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.     

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,由细小的蠕虫状铁素体呈无方向且不连续的分布在奥氏体基体上.Q345侧熔合区产生魏氏组织,过热区晶粒粗大且有索氏体生成,相变重结晶区晶粒细小.拉伸断裂位置均发生在Q345侧母材.焊接接头冲击韧性良好,断裂位置均在Q345热影响区,断口为韧脆混合准解理断裂,有韧窝、河流花样、解理台阶.焊缝显微硬度明显高于两侧热影响区及母材.     

焊接热输入对Q690／Q890高强钢GMAW接头裂纹及显微组织的影响

本文采用GMAW焊接方法对Q690＋Q890高强钢进行直Y形坡口铁研试验,分析焊接热输入对Q690＋Q890低合金高强钢裂纹敏感性的影响以及不同热输入下接头显微组织与焊接接头力学性能关系。试验结果表明：采用采用MK·GHS60,MK·GHS70焊丝不预热焊接条件下,根部裂纹率均小于20％,焊前无需预热,焊接热输入应控制在12—20．93kJ／cm范围内。当焊接热输入从12kJ／Cm提高到17．02kJ／cm时,焊缝及Q890钢热影响区粗晶区奥氏体内部组织明显细化,抗裂性和韧性较好,而焊接热输入较高时,焊缝及Q890钢热影响区粗晶区生成上贝氏体等组织,严重降低接头韧性。     

液压支架用Q690+Q550高强钢焊接接头裂纹分析

对Q690+Q550高强钢进行直Y形坡口铁研试验,分析焊接材料和热输入对Q690+Q550钢焊接接头裂纹的影响;采用金相显微镜、电子探针仪等测试手段,对焊接接头的显微组织、裂纹形态及断口形貌进行研究。试验结果表明:采用ER50-6,MK·G60和MK·GHS70焊丝,焊接热输入控制在11～19kJ/cm范围内,焊接接头裂纹率20%;裂纹起源于淬硬倾向较大的Q690侧熔合区,平行或越过熔合区向焊缝扩展;焊缝和热影响区的冲击断口形貌为韧-脆断裂机制。     

桥梁钢板Q500qE焊接粗晶区相变及接头性能

测试了60 mm厚TMCP桥梁钢板Q500qE模拟焊接粗晶区奥氏体连续冷却相变曲线;使用自动埋弧焊机对试验钢板进行双面多层多道对接焊试验,采用扫描电镜、示波冲击试验、电子背散射衍射等技术,研究了焊接接头的组织与性能.结果表明,随着焊接热输入量的增大,相变温度升高;焊接热输入E≤50 kJ/cm时,焊接接头具有良好的组织与力学性能;粗晶区的组织以板条贝氏体为主,大角度晶界分数为51.8%;焊接接头拉伸断裂位置位于母材,焊缝区及焊接热影响区的显微硬度值均高于母材,未出现焊接软化和粗晶区脆化现象.     

等离子弧焊Q345B和430不锈钢异种接头的微观组织与性能

摘要： 采用等离子弧焊对3 mm厚的Q345低合金钢与430不锈钢进行异种钢焊接,并对接头微观组织、力学性能及耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,当转弧电流为100 A时,等离子弧焊Q345B/430异种钢接头的焊缝组织为均匀分布的马氏体及针状铁素体,焊接接头综合性能优良。随着电流的增大,焊缝组织转变为粗大板条马氏体及铁素体。两侧热影响区组织均发生一定程度的粗化,且Q345B侧热影响区出现魏氏组织。焊接接头于焊缝处显微硬度最大,不同转弧电流条件下异种钢显微硬度分布趋势大致相同。不同转弧电流下,焊接接头抗拉强度均与430不锈钢相近,且均断裂在靠近焊缝的430母材侧,转弧电流为100 A时接头抗拉强度最大值427 MPa。焊接接头的耐腐蚀性能与焊接电流呈负相关趋势。 创新点： 试验结果为铁素体低合金钢与铁素体不锈钢异种钢接头的应用提供了工艺数据与支撑。     

热输入对Q550D高强钢热影响区组织和性能的影响

对工程机械用Q550D钢进行不同热输入的焊接热模拟试验,研究其金相组织、硬度、冲击性能和冲击断口形貌。结果表明,模拟的粗晶区主要组织为板条贝氏体,当线能量超过20 kJ/cm时组织中还出现了少量粒状贝氏体。随着热输入的提高,原始奥氏体晶粒和贝氏体板条逐渐粗化;粗晶区的平均硬度值逐渐降低,当线能量为15 kJ/cm时粗晶区明显硬化,而当线能量达到30 kJ/cm时软化;冲击功逐渐降低,特别是当线能量超过20 J/cm时模拟的粗晶区冲击韧性严重恶化。     

低活化铁素体/马氏体钢厚板光纤激光焊接接头组织及力学性能分析

针对核聚变反应堆试验包层模块(TBM)中使用的CLF-1低活化铁素体/马氏体钢进行焊接试验,采用15 kW光纤激光,实现了17.5 mm厚CLF-1钢的穿透焊接,得到了正反表面成形良好、无明显缺陷的焊接接头,并对接头显微组织及力学性能进行了分析研究. 结果表明,焊缝区主要为粗大的板条马氏体;熔合线附近热影响区为细小的板条马氏体和少量贝氏体;不完全淬火区为经焊接热循环作用下二次回火的回火索氏体及马氏体双相组织;接头室温及550 ℃高温抗拉强度较高,均断裂于母材;焊缝显微硬度高于母材,且热影响区无明显软化;接头冲击韧性良好. 接头综合力学性能良好.     

热输入对Q890D低合金高强钢焊接性能的影响

通过分析不同焊接热输入下Q890D钢板的焊接接头金相组织及热影响区硬度,考察了不同焊接热输入对其焊接接头强度、-20℃低温冲击吸收能量的影响。结果表明,Q890D钢在热影响区存在明显淬硬现象。当焊接热输入由低向高变化时,热影响区的硬度有上升趋势,而表面焊道的热影响区硬度远远高于打底焊道,说明多层多道焊时,后道焊缝对前道焊缝的热处理效果比较明显,减少了热影响区的淬硬组织。打底焊道的热影响区硬度低于焊缝及母材,存在焊后软化现象,焊接时需尽量避免过大的焊接热输入。焊缝金属中粗大贝氏体组织的增加,导致焊缝金属低温冲击吸收能量普遍低于热影响区。随着热输入的减小,焊接接头的抗拉强度和冲击吸收能量(包括焊缝、熔合线及HAZ)都有很大的提升。说明焊接热输入在一定范围内的变化对整个焊接接头强度及塑韧性有较大的影响。     

焊接速度对TRIP590钢激光焊接头组织性能的影响

利用金相、拉伸及硬度试验研究不同焊接速度对TRIP590钢激光焊接头组织结构及力学性能的影响。结果表明,接头热影响区(HAZ)组织主要由贝氏体、铁素体及残留奥氏体组成,焊缝区(WZ)主要由板条状马氏体组成,随焊接速度提高,马氏体板条更加细长,晶粒细化。接头宏观断裂发生在母材区,其抗拉强度与母材相当。接头焊缝区硬度达430 HV,约为母材2倍,随焊接速度提高,热影响区变窄,焊缝硬度增加。     

热输入对921A钢焊接接头性能及显微组织的影响

以10 kJ/cm、15 kJ/cm、20 kJ/cm三种不同焊接热输入焊接921A低合金高强钢,研究焊接热输入对焊接接头组织及力学性能的影响。研究结果表明,随着焊接热输入的增大,焊缝中晶粒尺寸增大,针状铁素体增多;热影响区晶粒长大的趋势亦随着热输入变化明显;热影响区粗晶区在焊接热循环的作用下变化明显,其组织均由板条马氏体和贝氏体组成。在不同热输入条件下焊接热影响区出现软化现象,且随着焊接热输入的增加,焊接热影响区软化问题越突出。通过拉伸试验表明焊接热输入在10~20 kJ/cm条件下,焊接接头获得了较高的强度。     

焊接热输入对F550Z钢焊接接头低温韧性的影响

研究了热输入对海洋钻井平台用550 MPa钢焊接接头组织与低温韧性的影响.结果表明,热输入为15和50 kJ/cm时,对焊缝有热处理作用,组织为针状铁素体加细小弥散的碳化物,其中50 kJ/cm热处理作用较明显.-60℃冲击试验中,热输入为50 kJ/cm时冲击吸收功最高,平均110 J,是其它热输入的2~4倍.熔合线及熔合线2 mm处组织为板条贝氏体加粒状贝氏体.小热输入时,粒状贝氏体含量少并且打乱了板条贝氏体方向,对韧性有利;随着热输入增加,粒状贝氏体逐渐增多且晶粒粗大,低温韧性较差,该区冲击吸收功随热输入增加呈下降趋势.     

A517Q齿条钢的焊接性

通过斜Y坡口焊接裂纹试验、焊接热影响区最高硬度试验和焊接接头力学性能试验,系统地研究了A517Q齿条钢的焊接性. 结果表明,在拘束焊接时,A517Q齿条钢的焊接冷裂纹敏感性随钢板厚度由30 mm增大至60 mm而增大;提高预热温度有助于降低该钢的焊接冷裂倾向和热影响区的淬硬程度. 177.8 mm厚A517Q齿条钢板的焊接接头具有高强度和高韧性,能够满足使用性能要求;焊接热影响区的显微组织以低碳板条马氏体和板条贝氏体为主,该区硬度明显高出焊缝区和母材区,淬硬倾向较大,存在一定的冷裂风险.     

不同焊接方法下1MnCrMoNi与Q235异种钢焊接接头的组织和性能研究

采用手工电弧焊(SMAW)和钨极氩弧焊(GTAW),将海洋工程用1MnCrMoNi合金钢与Q235钢进行焊接,研究焊接接头的显微组织、熔合区界面合金元素分布及力学性能。结果表明,GTAW接头Q235热影响区的表层因过热出现魏氏组织,两种接头1MnCrMoNi热影响区粗晶区均有板条马氏体出现,但GTAW接头板条马氏体数量明显较多;GTAW接头1MnCrMoNi侧熔合区界面C、Mo元素严重偏聚;GTAW接头1MnCrMoNi热影响区和焊缝显微硬度高于SMAW接头的,两种接头拉伸性能均与强度较低的Q235母材持平,断裂位置在Q235母材,室温下SMAW接头各区域冲击韧性明显优于GTAW接头的。     

Q345E钢激光-MIG复合高速焊工艺及接头力学性能研究

对6 mm Q345E钢开展激光-MIG复合高速焊焊接工艺试验,研究了不同焊接热输入对焊缝成形及接头力学性能的影响规律。研究结果表明:在保证焊接接头质量的前提下,最大焊接速度可达4.2 m/min;焊接热输入在4.4～2.1 kJ·cm~(-1)范围逐渐减小时,焊接接头角变形减小,当焊接速度4.2 m/min时,焊接角变形仅0.8°,与1.2 m/min焊接速度相比减小了57%。随着焊接热输入减小,焊接接头淬硬倾向增加,接头最高硬度出现在焊接热影响区,当焊接热输入为2.1 kJ·cm~(-1)时,接头的最高硬度最高,为600 HV;当焊接热输入减小时,焊缝金属组织由块状铁素体及下贝氏体向板条马氏体转变,焊接热影响区粗晶区出现大量板条马氏体,焊接热输入越小,马氏体晶粒越小。在不同焊接热输入下,焊接接头拉伸断口均断于母材。     

不同线能量下低碳贝氏体钢焊接接头的组织及韧性

研究不同线能量下低碳贝氏体钢焊接接头的组织及冲击性能。试验结果表明:低碳贝氏体钢对接直缝焊接后,焊缝组织为针状铁素体和粒状贝氏体,HAZ的组织为贝氏体铁素体和粒状贝氏体,焊缝区和HAZ的晶粒都随着焊接线能量的减小而减小;焊缝的断裂形式多为韧性断裂,冲击性能均较好,当焊接线能量从24.8kJ/cm向28.2 kJ/cm增加,焊接接头的焊缝区和HAZ的冲击功呈先减小后增大的趋势。     

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.     

焊接工艺对超细晶钢SS400焊接接头组织及硬度的影响

研究了不同焊接工艺对SS400钢X形坡口焊后不同区域显微组织与显微硬度的影响。结果表明,当采用酸性焊条热输入小于20 kJ/cm进行焊接时,熔合区大量铁素体、下贝氏体与母材原奥氏体相互交织,母材与焊缝金属连接性较好,但焊缝针状铁素体粗化且过热区出现大量上贝氏体。采用碱性焊条热输入为30 kJ/cm焊接时,焊缝内形成均匀细小的铁素体和无碳粒状贝氏体组织,焊后性能相对较好。此外,X形坡口第2道焊的焊接热作用对首道焊的高硬度组织有明显改善。     

焊接热输入对Q690高强度桥梁钢焊接热影响区粗晶区组织与力学性能的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究了16 mm厚Q690高强度桥梁钢不同焊接热输入(E)条件下焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)的组织演变规律,研究了焊接热输入、组织和力学性能之间的关系。结果表明:Q690高强度桥梁钢CGHAZ的组织主要为板条马氏体(LM)、板条贝氏体(LB)和粒状贝氏体(GB)。随着焊接热输入的增大,LM含量逐渐减少,LB和GB含量逐渐增多,组织逐渐粗化;CGHAZ的显微硬度和-40℃冲击吸收能量均逐渐减小;当15 kJ/cm≤E≤30 kJ/cm时,CGHAZ组织为细小的LM和LB,大角度晶界(HAGB)含量较高而GB和M-A组元含量较少,显微硬度较高且冲击韧性较好。     

异种高强度车身钢激光焊接接头组织及性能

采用扫描电镜、硬度计和拉伸试验机对DP980/HSLA异种高强度车身钢板激光焊接接头组织及力学性能进行研究。结果表明,在异种钢板焊接接头熔合区生成了马氏体组织。在靠近DP980钢一侧热影响区生成了回火马氏体,靠近HSLA钢一侧热影响区生成了马氏体和贝氏体的混合组织。在拉伸载荷下,断裂发生于HSLA钢母材,说明接头力学性能优越。