头的组织和力学性能。结果表明:焊接热影响区的过热粗晶区原奥氏体晶粒尺寸达到300~500μm,组织主要由少量晶界铁素体和晶内形核铁素体(约60%~80%)组成,是该区焊接时峰值温度达到δ相转变温度以上并停留较长时间造成的,并给出δ相转变温度及奥氏体晶粒尺寸与峰值温度之间的关系;粗晶区由15~30μm的多边形铁素体与3~10μm的针状铁素体(10%~20%)构成;细晶区包含10~20μm的多边形铁素体和小于等于10μm的珠光体;临界区表现为混晶组织。焊接接头热影响区的冲击功A_(kv)≥100 J(-20℃),拉伸试样断裂于母材,接头性能满足要求。     

Q345超细晶粒钢的焊接性能

对7.5 mm厚Q345超细晶粒钢板卷进行了两种焊丝(φ1.2 mm药芯和实芯)3种热输入(4～10 kJ/em)的系列CO2气体保护焊接试验,研究了焊丝和热输入对焊接接头组织和性能的影响.结果表明,热输入为4 ～ 10 k.J/cm的气体保护焊,可得到满足性能要求的焊接接头;热输入为4～6kJ/cm时,焊接接头粗晶区主要由贝氏体和马氏体构成,且药芯焊丝接头粗晶区马氏体含量高于实芯焊丝接头粗晶区,导致了药芯焊丝接头粗晶区较高的硬度;热输人为10 kJ/cm时,焊接接头粗晶区主要由铁素体构成.拉伸试验和硬度试验表明,母材是焊接接头中的薄弱部位.冲击试验结果表明,焊缝区、热影响区冲击性能与母材在同一水平.     

X90钢直缝埋弧焊管焊接接头的组织和性能

利用光学显微镜、扫描电镜分析了某厂生产的X90钢管线钢焊接接头的显微组织,通过硬度试验和冲击试验测试了其硬度和韧性变化规律。试验结果显示,其焊缝为针状铁素体和粒状贝氏体组织,熔合区和粗晶区为粗大粒状贝氏体组织,细晶区为多边形铁素体、珠光体和MA组织,混晶区为粒状贝氏体、多边形铁素体、珠光体和MA的混合组织;热影响区有局部硬化和软化现象,且内焊缝硬度高于外焊缝;试验温度高于-20 ℃时,热影响区的冲击吸收能量和剪切断面率高于焊缝,低于-40～-20 ℃区间某个值后,冲击性能将降低至焊缝性能以下;热影响区的韧脆转变温度约在-50 ℃附近,而焊缝的韧脆转变温度约在-70 ℃附近。     

铁素体/奥氏体双相MIG焊接头组织与动态性能研究

文中对铁素体/奥氏体双相MIG焊接头组织与冲击性能等进行研究。通过分析接头区金相组织、硬度分布和冲击吸收功以及断口形貌,探究焊接接头微观组织演变机理与冲击性能之间的关系。结果表明,铁素体/奥氏体双相焊缝组织为均匀奥氏体和少量铁素体,热影响区组织分别为粗晶区的δ铁素体+马氏体、细晶区与混合晶粒区为马氏体+铁素体;硬度分布由粗晶区、细晶区、焊缝、母材硬度值依次降低,其中熔合线处硬度最大;冲击断口表现为韧性断口,冲击吸收功随温度下降呈降低趋势。研究证明,热输入是影响接头组织与冲击性能的重要因素。铁素体/奥氏体双相组织接头较单一铁素体组织接头动态性能有所提升。     

热输入对Q500CF钢板焊接热影响区组织和冲击性能的影响

通过埋弧焊试验和Gleeble热模拟试验研究了热输入对Q500CF钢热影响区(HAZ)组织和冲击性能的影响.埋弧焊结果表明,热输入为15～ 50 kJ/cm时,HAZ的-20℃冲击吸收功大于等于146 J;HAZ中熔合线(FL)处冲击吸收功最低且随热输入增大而减小.组织观察表明,随热输入增加,粗晶区组织由15 kJ/cm时的板条贝氏体(LB)和粒状贝氏体(GB)转变为50 kJ/cm时的GB组织;临界粗晶区在晶界上出现了大量l ～7 μm的M-A组元,导致低温冲击韧性恶化.Gleeble热模拟结果表明,热输入为50 ～ 70 kJ/cm时,粗晶区GB组织粗化并导致该区冲击韧性恶化.因此为确保多道焊焊接接头HAZ低温冲击韧性,焊接热输入应限制在15～50 kJ/cm之间.     

焊接线能量对转向架用SMA490BW耐候钢接头组织与性能的影响

对转向架SMA490BW耐候钢在不同焊接线能量下进行了单丝MAG焊接试验,研究了线能量对接头显微组织与力学性能的影响。结果表明:焊接线能量在10~32 kJ/cm时,随着线能量的增加,焊缝金属中的晶内针状铁素体逐渐转变为条状或块状的铁素体,晶界侧板条铁素体尺寸增大;热影响区晶粒逐渐粗化,粒状贝氏体和晶界的先共析铁素体增加,当线能量达到32 kJ/cm时晶界的先共析铁素体几乎呈网状分布。不同线能量下,焊接接头拉伸试样均断裂于母材。随着线能量的增加,焊缝金属和热影响区的冲击功逐渐减小,对于焊缝金属、热影响区,线能量分别不超过25、32 kJ/cm时,其冲击功满足在-40℃下不小于27 J的要求。     

大线能量焊接用钢模拟热影响区的组织与性能

研究了一种低碳低合金600MPa级耐大线能量焊接用钢模拟大线能量输入焊接粗晶热影响区（简称CGHAZ）的微观组织及力学性能。结果表明，大线能量模拟CGHAZ具有优良的强韧性配合（σs≥490MPa，σb≥610MPa，-20℃时AKV≥47J）。模拟热循环过程中CGHAZ中的高温稳定的复合夹杂物促使针状铁素体的形成，针状铁素体的数量与输入线能量有关。奥氏体和铁素体晶粒大小及针状铁素体数量显著影响焊接粗晶热影响区的力学性能。     

微合金EH40型船板钢大热输入焊接接头组织和力学性能

通过拉伸、冲击、硬度力学试验和接头微观组织分析,对EH40船板钢大热输入埋弧焊的焊接性和接头性能进行了试验分析.结果表明,以热输入为40 kJ/cm和60 kJ/cm焊接,焊接热影响区粗晶区冲击吸收功值均最低,分别为116 J和80.5 J;焊接接头的强度均高于母材,焊接热影响区均未出现焊接软化区.当焊接热输入为40 kJ/cm时,粗晶区组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体、少量的块状铁素体,而焊接热输入为60 kJ/cm时,板条贝氏体明显减少,块状铁素体增多,并出现少量针状铁素体.Ti,Nb合金元素的碳氮化合物第二相粒子,在大焊接热输入时,很大程度上阻止粗晶区奥氏体晶粒的长大,改善了该区域的冲击性能.     

焊接热输入对T92/S30432异种钢焊接接头组织和性能的影响

研究了焊接热输入对T92/S30432异种钢接头各区域的显微组织以及接头力学性能的影响。结果表明:T92/S30432异种钢接头焊缝为粗大树枝晶组织,T92侧热影响区(HAZ)主要由粗晶区及细晶区构成,粗晶区内部观察到块状的铁素体;S34032侧HAZ没有明显分区,但存在明显的晶粒长大和晶界粗化。随着焊接热输入增大,焊缝金属、T92侧的粗晶区和S30432侧的HAZ组织发生粗化,T92侧粗晶区内部的铁素体的含量和尺寸也增大;小焊接热输入可以提高焊缝金属和T92侧HAZ的冲击功;大焊接热输入可以一定程度上改善焊接接头的强度。因此,适宜采用的小焊接热输入制备T92/S30432异种钢接头。     

核电站钢衬里壁板安装脉冲TIG自动焊试验

采用脉冲TIG自动焊对6 mm厚核电站钢衬里壁板用钢P265GH进行横焊、立焊试验,并分析焊接接头的组织和力学性能。结果表明:钢衬里壁板对接焊采用I形坡口和适当的焊接工艺,能够得到成形良好且无缺陷的焊接接头;横焊和立焊焊接接头的焊缝组织均主要为侧板条铁素体(FSP)+针状铁素体(AF)+晶界铁素体(GBF)+粒状贝氏体(GB),粗晶热影响区(CGHAZ)组织均主要为侧板条铁素体(FSP)+上贝氏体(UB)+晶界铁素体(GBF)。横焊和立焊焊接接头的力学性能试验结果表明,其横向抗拉强度均≥470 MPa,断裂位置均位于母材;焊缝的0℃冲击功吸收均≥130 J,热影响区的0℃冲击吸收功均≥140 J;焊接接头硬度均≤HV10350,未出现硬化倾向;焊接接头弯曲试样均未出现裂纹,焊接接头的力学性能符合RCC-M标准要求。     

焊材Ni含量对海工钢EQ47气保接头组织和性能的影响

采用高Ni和低Ni含量两种药芯焊丝对30 mm厚海工钢板EQ47进行了热输入量为17 kJ/cm的多层多道气保焊接试验,通过测试焊接接头微观组织、硬度和冲击性能,分析了Ni含量对焊缝和热影响区组织和性能的影响。结果表明,焊接接头焊缝区主要由针状铁素体（AF）和晶界铁素体构成,高Ni含量焊缝中的针状铁素体体积含量高于低Ni含量焊缝,这也导致高Ni含量焊缝相对于低Ni焊缝具有较高的硬度和低温韧性。两个焊接接头热影响区的组织类别相似,粗晶区和细晶区分别由上贝氏体,铁素体和珠光体构成,而临界粗晶区则在上贝氏体的晶界上出现了M-A组元。高Ni含量接头的粗晶区由于Ni含量高于低Ni接头,导致其硬度（249 HV0.5）高于低Ni接头粗晶区（235 HV0.5）;Ni含量的差异也导致了高Ni接头的临界粗晶区中的硬度（244 HV0.5）高于低Ni接头（233 HV0.5）,这是由于前者的M-A组元的尺寸和含量高于后者。冲击性能结果表明：高Ni含量接头热影响区的冲击性能低于低Ni含量接头,这是由于使用高Ni焊材熔入粗晶区的Ni含量更高,导致粗晶区和临界粗晶区硬度升高,韧性降低。高Ni焊材有助于焊缝区的韧性,而低Ni焊材则有利于热影响区的韧性。     

自保护药芯焊丝焊接X70管线钢接头力学性能和微观组织特点

对X70大管径管线钢焊接用自保护药芯焊丝进行研究.并进行焊接工艺和力学性能的评定,以确定其现场的焊接性,所有结果符合美国石油行业标准API1104《管道及有关设施的焊接》和一些附加的国内标准.结果表明,自制的自保护药芯焊丝有较好的全位置焊接性、良好的脱渣性和电弧稳定性,较低的飞溅率和发尘量.接头的抗拉强度为730～760MPa,-20℃冲击吸收功为125J.表明自制的自保护药芯焊丝能够在焊接X70管线钢时获得合格的接头.X70接头焊缝中微观组织有针状铁素体、块状铁素体、先共析铁素体和粒状贝氏体,在热影响区粗晶区没有发现魏氏组织.焊缝柱状晶区和HAZ粗晶区的主要组织是粒状贝氏体.在焊接接头中获得贝氏体组织,使这种自制自保护药芯焊丝能够符合规定的力学性能的要求.     

08Ni3DR钢焊接接头最薄弱区域与冲击韧性之间的关系

低温压力容器08Ni3DR钢在极低温度下(-100℃)具有较好的强韧性匹配,在实际工程应用中,保障焊接接头的低温冲击韧性一直是压力容器制造过程中的难题之一。对于实际的焊接接头,最薄弱区域的确定以及最薄弱区域的影响对焊接接头的表征具有重要的意义。通过将夏比V型缺口开在母材、焊缝、热影响区不同位置处,系统研究了08Ni3DR压力容器钢焊接接头的组织和韧性。结果表明:焊接接头韧性最薄弱区域为粗晶热影响区,其粗晶热影响区的显微组织为粗大的粒状贝氏体和板条贝氏体组成的复合组织。粗晶热影响区宽度在缺口尖端前沿所占比例越高,试样的冲击吸收能量越低。当粗晶热影响区宽度所占比例达到100%时,冲击吸收能量为27 J,相比于母材冲击韧性损失高达90.7%。以上两个方面充分体现出焊接接头最薄弱区域对冲击韧性有很大的影响。     

大热量输入焊接EH40船板钢热模拟粗晶区组织与性能

采用Gleeble热模拟方法调查了钛镁钙复合处理与微钛处理两种不同成分的船板钢EH40在不同热输入条件下的粗晶热影响区的组织和冲击性能。结果表明：t_8/5时间13 ~ 550 s之间,钛镁钙复合处理的试验钢（A号）模拟粗晶区组织随t_8/5增加由粒状贝氏体逐渐转变为晶界铁素体+晶内针状铁素体+晶内多边形铁素体,同时发现大量尺寸在0.2 ~ 3 μm之间的TiO_x-MgO-Al₂O₃复合氧化物夹杂;t_8/5≤700 s时,其模拟粗晶区－20 ℃冲击吸收能量≥192 J;微钛处理的试验钢（B号）模拟粗晶区组织随t_8/5增加则由粒状贝氏体逐渐转变为晶界铁素体+上贝氏体组织,在t_8/5≤300 s时,其模拟粗晶区－20 ℃冲击吸收能量≥196 J。A号试验钢焊接性能优于B号试验钢,其原因在于A号试验钢中大量存在的复合氧化物夹杂促进了晶内铁素体形核,从而提高粗晶区的低温冲击韧性。     

热输入对工程机械用高强钢焊接接头组织和性能的影响

采用富Ar气体保护焊方法,使用φ1.6mm的MK.GHS80实芯气保焊丝对板厚为20 mm的HG785D钢进行对接焊,对焊接接头显微组织进行了观察,并对接头拉伸、弯曲、冲击等力学性能进行了检测,研究了热输入对焊接接头组织和性能的影响。结果表明,焊缝组织主要为针状铁素体+少量先共析铁素体,随着热输入的增加,焊缝中先共析铁素体含量逐渐增加,侧板条铁素体和粒状贝氏体组织减少;当热输入较低时粗晶区组织为板条贝氏体,随着热输入的增加,粗晶区组织逐渐由板条贝氏体转变为板条贝氏体+粒状贝氏体,当线能量达到32.2kJ/cm时几乎全部为粒状贝氏体;随着热输入增加,接头抗拉强度逐渐降低,焊缝冲击韧性先提高后降低,但影响有限,热影响区冲击韧性则逐渐降低,当热输入达到32.2 kJ/cm时接头性能恶化,焊接接头在线能量为23.8 kJ/cm时能获得优良的强韧性匹配。     

热输入对液压支架Q690钢焊接接头组织与性能的影响

研究了焊接热输入对液压支架Q690钢焊接接头组织与性能的影响,并优化了Q690钢的焊接工艺。结果表明,4种焊接工艺下Q690钢焊接接头横截面上都未出现气孔、微裂纹以及未熔合等焊接缺陷,焊缝成形性较好;焊接线能量为12.24和16.15 k J/cm时焊缝组织都为贝氏体+针状铁素体,增加焊接线能量至18.24 k J/cm时焊缝组织为针状铁素体+少量先共析铁素体,而继续增加焊接线能量至21.25 k J/cm时焊缝组织为针状铁素体+块状铁素体;随着第3道焊接线能量的提高,Q690钢焊接接头的屈服强度和抗拉强度逐渐减小,而断后伸长率逐渐升高,断裂位置都位于热影响区;强塑积和-20℃冲击功呈现先增加而后降低的趋势,在第3道焊接线能量为18.24 k J/cm时取得最大值,此时的强塑积为10.68 GPa·%、-20℃冲击功为72.1 J;焊接线能量为18.24 k J/cm时,Q690钢焊接接头具有最佳的综合力学性能。