Q960E高强钢焊接试验研究

采用斜Y形坡口焊接裂纹试验分析了Q960E钢的焊接接头裂纹敏感性,研究了焊接工艺对焊接接头性能和组织的影响。试验研究结果表明:采用自制的实心焊丝配合φ(Ar)80%+φ(CO_2)20%保护气焊接厚度为25 mm的Q960E高强钢,当预热温度达到180℃以上时,可有效防止焊接冷裂纹的产生。采用合理的焊接工艺焊接Q960E钢对接接头,焊接接头的综合性能良好,能够满足工程需要。焊接接头焊缝中心的板条状马氏体和下贝氏体组织,热影响区板条状马氏体和粒状贝氏体组织保证了焊接接头的良好强度和韧性。     

960MPa级工程机械用钢焊接性能试验研究

通过连续冷却转变曲线的绘制、焊接冷裂纹敏感性试验以及从800℃冷却到500℃的时间(t8/5)对焊接粗晶热影响区(CGHAZ)韧性的影响等方法,系统评价了一种960 MPa级工程机械用钢的焊接性能。结果表明:工程上配套使用GHS-90实心焊丝,在φ(Ar)80%+φ(CO2)20%混合气体保护下焊接,需将该钢板预热至200℃以上才能避免焊接冷裂纹倾向(钢板厚度为20 mm);t8/5>20 s后,粗晶区韧性严重降低;通过制定合理焊接工艺可满足960 MPa强度级别的工程使用要求。     

1000MPa级工程机械高强钢焊接性及接头组织性能

采用理论计算及最高硬度试验对50 mm厚HG980DZ35钢板的焊接性进行了初步分析,并基于Gleeble2000热模拟试验机研究了不同焊接t_(8/5)对热影响区粗晶区(CGHAZ)组织性能的影响,最后采用气体保护焊试验对热模拟试验结果进行了验证。结果表明,试验钢有一定的冷裂纹敏感性,焊接前需预热150℃。随着t_(8/5)冷却时间延长,模拟CGHAZ组织逐渐由全板条马氏体向板条贝氏体转变,原奥氏体晶粒逐渐粗化。硬度呈现逐渐降低的趋势,-20℃冲击功先提高,在t_(8/5)=10.6 s时获得最大值,随后逐渐降低。试验钢气保焊对接接头抗拉、弯曲试验合格,热影响区冲击韧性优良。总体上,HG980DZ35钢焊接性良好。     

1300?MPa级低合金高强钢SH-CCT曲线及冷裂敏感性分析

采用Formastor-FⅡ全自动相变仪测定了1300 MPa级低合金高强钢的奥氏体化相变温度,结合光学显微镜与维氏硬度计等设备研究了800 ~ 500 ℃冷却时间(t_8/5)对1300 MPa级低合金高强钢粗晶热影响区组织和硬度变化的影响规律. 结果表明,当t_8/5为3 ~ 60 s时,1300 MPa级低合金高强钢粗晶热影响区组织均由板条马氏体组成,硬度值为438 ~ 454 HV5;随着冷却时间延长,粗晶区出现贝氏体类组织,当t_8/5为150 s时,粗晶区为板条马氏体/贝氏体混合组织,硬度平均值为413 HV5;当t_8/5为300 ~ 600 s时,粗晶区为板条贝氏体和粒状贝氏体混合组织,硬度值为341 ~ 381 HV5;当t_8/5＞600 s时,粗晶区组织主要为粒状贝氏体,硬度值为269 ~ 322 HV5. 冷裂敏感性评价结果表明,该试验钢碳当量C_E(IIW)和C_EN均大于0.5%,具有一定的冷裂倾向,需焊前预热,焊后热处理或保温缓冷等措施,避免焊接冷裂纹的形成.     

大热输入焊接用EH40船板钢焊接热影响区组织转变与力学性能

河钢集团采用氧化物冶金技术开发出了大热输入焊接用EH40船板钢，利用DIL805L淬火相变膨胀仪结合焊接热模拟技术，研究了EH40船板钢焊接热影响区(HAZ)连续冷却转变行为和不同冷却速度下HAZ的组织转变。同时，采用Gleeble-3800热模拟试验机对EH40船板钢进行焊接热模拟试验，并对其焊接HAZ力学性能进行了测定。焊接HAZ连续转变曲线(SHCCT)表明，当冷却速率≤1 ℃/s时，主要发生铁素体/珠光体转变；随着冷却速率增大至2 ℃/s时，贝氏体开始析出;当冷却速率在2～3 ℃/s时，发生铁素体/珠光体和粒状贝氏体转变；当冷却速率在5～10 ℃/s时，发生铁素体/粒状贝氏体转变；而且随着冷却速率增大，粒状贝氏体所占比例逐渐升高；当冷却速率增大至15 ℃/s时，开始出现板条状贝氏体；当冷却速率在30～100 ℃/s时，开始出现马氏体，并且马氏体所占比例逐渐升高。另外，焊接热模拟和冲击试验结果表明，经过200 kJ/cm热输入焊接热模拟后，EH40船板钢HAZ在-40 ℃下的平均冲击吸收能量为205 J，远大于国标要求的41 J。采用扫描电镜及配套的能谱仪对EH40船板钢焊接HAZ析出粒子进行了分析，结果表明(Ti,Mn,Si,Mg)Ox-MnS粒子可以作为形核质点促进焊接HAZ针状铁素体的形成，有效地提高了焊接HAZ的低温韧性。     

15MnMoVNRE钢焊接HAZ中的贝氏体组织与低温冲击韧性

本文采用焊接热模拟,金相,X-衍射及电镜技术、研究了15MnMoV-NRE钢在t_(8/5)为16、30和50s时的焊接HAZ的贝氏体组织与低温冲击韧性的关系。结果表明,t_(8/5)为16s时的组织为粒状贝氏体与B_Ⅲ型贝氏体;t_(8/5)为30s和50s时,组织均为粒状贝氏体。但t_(8/5)=50s时(M-A)小岛以块形为主。在-40℃与-80℃的情况下,t_(8/5)为16s时具有较高的冲击韧性,而t_(8/5)为30s的低温韧性最低。本文对其原因进行了分析。     

预热温度对10Cr9Mo1VNbN钢接头组织和性能的影响

通过对不同预热温度下E9015-B9焊条焊接10Cr9Mo1VNbN钢焊接接头的组织和硬度分布进行分析,并通过插销试验测试了10Cr9Mo1VNbN钢焊接接头的冷裂纹倾向。结果表明:室温下HAZ组织为马氏体+残余奥氏体,焊缝区组织为马氏体+铁素体;预热到100℃时,HAZ组织为回火马氏体+少量贝氏体,焊缝区组织为回火马氏体+铁素体+少量贝氏体;预热到150℃时,HAZ为回火马氏体+贝氏体,焊缝区组织为马氏体+铁素体+贝氏体;焊接接头的硬度呈马鞍形变化趋势,HAZ硬度最高,母材区硬度最低;随着预热温度的升高,焊接接头的硬度整体呈现下降趋势;焊接接头的临界断裂应力随预热温度的提高而增大,在室温和100℃下插销试验的临界断裂应力较小,10Cr9Mo1VNbN钢的冷裂纹倾向较大,预热150℃时,焊接接头临界断裂应力明显提高,高达667 MPa。     

基于焊接热模拟的工程机械用高强钢热影响区组织和力学性能研究

以工程机械用高强钢Q890为研究对象,采用Gleeble-3800焊接热模拟试验机分别进行了不同t_(8/5)和峰值温度条件下的热模拟试验,并对热模拟试样的显微组织进行了观察,对冲击性能、硬度等力学性能进行了检测。结果表明,随着t_(8/5)的延长,热影响区粗晶区组织逐渐由板条马氏体转变为板条贝氏体、粒状贝氏体,原始奥氏体晶粒逐渐长大;冲击功先升高后降低,t_(8/5)为10 s时冲击性能最差,t_(8/5)为30 s时冲击性能最佳;硬度值逐渐降低,但降低幅度减小。模拟的热影响区粗晶区组织为粗大的板条马氏体,细晶区为细小贝氏体+板条马氏体混合组织,临界区为细小贝氏体组织和回火贝氏体的不均匀组织。随着峰值温度提高,冲击功和硬度值均是先升高后略有降低,峰值温度为950℃时冲击性能最佳,硬度最高。     

不同厚度1300 MPa级超高强钢焊接工艺及焊接接头性能研究

对最低屈服强度为1 300 MPa的超高强钢进行焊接性分析,选取最优的焊接工艺参数对Q1300E钢进行焊接工艺评定及产品模拟件试验。用冷裂敏感指数(P_cm)及碳当量公式CEN评估低合金高强钢的冷裂敏感性更为精准,预热温度确定在一个合适的工程裕度范围内是超高强钢焊接的核心。研究结果表明：厚8 mm的Q1300E钢焊接预热温度确定为110℃,道间温度110～115℃,热输入为4～7 kJ/cm,接头抗拉强度≥1 600 MPa,强韧性最优;厚15 mm焊接试板预热温度为125℃,道间温度125～150℃,热输入为6～12 kJ/cm,接头抗拉强度≥1 200 MPa,强韧性最优。     

BWELDY960焊接工艺性及接头力学性能研究

对40 mm的BWELDY960高强钢的焊接冷裂敏感性和焊接接头的力学性能进行了试验研究。结果表明:焊前120℃预热,可以有效防止焊缝产生冷裂纹;使用T Union GM 120焊丝,采用激光-电弧复合打底焊、双丝MAG填充盖面焊焊接BWELDY960高强钢时,焊接接头具有良好的拉伸、弯曲和冲击性能。接头上部的焊缝组织为马氏体,上部的过热区组织为马氏体和贝氏体;根部的焊缝组织为贝氏体,根部的过热区组织为马氏体和贝氏体。焊缝和热影响区的硬度与母材硬度没有明显的区别,热影响区的软化不明显。     

焊接热循环对热轧Giga钢板焊接粗晶区组织和韧性的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机对厚度为6 mm的热轧Giga钢板进行了单道次焊接热模拟试验,研究了单道次焊接热循环时间(t_(8/5))对焊接粗晶区显微组织和韧性的影响。结果表明:单道次焊接热循环时间t_(8/5)从15 s增加至120 s时,粗晶区组织由板条马氏体转变为贝氏体,晶粒粗化,硬度降低,韧性先增加后降低;当t_(8/5)为30 s时,粗晶区冲击韧度最高,为82 J;t_(8/5)较小时,冲击试样为韧性断裂;而当t_(8/5)超过60 s时,冲击试样为脆性断裂。     

焊接热过程和冶金过程

980MPa级高强钢焊接接头HAZ的组织和性能 采用焊接热模拟的方法,研究一种980MPa级低碳贝氏体高强钢焊接接头HAZ不同区域,通过对各个区域的组织及相的分析,以及相应的拉伸及冲击试验,研究了此类高强钢的组织和性能。结果表明,粗晶区的冲击性能最好．细晶区的冲击性能最低,为热影响区的薄弱环节。粗晶区组织为均匀粗细相间的板条贝氏体组织;在板条贝氏体上弥散析出碳化物;板条贝氏体界厩上的奥氏体薄膜的存在是粗晶区韧性提高的原因。     

工程机械用800MPa低合金高强度钢焊接热影响区断裂韧性评价

随着工程机械的大型化,需要采用800MPa低合金高强度钢结构。为了保证焊接接头具有良好的韧性,必须合理控制焊接热作用,避免焊接接头脆化。本研究采用热模拟试件,研究了焊接冷却时间及加热温度对800MPa低合金高强度钢焊接热影响区(HAZ)断裂韧性的影响及其显微组织特征。发现在t8/5为18s时,HAZ具有最好的断裂韧性。随着t8/5的增加,奥氏体晶粒逐渐长大,马氏体的体积分数逐渐降低,粒状贝氏体的数量不断增加,断裂韧性逐渐下降。t8/5大于45s,LT方向试件出现脆性失稳现象。焊接接头各区的韧性分布是,过热区的断裂韧性最好,两相区的断裂韧性最差,粗晶区的韧性优于细晶区。影响HAZ韧性的主要因素是贝氏体的形态和分布。研究结果为制定合理的焊接工艺和大型工程机械的断裂安全评定奠定基础。     

焊接热过程和冶金过程

980MPa级高强钢焊接接头HAZ的组织和性能 采用焊接热模拟的方法,研究一种980MPa级低碳贝氏体高强钢焊接接头HAZ不同区域,通过对各个区域的组织及相的分析,以及相应的拉伸及冲击试验,研究了此类高强钢的组织和性能。结果表明,粗晶区的冲击性能最好．细晶区的冲击性能最低,为热影响区的薄弱环节。粗晶区组织为均匀粗细相间的板条贝氏体组织;在板条贝氏体上弥散析出碳化物;板条贝氏体界厩上的奥氏体薄膜的存在是粗晶区韧性提高的原因。     

1000 MPa级高强钢焊接试验研究

采用富氩混合气体保护焊对高强钢板进行焊接,研究了不同热输入对低合金高强钢焊接接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:焊缝区的显微组织主要为贝氏体和马氏体;焊接接头冲击韧性随着热输入的增大先提高后降低,而抗拉强度逐渐降低;当热输入为1.55 kJ/mm时,焊接接头呈现最佳的强韧性匹配。由于热循环的影响, HAZ晶粒逐渐长大,伴随板条状马氏体粗化和上贝氏体的出现,接头出现软化,性能降低。     

液压支架用Q890/Q960高强钢焊接裂纹敏感性研究

本文采用混合气体保护焊对Q890/Q960异种低合金高强钢进行焊接试验。研究了焊丝化学成分与焊接工艺对焊接接头裂纹率的影响,并对裂纹在接头中的扩展与止裂进行了分析。试验结果表明焊接裂纹主要出现在焊缝根部的熔合区,沿熔合区靠近焊缝侧扩展;选用合适的合金焊丝,采取焊前预热、焊后缓冷的工艺,控制焊接热输入可将接头裂纹率控制在合适的范围内;针状铁素体与板条马氏体的不均匀过渡及较大的应力集中是裂纹在焊缝根部熔合区萌生的主要原因;细小的针状铁素体能够阻碍裂纹扩展,有利于降低焊接接头的裂纹敏感性。     

国产X80钢焊接冷裂敏感性的插销试验

用插销试验法研究了实心焊丝CO2气保焊根焊条件下X80管线钢的冷裂纹敏感性及断口特征.结果表明,预热100℃条件下X80钢的抗冷裂性好,临界断裂应力σcr为624 MPa,与其抗拉强度相当.当拘束拉伸应力高于抗拉强度时,将发生失效断裂,断裂性质为延性断裂断口.CO2气保焊进行根焊焊接时,X80钢的抗冷裂性好,与该方法能得到超低氢的焊接条件有关,此外还与该钢的裂纹敏感系数(0.17%)不高,HAZ淬硬不明显有关.焊接接头过热区的组织主要为块状铁素体,最高硬度297 HV.     

BS960E高强钢激光-电弧复合高速焊接接头组织及性能研究

采用激光-电弧复合技术焊接BS960E高强钢板材,以探索高强度合金钢的焊接接头组织及性能。采用扫描电子显微镜表征焊缝组织及断口形貌,结果显示:采用直径1.2 mm的90G型焊丝焊接,对应的接头组织主要为板条贝氏体,少量马氏体和MA组元,热影响区组织以板条马氏体为主。焊缝接头抗拉强度为1 117.13 MPa,延伸率为11.82%;焊缝冲击吸收功为23 J,冲击断口主要呈现韧窝状形貌,热影响区冲击吸收功为14 J,冲击断口主要以准解理断裂为主。     

兴澄1100 MPa级超高强钢Q1100E焊接性试验研究

通过斜Y坡口焊接冷裂纹试验、金相分析和力学性能测试等方法,对兴澄Q1100E超高强钢板焊接接头裂纹敏感性和组织性能进行了研究。结果表明,Q1100E钢焊接接头焊缝组织以贝氏体和针状铁素体为主;粗晶区为粗大马氏体组织,硬度最高;细晶区为细小贝氏体组织;不完全相变区为贝氏体和铁素体两相组织,硬度最低;预热温度高于75℃可避免焊接冷裂纹的产生。随着热输入的提高,焊接接头强度下降明显,低温冲击韧性变化不大。     

特高压输电铁塔用Q420低合金高强钢焊接性能研究

以特高压输电铁塔用Q420低合金高强钢为研究对象,采用理论分析与试验的方法对其焊接性能进行了评价。结果表明,试验钢存在淬硬倾向,有一定的冷裂纹敏感性。焊接时需进行预热,理论计算的预热温度为77℃。实际焊接试验预热50℃时,焊接接头未发现裂纹,焊接接头抗拉强度为566 MPa,D=42 mm,180°弯曲合格。焊缝和热影响区冲击韧性优良,热影响区由于粗化冲击性能略低于焊缝,同时有轻微的硬化现象。焊接焊接接头焊缝区为先共析铁素体+针状铁素体组织,过热区为粗大贝氏体,正火区为细小的铁素体+珠光体组织。