异种钢焊接接头熔合区中的“富奥氏体带”

用Cr30Ni10型焊条焊接中高碳珠光体异种钢接头时发现,该接头的熔合线焊缝侧附近存在着一条“富奥氏体带”。其组织特征是,在奥氏体基体上分布着不连续的马氏体和铁素体组织。本文就“富奥氏体带”的作用、产生条件、形成机制以及对接头抗裂性和韧性的影响作了分析探讨。试验证明,该“富奥氏体带”的研究对异种钢接头熔合区冷裂纹机制的探讨及焊接生产有一定的指导意义。     

热输入对T4003/Q450NQR1异种钢焊接接头组织及性能的影响

采用奥氏体焊材ER309LSi-G焊丝对T4003铁素体不锈钢与Q450NQR1耐候钢异种钢进行两种不同焊接热输入的MAG焊接,通过显微组织和力学性能等试验,对两种焊接接头性能进行研究。结果表明:两种焊接接头均未发现缺陷,焊接接头性能较好。与0.82 kJ/mm热输入比较,0.62 kJ/mm热输入下的焊接接头冲击韧性及硬度较好,熔合线较窄,晶粒度较为细小,拉伸数值较高,更加适用于T4003铁素体不锈钢与Q450NQR1耐候钢异种钢焊接。     

热输入对T4003/Q450NQR1异种钢焊接接头组织及性能的影响

采用奥氏体焊材ER309LSi-G焊丝对T4003铁素体不锈钢与Q450NQR1耐候钢异种钢进行两种不同焊接热输入的MAG焊接，通过显微组织和力学性能等试验，对两种焊接接头性能进行研究。结果表明：两种焊接接头均未发现缺陷，焊接接头性能较好。与0.82 kJ/mm热输入比较，0.62 kJ/mm热输入下的焊接接头冲击韧性及硬度较好，熔合线较窄，晶粒度较为细小，拉伸数值较高，更加适用于T4003铁素体不锈钢与Q450NQR1耐候钢异种钢焊接。     

高氮奥氏体焊丝焊接超高强钢接头组织和性能

为解决超高强钢焊接冷裂纹问题,采用强度低于母材的高氮奥氏体丝材进行GMAW工艺试验,研究在不同坡口角度下超高强钢焊接接头组织性能. 结果表明,采用该焊丝获得的接头焊缝成形良好,焊缝截面未见裂纹缺陷. 熔合线附近组织主要为针状和板条状马氏体,焊缝组织主要为奥氏体及被奥氏体基体所包围的铁素体树枝晶. 熔合线附近马氏体区硬度平均值为530 HV;焊缝区硬度平均值为275 HV. 相对于60°坡口接头,90°坡口接头熔合线附近马氏体组织硬度更高. 90°坡口接头的抗拉强度平均达到850 MPa,最高达887 MPa,而60°坡口接头抗拉强度平均仅为690 MPa.     

异种奥氏体钢焊接接头显微组织结构分析

研究了高锰奥氏体钢焊接接头性能和显微组织结构,在熔合线上不同合金元素成线性过渡,其显微组织与母材和焊缝组织相同,均为奥氏体加铁素体,显微硬度分析也证实了这点。说明用Ｎｉ－Ｃｒ奥氏体钢焊接材料焊接高锰奥氏体钢,可获得性能优良的焊接接头。     

奥氏体异种钢薄壁小径管焊缝裂纹超声相控阵检测

将超声相控技术用于奥氏体异种钢薄壁小径管对焊接焊缝的裂纹检测,采用专用超声相控阵换能器和楔块,通过仿真模拟确定检测工艺参数,并制作对比试样进行试验研究.结果表明,该技术可以有效检测出焊缝熔合线处长5 mm,宽0.2 mm,深1 mm的内、外壁的人工缺陷,并且对于焊缝表面裂纹深度可以进行准确的定量分析.     

火电厂异种钢焊接接头早期失效研究现状

概述了铁素体/奥氏体异种钢接头在国内外火电厂的使用历史、早期失效情况统计以及失效形式。通过综述异种钢焊接接头特性、自身缺陷和服役状况等多方面的研究现状,分析了导致接头早期失效的内因和外因,结合国内火电机组调峰的实际情况,对变工况运行引起的交变应力与异种钢接头早期失效的联系进行了阐述。根据异种钢接头早期失效研究中尚存的不确定因素,明确了下一步研究方向。     

超窄间隙焊接Q235/1Cr18Ni9Ti异种钢接头组织及力学性能

超窄间隙焊接厚壁异种钢具有高效、低成本、接头力学性能优良的独特优势.文中研究了Q235/1Cr18Ni9Ti异种钢超窄间隙焊接接头的微观组织及力学性能.结果表明,打底焊的熔池以FA模式凝固,凝固组织为细小的奥氏体等轴晶及少量枝晶状铁素体.填充焊和盖面焊在靠近熔合过渡区的熔池区域以AF模式凝固,凝固组织为奥氏体胞状晶及胞状晶间铁素体,在远离熔合过渡区的熔池区域则以FA模式凝固,凝固组织为奥氏体柱状树枝晶及少量骨架状铁素体.异种钢超窄间隙焊接接头的抗拉强度和弯曲性能优良,Q235一侧HAZ未出现软化,熔合过渡区及其一侧HAZ的韧性优于焊缝区.     

异种钢焊接接头熔合线附近腐蚀疲劳性能的研究

1 前言 异种钢焊接技术于30年代已用于锅炉制造行业。在随后的使用中发现,异种钢焊接接头的失效几乎总是发生在铁素体钢一侧的热影响区(HAZ),靠近熔合线,实际上是HAZ中的脱碳区。碳在熔合线附近的迁移导致在接头处0.5mm的间隔内显微硬度有240HV的差异,特别是当熔合线两侧分别为铁素体和奥氏体组织时,碳迁移将更为显著。     

2.25Cr-1Mo/奥氏体不锈钢堆焊接头熔合区碳的迁移及成分分析

异种钢焊接接头在焊接时或使用期间，发生失效的主要区域通常在熔合区。长期以来，异种钢接头熔合区一直是焊接工作者研究的重点。虽然国内外对异种钢接头的熔合区进行了大量的研究，但仍然有许多问题尚需进一步研究，尤其是基体为铸造组织的铸钢堆焊奥氏体不锈钢，其基体组织和成分的不均匀性也会对熔合区组织产生不利的影响。在此对在2.25Cr-1Mo钢上堆焊奥氏体不锈钢的焊接性试验的基础上，重点研究了堆焊接头熔合区碳的迁移及其成分分析，为正确指导大型汽轮机高压模块申分面堆焊以及类似产品焊接生产提供了理论依据。     

Cr15Mn9Ni1N不锈钢焊接接头的组织及凝固模式

分析了Cr15Mn9Ni1N奥氏体不锈钢钨极氩弧焊接头的组织.结果表明:在靠近熔合线的热影响区,经过高温焊接热循环后析出较多的δ铁素体.大线能量时其范围增大;靠近熔合线焊缝金属的组织为奥氏体胞晶中分布着残留蠕虫状δ铁索体:焊缝中心区域为奥氏体树枝晶中分布着残留骨架状δ铁素体;大线能量接头的熔合线处的组织为奥氏体晶粒上分布侧板条形8铁素体,而小线能量时为奥氏体品粒.分析认为:焊缝金属的凝固模式为δ铁素体先从液相中析出,随后通过固态相变转变为奥氏体,未转变的残留δ铁素体以蠕虫状、骨架形或侧板条的形态分布于奥氏体中.Hammar-Svensson Cr、Ni当量公式适于预测这种钢焊缝金属的凝固模式.     

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。     

1．4003不锈钢与0Cr18Ni9不锈钢焊接接头组织和力学性能

通过室温拉伸、室温弯曲、低温冲击、硬度试验以及金相分析对1.4003铁素体不锈钢与OCr18Ni9奥氏体不镑钢焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究.试验结果表明:采用MAG焊焊接的1.4003铁素体不锈钢与OCr18Ni9奥氏体不锈钢,其接头的抗拉强度不低于母材的,弯曲性能良好.接头1.4003钢侧HAZ的冲击性能较差,且随温度的降低,其冲击性能显著降低.焊缝为奥氏体+铁素体双相组织,OCr18Ni9钢侧HAZ为奥氏体组织,1.4003铜侧HAZ为晶粒粗大的单一铁素体组织.     

超声冲击处理对316L不锈钢焊接接头组织及残余应力的影响

对6 mm厚的316L奥氏体不锈钢板进行TIG焊试验,采用盲孔法测量焊缝附近的残余应力,并采用超声冲击处理焊接接头,观察超声冲击前后焊接接头的组织形貌。使用Abaqus有限元软件,分析了316L不锈钢的焊接残余应力分布,并与残余应力测试结果进行对比,以验证模拟结果的准确性。结果表明,焊缝组织由奥氏体与δ铁素体组成,铁素体主要以蠕虫状分布于枝晶主轴上。超声冲击处理前,熔合线清晰可见,靠近熔合线的热影响区晶粒粗大,晶粒内部有滑移线,该部位在焊接过程中发生了塑性变形。超声冲击处理后,熔合线变得模糊,接头的残余应力大幅降低。接头的横向残余应力以拉应力为主,最大应力在焊缝熔合线处;最大纵向残余拉应力出现在焊缝及其热影响区附近。横向残余应力的模拟结果与盲孔法测试结果较为吻合,其与测试结果的偏差低于20%。     

低活化铁素体/马氏体钢厚板真空电子束焊接接头组织及性能分析

针对聚变堆氚增殖剂试验包层模块(TBM)结构材料CLF-1低活化铁素体/马氏体钢,进行真空电子束焊接试验,并对焊接接头的显微组织及力学性能进行分析研究。结果表明:采用电子束焊接的焊缝表面成形良好,无气孔、裂纹等焊接缺陷;焊接接头横截面呈典型的匙孔穿透焊缝形貌,焊缝金属显微组织为较粗大的板条马氏体,熔合线附近为马氏体、少量铁素体和魏氏体组织的混合组织;热影响区主要由马氏体和残余奥氏体组成,且晶粒尺寸大小由焊缝向母材依次减小。经710℃,210 min焊后热处理,焊缝区显微硬度均值为350 HV,存在明显的硬化现象;常温下接头平均抗拉强度为635MPa,断裂位置处于远离焊缝的母材侧,550℃高温抗拉强度均值为350 MPa,断裂位置在焊缝区;经180°侧弯试验,焊缝表面无肉眼可见裂纹,焊接接头具有较好的力学性能。     

Q345/316L异种钢焊接接头组织与性能研究

采用手工钨极氩弧焊方法对Q345/316L异种钢进行焊接,对其焊接接头的力学性能、耐腐蚀性进行了测试,并对接头的金相组织和表面腐蚀形貌进行了观察分析。结果表明:拉伸试样断裂在抗拉强度较低的Q345母材侧;碳钢侧熔合线附近存在较窄的碳迁移层;焊缝金属的强度、硬度和耐腐蚀性都较高。     

超高强钢低匹配焊接接头熔合区组织特征及断裂行为研究

对超高强钢采用了低匹配的奥氏体焊接材料进行了焊接。采用光学显微镜、扫描电镜等手段对该接头熔合区的组织进行了分析,通过原位拉伸分析手段对熔合区的局部断裂行为进行了研究。结果表明,焊接接头熔合区的化学成分不均匀,在靠近熔合线处形成了宽度不等的"富奥氏体带",最高硬度位于富奥氏体带。原位拉伸试样均在最大载荷前起裂,裂纹起裂和扩展伴随着大量的塑性变形,断裂位置最后均位于较软的奥氏体焊缝侧,其主要断裂机制为延性断裂。     

焊接单相奥氏体不锈钢时如何防止产生热裂纹

单相奥氏体不锈钢如0Cr25Ni2O焊接时的热裂纹倾向比1Cr18Ni9Ti不锈钢要大得多，特别是在根部打底焊道以及弧坑处最易产生热裂纹。但是这类钢不能依靠加入少量铁素体来提高抗裂性。因为要在焊缝中形成铁素体，势必加入大量铁素体形成元素，这就使焊缝的成分和性能比母材相差太大，以致不能满足接头的使用要求。此外，更多的铁素体还会使接头脆化。     

TP304H/T22异种钢焊接接头微观组织特性对焊缝失效的影响分析

异种钢焊接接头在锅炉再热器与过热器中具有广泛的应用，但长期服役于高压高温等工况易萌生裂纹导致早期失效。通过对某运行已超过20万小时的TP304H/T22异种钢焊接接头的焊缝、母材与垫板交界区域，近熔合线侧的热影响区及远离焊缝的母材区域的微观组织及裂纹萌生与扩展进行研究，考察分析接头裂纹区域与非裂纹区域的组织特征对焊缝失效的影响。结果表明：焊缝、母材及垫板三者的交界处的微观晶粒分布密集呈无规则排列且随着服役时间的增长存在明显的粗化现象，导致该区域易萌生裂纹并扩展延伸；非裂纹区域的显微组织结构排列均匀有序并存有大量孪晶，钢材热稳定性提高，不易产生裂纹。本研究能够为开发高性能异种钢焊接接头工艺以及现有焊接接头性能检测和维护提供研究基础。     

ZG28NiCrMo与16Mn异种钢手工电弧焊接头组织及性能研究

采用A307焊条对ZG28Ni Cr Mo铸钢和16Mn低合金高强钢进行了手工电弧焊,通过金相分析,拉伸、冲击及显微硬度测试研究了异种钢焊接接头的组织及力学性能。结果表明,焊缝中心组织为奥氏体+铁素体;ZG28Ni Cr Mo钢一侧熔合区形成脱碳层和柱状晶区,使显微硬度值显著下降;ZG28Ni Cr Mo钢侧热影响区的组织为铁素体+珠光体组织,与其母材相比有软化现象。16Mn侧热影响区没有硬度损失,16Mn钢与焊缝的熔合线处存在一层奥氏体单相区,硬度为220HV,高于焊缝中心和16Mn钢母材。焊接接头拉伸断裂于16Mn母材处,平均抗拉强度为515MPa。ZG28Ni Cr Mo钢侧热影响区的冲击韧性较差,而16Mn侧热影响区的冲击韧性优于焊缝中心。