900MPa钢与Q345B异种钢焊接接头的组织与力学性能分析

异种钢的焊接结构在很多行业得到了一定的应用,为保障该结构的可靠性,有必要进行焊接接头的组织和性能的研究。针对900 MPa与Q345B异种钢手工电弧焊(SMAW)平焊焊接接头,分析了两种母材的焊接性,对该焊接接头进行拉伸、弯曲、冲击等力学性能试验,并采用微观金相观察和硬度检测手段对接头显微组织及硬度进行试验分析。试验结果表明,900 MPa钢焊接性较差,正确工艺条件下获得的异种钢接头力学性能良好,接头抗拉强度位于两母材之间,接头组织与硬度不均匀性较大,该焊接接头性能和组织均满足相关材料与行业标准。     

12Cr密封面SAW和GMAW堆焊工艺研究

针对SAW和GMAW在阀体材料上堆焊12Cr密封面进行了焊接工艺评定试验。利用光学显微镜分析了焊接接头热影响区(粗晶区)金属的显微组织;并进行了拉伸、弯曲、冲击试验和焊缝及热影响区的显微硬度测试。结果表明,2.25Cr-1Mo阀体材料具有较强的冷裂倾向,焊前需250℃以上的温度预热;GMAW焊试样得到的焊接接头性能略优于SAW焊试样,两种工艺方法得到的接头性能均满足密封面要求。     

7020铝合金搅拌摩擦焊与MIG焊接对比试验

采用搅拌摩擦焊(FSW)和MIG焊对高速客车车体材料7020铝合金板进行焊接,分别测试焊接接头的拉伸和冲击性能,观察焊接接头的金相组织,并进行接头的硬度分布测试.结果表明,搅拌摩擦焊接头抗拉强度高达309 MPa,是母材的78％,与MIG焊接头相当.焊接接头软化状况比MIG焊程度弱.焊接接头各区组织的不均匀性造成了接头...     

SA 738 Gr.B焊接接头力学性能

通过对SA-738 Gr.B采用SMAW(手工电弧焊)和GMAW(熔化极气体保护焊)的焊接接头进行焊态和焊后热处理态力学性能、组织结构分布特征对比分析研究,发现提高焊接热输入会降低焊接接头的冲击性能。随着热处理的进行,焊缝经历了回复、再结晶等变化过程,同时,焊缝和SMAW热影响区晶粒中夹杂物元素向晶界聚集,降低晶界结合能,导致焊缝和热影响区冲击韧性降低。     

7020铝合金搅拌摩擦焊试验研究

采用搅拌摩擦焊方法对高速客车车体用材料7020铝合金板进行焊接,观察了焊接接头的金相组织,测试了焊接接头的拉伸性能、冲击性能及硬度分布。结果表明,采用搅拌头旋转速度1200r/min、焊接速度150mm/min时,抗拉强度高达309 MPa,是母材的78%;焊接接头软化状况比MIG焊接的接头软化程度弱。焊接接头各区组织的不均匀性造成了接头硬度分布不均匀和冲击韧性差异,焊核区为等轴晶粒是其为各区韧性最高的重要原因。     

P22钢管焊接接头的组织结构和力学性能

采用手工电弧焊(SMAW)对P22钢管进行全截面对接焊,测试分析焊接接头的组织结构、抗拉强度、弯曲性能、硬度和夏比V型冲击性能。结果表明:焊接接头质量良好,抗拉强度为515 MPa,侧弯试样均无裂纹;20℃下焊缝、热影响区和熔合线的冲击吸收能量分别为150 J、317 J、305 J,焊缝区、热影响区硬度分别为213~223 HV10、185~223 HV10;力学性能均符合BS EN ISO 15614-1∶2004+A2∶2012标准;焊缝、热影响区显微组织分别为粒状贝氏体和铁素体+粒状贝氏体,且热影响区可分为过热重结晶区、重结晶细晶粒区和不完全重结晶区;接头不同区域的组织结构与硬度分布相符。     

800 MPa级高强钢焊接接头组织及力学性能

采用焊条电弧焊和气体保护焊两种方法,分别对具有良好抗焊接裂纹敏感性的800 MPa级船体用钢对接接头进行两种工艺的焊接,并对其焊接接头进行显微组织分析和力学性能试验. 结果表明,两种焊接方法焊缝组织主要为交织分布的板条马氏体、贝氏体,以及一定量的针状铁素体,板条间有残余奥氏体,SMAW(焊条电弧焊)焊缝宏观金相可见明显氧化夹杂;两种焊接方法所得焊接接头具有相似的硬度分布,抗拉强度相当,且均断在母材,但SMAW侧弯试验件出现0.5 mm裂纹;?50 ℃下SMAW接头冲击韧性低于GMAW(气体保护焊)接头,SMAW断口由河流花样的准解离小刻面和少量的韧窝组成的撕裂棱构成,属于韧-脆混合断裂,GMAW断口由小且深的韧窝构成,属于典型的韧性断裂.     

不同焊接工艺下304不锈钢焊接接头组织及力学性能的研究

分别采用手工电弧焊(SMAW)和钨极氩弧焊(GTAW)对304不锈钢进行焊接,采用光学显微镜、显微硬度计、万能试验机对焊接接头的组织及力学性能进行了观察分析及测试。结果表明:两种焊接工艺焊接接头的组织均为奥氏体,SMAW焊缝区为粗大树枝晶,而GTAW的焊缝区为细小的树枝晶,焊缝与母材熔合良好;GTAW接头的显微硬度均高于SMAW,接头从焊缝区到热影响区到母材硬度均呈先上升后下降的趋势,SMAW和GTAW焊缝区的硬度分别为175 HV和205 HV;SMAW和GTAW接头的抗拉强度分别为623.6 MPa和690.7 MPa,断裂位置均为母材,弯曲试验合格,接头塑性良好;GTAW接头组织和性能优于SMAW。     

3A21铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能研究

采用搅拌摩擦焊方法对厚度为6 mm的3A21铝合金板进行对接焊,研究了其接头的拉伸性能、弯曲性能、冲击性能和显微硬度。结果表明,焊接接头抗拉强度134MPa,接头强度系数为86%;接头弯曲性能良好;接头焊核区冲击韧度最好;焊接区显微硬度值较低,发生了软化。     

水下井口头系统用8630钢焊接接头性能研究

采用药芯焊丝气体保护焊对厚32 mm的8630钢进行焊接试验。通过测试和分析焊接接头的金相组织、拉伸性能、冲击性能、导向弯曲性能、硬度等性能,结果表明,采用E100T5-D2焊材在焊前200℃预热、焊后640℃×2 h回火的工艺条件下,合理控制焊接热输入,可以获得性能和组织优良的焊接接头。焊缝区和热影响区硬度均低于22 HRC,焊接接头导向弯曲性能合格,抗拉强度和冲击功均高于母材最低要求。焊接接头性能符合API 6A井口头产品规范。     

超高强度钢35CrMnSi惯性摩擦焊接头组织与性能

对35CrMnSi超高强度钢进行了惯性摩擦焊试验研究,对热处理前后焊接接头组织、显微硬度进行分析测试,并对热处理后焊接接头进行了拉伸性能、冲击性能及拉伸断口分析。结果表明:焊后接头焊缝组织为板条马氏体与残余奥氏体,热力影响区组织为细小的马氏体、索氏体、珠光体和铁素体混合组织;热处理后焊缝组织为回火马氏体与少量铁素体;摩擦焊接头焊缝区的硬度高于热力影响区和母材,热处理后焊接接头硬度趋于一致,焊接接头抗拉强度大于1 890 MPa,断后伸长率大于7. 5%,焊缝区拉伸断口为混合断口;焊接接头冲击吸收能量大于18. 5J。     

动车组连接板搅拌摩擦焊及熔化焊接头性能研究

对分别采用搅拌摩擦焊和熔化焊的连接板焊接接头的金相、拉伸、弯曲、硬度及疲劳性能等方面进行对比研究。两种焊接方式金相均合格;采用搅拌摩擦焊的连接板接头抗拉强度为275.67 MPa,比熔化焊(263.8 MPa)高约4.5%;搅拌摩擦焊接头弯曲性能侧弯180°均合格,熔化焊接头侧弯试件在110°左右时由于存在气孔导致裂纹出现;搅拌摩擦焊接头的硬度分布近似W形,中心层焊核区显微硬度值约为79~104 HV,在-18~-6 mm和6~18 mm范围内出现软化现象,最低硬度为69 HV,熔化焊接头的中心层焊缝区显微硬度值约为92~97 HV,在3~9 mm范围内出现软化现象,最低硬度为71 HV;搅拌摩擦焊接头中值疲劳极限为137 MPa,比熔化焊(117 MPa)高约17%。     

铝锂合金激光填丝焊接接头组织性能研究

利用激光填丝焊接方法对5A90铝锂合金薄板焊接头的组织性能进行了研究。结果表明:激光填丝焊接头的主要组织特征为细晶层和焊缝区大范围等轴晶,与激光焊接头类似,而不同之处表现为激光填丝焊接头的显微组织相对细化,柱状晶区范围相对减小。激光填丝焊缝区硬度HV0.2(925.7MPa)略低于激光焊缝区硬度(956.5MPa),但前者硬度分布更加均匀。激光填丝焊接头的抗拉强度稍低于激光焊接头,分别达母材的79.22%和73.03%,但其断后延伸率却显著高于后者,分别达母材的38.65%和20.38%。综上所述,5A90铝锂合金激光填丝焊接头的组织性能略优于激光焊接头,若使激光填丝焊接头的综合力学性能达到使用要求,不仅需要焊后热处理强化,还需要与母材匹配性更好的焊丝。     

中频感应热处理对SA335-P92钢焊接接头组织和力学性能的影响

采用中频感应热处理法对SA335-P92钢焊接接头进行了焊后热处理,通过拉伸试验、冲击试验、弯曲试验测试和金相组织观察分析了中频感应热处理对接头的力学性能和组织的影响。结果表明:相对于柔性陶瓷电阻加热方法,采用中频感应热处理得到的焊接接头的组织和力学性能沿管壁方向的分布较均匀,焊接接头抗拉强度、焊缝区的冲击功及弯曲性能均满足标准要求。     

Q345R和S30408异种钢焊接接头组织与性能分析

异种钢焊接在各工程领域中应用广泛,但由于异种钢在冶金相容性、物理和化学性能方面差异较大,接头组织不均匀,力学性能较差,因此有必要研究其组织及性能。选用A302焊条,采用焊条电弧焊(SMAW)对Q345R和S30408异种钢进行焊接,并进行焊后热处理,利用微观金相组织观察,冲击、弯曲及拉伸等力学测试分析焊接接头的组织和力学性能。实验结果表明:Q345R和S30408异种钢焊接接头具有优良的力学性能,抗拉强度达到569 MPa以上,-20℃低温平均冲击功达到48 J以上,材料最佳热处理温度为550℃。     

焊后热处理对输送H_2S介质压力管道维修焊接接头组织性能的影响

采用手工钨极氩弧焊(TIG焊)打底,焊条电弧焊(SMAW)填充、盖面的焊接工艺对输送H_2S介质压力管道(20钢)进行维修焊接,并对其焊接接头进行720～750℃下保温1h的焊后热处理.对热处理前、后焊接接头组织和性能进行分析研究,结果表明:720～750℃×1h热处理使焊缝区与热影响区成针状分布的魏氏组织铁索体晶粒得到细化,并使其呈退化形态;焊缝区、热影响区与母材的显微硬度整体呈下降趋势;焊接接头抗拉强度大幅度提高,断裂均处在远离焊缝的母材上.焊后热处理有效地降低了焊接接头的残余应力,改变了残余应力的分布特征,使其分布趋于"均匀",拉应力大幅度降低.     

35CrMoA钢焊接接头热影响区组织及性能研究

用自动TIG焊在不同的焊接工艺条件下对35CrMoA钢进行焊接,并利用光学显微镜分析了焊接接头热影响区金属的显微组织,测试了焊接接头热影响区的显微硬度。结果表明,如焊前不预热,焊后不保温缓冷,焊接接头热影响区组织较粗大,得到较多的马氏体组织,硬度较高,热影响区的冲击韧性较差;焊前预热,焊后保温缓冷,并采用较小的焊接电流(100A),焊接接头热影响区组织细小,分布均匀,硬度分布合理,热影响区冲击韧性较好。     

热输入对LNG运输车储罐用9Ni钢埋弧焊接头组织和性能的影响

通过埋弧焊的方法,采用三种线能量对22mm厚的9Ni钢板进行对接焊,对焊接接头金相组织进行观察,并对接头进行拉伸、弯曲、冲击、硬度等试验检验。结果表明,采用三种线能量的埋弧焊接头粗晶区组织均为马氏体,不完全正火区组织为回火马氏体和少量奥氏体,随着热输入的增加马氏体板条粗化;三种线能量的埋弧焊接头拉伸、弯曲性能均合格,随着线能量的增加,接头抗拉强度基本没有影响,而焊缝和热影响区-192℃冲击功均降低,且焊接热输入对HAZ冲击韧性影响比焊缝大;硬度测试结果表明,焊缝和热影响区硬度值均明显高于母材,临近母材的热影响区边界处均出现一个软化区,随热输入的增加,焊缝及热影响区最高硬度均提高,而软化区硬度几乎不变。     

2519高强铝合金双丝GMAW焊接工艺

针对20 mm厚2519铝合金板,试验了大电流两道焊(DL)和小电流四道焊(XS)两种GMAW焊接工艺对焊缝成形和接头的力学性能的影响.结果表明,DL和XS焊接接头的抗拉强度都不足母材的60%,但DL接头的抗拉强度和伸长率比XS高而冲击韧度比XS低.综合DL和XS焊接工艺的优点,提出了新的大电流四道焊接工艺(DS).对接头的力学性能测试表明,DS焊接接头抗拉强度达到母材的61.2%,冲击韧度较DL焊接接头有所提升.DS焊缝区组织主要是α相和弥散分布的共晶组织;对接头进行硬度测试发现,焊缝区硬度最低,而由于θ相的重新固溶析出,热影响区硬度较焊缝区有明显提高.     

焊接参数对5A06铝合金搅拌摩擦焊接头性能的影响

采用搅拌摩擦焊工艺对10 mm厚的5A06铝合金板进行焊接,研究了搅拌头转速(150～400 r/min)、焊接速度(50～200 mm/min)对接头显微组织、拉伸性能和硬度的影响。结果表明:在试验参数范围内焊接均可获得无宏观缺陷且成形良好的搅拌摩擦焊接头;接头焊核区晶粒细小、组织均匀,热机影响区晶粒相比焊核区的粗大,当搅拌头转速为400 r/min、焊接速度为50 mm/min时,接头焊核区和热机影响区的组织明显粗大;当焊接热输入特征值,即焊接速度与搅拌头转速的比值在0.3～0.5 mm/r时,焊接接头的拉伸性能与母材相当,其抗拉强度最高可达381 MPa,断后伸长率可达25.4%;接头焊核区硬度最高,热影响区硬度最低,当搅拌头转速为250 r/min、焊接速度为100 mm/min时,焊核区硬度较高。