潮湿高盐地区奥氏体耐热不锈钢焊接工艺与应用

受海边潮湿和高盐环境的影响,奥氏体不锈钢焊接焊口合格率较低。为解决该技术问题,文中开展了超细晶粒奥氏体耐热不锈钢焊接工艺试验。围绕防止焊缝中产生气孔、裂纹和根部未熔合等缺陷,优化了焊接工艺参数,最终制定了一套完整的潮湿高盐地区奥氏体耐热不锈钢焊接工艺。     

不锈钢焊接接头高温服役脆性相析出的金相分析

以催化裂化装置中的输送烟气管道上的不锈钢焊接接头为研究对象,分析焊接接头的金相组织来研究其脆化的原因和规律,提出改善焊接质量的方法,为提高这一系列不锈钢焊接接头的质量以及在高温下的工作性能提供了可靠的依据。研究结果表明,奥氏体不锈钢焊接接头长期高温下脆化倾向主要有两方面原因,一方面由于带有粗大γ柱状晶的焊缝显微组织是不均匀的,奥氏体焊缝高温脆化倾向与焊缝中产生γ→σ相有关,γ→σ相主要沿晶界沉淀析出,导致接头严重脆化;另一方面,焊接时产生的焊接残余应力较大,高温环境使其强度提高而塑性下降。     

温度对Super304H焊缝金属再热裂纹敏感性的影响

Super304H奥氏体不锈钢是超超临界火电机组中过热器与再热器管的重要材料,在高温长期服役条件下,管道焊接接头的装配处易产生再热裂纹。本文使用预压缩CT试样的方法系统的研究了温度对Super304H奥氏体不锈钢焊缝金属再热裂纹敏感性的影响。结果表明,650 ℃试验温度下的焊缝金属产生裂纹所需的时间比600 ℃试验温度下的焊缝金属所需要的时间更短,具有更高的再热裂纹敏感性。导致该现象的主要原因在于650 ℃试验温度下晶界强度随时间衰减更快,应力松弛速率更高,而不同温度下晶内强化差异带来的影响较小。     

314耐热不锈钢炉管焊缝处开裂原因分析

为分析某厂314耐热不锈钢炉管焊缝处产生横向裂纹的原因,采用光学显微镜、激光共聚焦扫描显微镜、扫描显微镜和能谱分析等手段对炉管焊缝处的组织和成分进行表征和分析。试验结果表明:不锈钢焊缝处的组织呈树枝晶分布,枝晶一次臂定向排布,基本平行与传热方向,一次臂长度200~400μm。热影响区母材奥氏体晶粒大小呈等轴晶,大小不均匀,晶界上有含Cr碳化物析出;焊缝为沿晶界横向开裂,裂纹沿枝晶扩展,深度约为2μm,为结晶裂纹。分析认为,焊接接头处热应力是产生裂纹主要原因。焊接速度快慢是一个重要因素,焊接速度过大,焊接接头部位的温度梯度就很大,同时冷却速度很快,则引起的热应力就很大,致使焊缝极易产生裂纹。     

异种钢焊缝中熔合区裂纹与低氢工艺的关系

采用斜Y形缺口裂纹等试验方法,探讨了异种钢焊缝中熔合区裂纹与低氢工艺的关系。结果表明,在奥氏体与非奥氏体异种钢焊缝中,发现了一种沿熔合线分布的氢致冷裂纹。当冷裂纹的三要素集中于异种钢焊缝熔合区时,该区域则成为接头的薄弱环节,极易形成裂纹。在影响因素中,熔合区组织特性是裂纹产生的必要条件,应力水平和氢的分布特征则是充分条件。低氢工艺的选用原则即"合于使用"原则。焊接工艺与裂纹之关系,实质上反映的是焊缝中氢和应力与裂纹间的关系。     

奥氏体不锈钢-铜钎料钎焊界面反应行为分析

针对电弧钎焊奥氏体不锈钢时,易产生裂纹的问题,采用316LN不锈钢母材和多种铜基钎料,研究了电弧钎焊、炉中钎焊和真空钎焊316LN不锈钢和铜基钎料时的界面反应行为.结果表明,电弧钎焊条件下钎料对母材的润湿性随着电流的加大而提高,钎料沿母材晶界的扩散不明显,在电流较高时母材局部熔化,且易形成沿晶界裂纹.炉中钎焊过程中钎料沿母材晶界扩散明显,但不易形成裂纹;真空钎焊过程中钎料沿母材晶界扩散显著,形成较厚的界面层,但无裂纹出现.较大的焊接热应力以及钎料沿母材晶界扩散造成的晶界弱化是形成界面裂纹的必要条件.     

加氢反应器不锈钢堆焊熔合区氢剥离行为的分析

针对309L+347L双层不锈钢带极堆焊工艺,采用高温、高压釜试验方法进行了氢剥离试验研究,试验发现氢剥离裂纹萌生于紧靠熔合区硬化带的纯奥氏体晶界并沿平行于硬化带的奥氏体晶界扩展.结果表明,氢剥离的主要机制是H原子在硬化带与奥氏体不锈钢结合界面高度聚集,造成紧靠硬化带的纯奥氏体晶界脆化,在结合界面高剪应力的作用下,裂纹萌生和扩展.采用较小的焊接热输入,抑制309L堆焊层奥氏体晶粒过分长大并保证铁素体含量;采用合理的焊后热处理,减小硬化带厚度及控制加氢反应器停运的冷却速度是防止氢剥离的有效措施.     

奥氏体不锈钢管道焊缝裂纹产生原因分析

国内某电站在建造过程中，部分奥氏体不锈钢厚壁管在焊接后进行PT检验时发现焊缝存在大量裂纹。经分析研究，认为裂纹的产生原因与焊缝熔敷金属中δ铁素体含量偏低、P，Si含量偏高、焊接应力大等因素有关。为此对焊缝产生裂纹的原因进行了分析，为不锈钢厚壁管的焊接积累了经验。     

D6A+20钢自动焊焊缝射线检测及裂纹成因分析

针对D6A 20钢异种金属机器人自动焊焊缝质量的射线检测问题,从焊接结构入手,合理安排射线检测工艺,在缺陷评定中排除焊缝成形干扰,实现了该椭圆多层焊缝的高质量检测和缺陷的准确定性.并分析了焊缝中裂纹产生在焊接性能良好的20钢根部的机理,其原因是D6A与20钢的厚度和抗拉强度差异太大,导致在焊接应力和拉伸应力的作用下,在20钢焊缝根部区域沿熔合线方向产生焊接裂纹.根据分析结果,改进焊接工艺后,裂纹得到了有效的控制.     

X70管线钢熔合区裂纹与焊接工艺的关系 孙咸

探讨了X70管线钢中熔合区裂纹与焊接工艺的关系。结果表明,在铁研试件中出现的沿熔合线分布的裂纹属于氢致冷裂纹。当冷裂纹三要素集中于X70管线钢熔合区的粗晶区时,该区成为接头的薄弱环节,极易形成裂纹。在裂纹影响因素中,熔合区组织特性是裂纹产生的必要条件,应力水平和氢的分布特征则是充分条件。焊接工艺与裂纹的关系实质上反映的是焊缝中氢和应力与裂纹间的关系。工程上常用焊缝中残留的扩散氢量最小化、不足以引发氢致冷裂纹的“焊缝金属低氢化”综合工艺,并获得了满意的效果。     

X70管线钢熔合区裂纹与焊接工艺的关系

探讨了X70管线钢中熔合区裂纹与焊接工艺的关系。结果表明,在铁研试件中出现的沿熔合线分布的裂纹属于氢致冷裂纹。当冷裂纹三要素集中于X70管线钢熔合区的粗晶区时,该区成为接头的薄弱环节,极易形成裂纹。在裂纹影响因素中,熔合区组织特性是裂纹产生的必要条件,应力水平和氢的分布特征则是充分条件。焊接工艺与裂纹的关系实质上反映的是焊缝中氢和应力与裂纹间的关系。工程上常用焊缝中残留的扩散氢量最小化、不足以引发氢致冷裂纹的"焊缝金属低氢化"综合工艺,并获得了满意的效果。     

奥氏体不锈钢的摇摆焊接工艺研究

1 铬镍类奥氏体不锈钢的焊接性能奥氏体不锈钢与铁素体钢相比,热膨胀系数大而导热系数小。因此,焊接薄件时,容易出现变形;而焊接厚件时,收缩应力会比微合金化的结构钢大,在焊缝金属凝固时容易出现热裂纹。铬镍奥氏体不锈钢的焊接性良好,无淬硬性,因而在热影响区内无淬硬现象,同时也无晶粒粗大化。2 焊接中存在的问题形成碳化铬,降低抗晶间腐蚀能力,易出现热裂纹;由于出现金属间化合物脆性相,使焊接接头脆化。焊缝根层出现严重程度不等的过烧现象、焊缝成形差、焊缝内在质量不稳定。3 焊接工艺改进过程在严格按已定工艺施工,该…     

中间层对K465高温合金电子束焊接裂纹敏感性及接头性能的影响

通过调节焊接热输入和添加中间层合金等方法研究高Al、Ti含量的K465铸造高温合金的电子束焊接裂纹敏感性.结果表明,减小焊接热输入和添加低Al、Ti含量的中间层能够改善合金的热裂纹倾向;焊缝及热影响区沿晶界析出的碳化物等低熔点液体薄膜受应力作用是产生热裂纹的主要原因.含Fe的中间层重新合金化焊缝金属,改善了焊缝组织的塑性、韧性,破坏了碳化物等低熔点相的连续性,避免焊缝凝固裂纹的产生;接头具有优异的室温及高温拉伸性能,但高温持久性能不足.     

废气处理燃烧炉壳裂纹原因及焊接修复

针对材质为0Cr18Ni9的奥氏体不锈钢燃烧炉,分析高温环境使用产生裂纹的原因及焊接性能,通过选择合适的焊接材料和制定合理的工艺措施,成功修复裂纹缺陷,保证0Cr18Ni9奥氏体不锈钢的高温使用性能和要求。     

F92/Super304H异种钢接头镍基填充焊缝裂纹分析

通过显微组织观测和裂纹形貌观察，分析ERNiCr-3焊丝填充的F92/Super304H异种钢接头焊缝裂纹性质与原因。结果表明，裂纹位于第4和5层焊道焊缝中心或近中心的树枝晶晶间或亚晶间，沿晶分布，裂纹面上可观察到方向性一致的树枝晶和自由凝固面形成的晶胞，裂纹具有典型的镍基焊缝金属凝固裂纹的形貌特征，为焊接凝固裂纹。该裂纹产生的原因是接头第4和5层焊道宽度达16～21 mm，每层单道焊道，焊道摆动宽度大，焊缝金属高温停留时间长，使以奥氏体结晶模式凝固的焊缝金属生成方向性极强的粗状发达的树枝晶，Ni,Nb,Si和Ti等元素偏析于树枝晶晶间或亚晶间，形成Ni-Nb,Ni-Si等低熔点共晶，在凝固收缩应变作用下，沿枝晶界或亚晶界开裂，镍基填充焊缝固有的凝固裂纹敏感性和接头焊接工艺因素是导致该裂纹产生的主要原因。     

焊接熔池结晶过程中产生的缺陷

焊接熔池结晶过程中产生的缺陷有： （1）结晶裂纹（凝固裂纹）。焊接熔池结晶过程中,金属收缩产生的拉应力,将晶界上的低熔点共晶液膜拉开导致产生结晶裂纹。结晶裂纹主要发生在含杂质较多的钢、单相奥氏体、镍基合金、铝合金、钼合金等的焊缝金属中。     

X65管线钢焊缝金属裂纹分析

Ｘ６５管线钢在焊接过程中,内侧焊疑金属出现横向和纵向沿熔合线方向的裂纹,横向裂纹惯穿焊缝金属横截面。有扫描电镜分析断口,发现裂纹处的焊缝金属与母材有较严重的化学成分偏析,内侧缝金属的熔合线基本垂直于母材。分析结果表明：局部成分偏析、工艺参数不适宜是造成焊缝裂纹的主要原因。     

基于铁研试验的X80钢焊接裂纹倾向探讨

探讨了铁研试验中涉及的X80钢焊接裂纹倾向。结果表明,X80管线钢试样断面裂纹率随工件预热温度的提高而减小。启裂于根部应力集中处、沿熔合区扩展裂纹的性质属于氢致冷裂纹。当冷裂纹三要素集中于X80管线钢熔合区粗晶区时,该区成为接头的薄弱环节,极易形成裂纹。在裂纹影响因素中,熔合区组织特性是裂纹产生的必要条件,应力水平和氢的分布特征则是充分条件。焊接工艺与裂纹关系实质上反映的是焊缝中氢和应力与裂纹间的关系。工程上常用焊缝中残留的扩散氢量最小化、不足以引发氢致冷裂纹的"焊缝金属低氢化"综合工艺,并获得了满意的效果。     

奥氏体不锈钢铅液池裂纹修复

纯奥氏体不锈钢焊接难度较大。奥氏体不锈钢铅液池进行国产化制作,要求焊接后进行固溶处理,固溶处理后经探伤发现焊缝上有大量的裂纹。通过对材料、固溶处理工艺、焊接工艺研究分析,找出了产生焊接裂纹缺陷的原因。采用适于奥氏体不锈钢焊接修复的焊接材料。并采用适当的焊接工艺,成功地进行了焊接修复．图4表5     

TiNi形状记忆合金与不锈钢激光焊接头裂纹分析及防止措施

采用激光焊对TiNi形状记忆合金与不锈钢异种材料进行焊接,用扫描电镜和激光共聚焦显微镜研究了TiNi合金/不锈钢接头裂纹及断口特征,分析了焊缝裂纹的形成机理,并提出了防止裂纹的措施.结果表明,裂纹多以微裂纹的形式出现于焊缝中心和TiNi合金侧熔合区.焊缝中存在大量的脆性化合物是产生裂纹的内在原因,接头受到拉伸应力是产生裂纹的必要条件,焊缝裂纹是二者共同作用的结果.通过焊接区加镍和钴中间层材料、改变激光光斑位置、焊接区施加轴向力及优化激光焊接参数的方法均能在一定程度上改善焊缝金属的裂纹敏感性,其中加金属中间层效果更为明显,加镍和钴中间层后,接头抗拉强度分别达到372和347 MPa,比未加中间层的接头的抗拉强度分别提高98.9%和85.6%.