FSS/ASS厚壁异种钢“TIG冷焊 + UNGW”组合焊的接头组织与力学性能

为了有效解决铁素体不锈钢的焊接热影响区晶粒易粗化问题，以及奥氏体不锈钢焊接时在接头部分熔合区及其附近热影响区内因易形成蠕虫状δ铁素体而显著降低该区域耐腐蚀性的问题，提出了“TIG冷焊 + UNGW”的组合焊接工艺，并进行了1Cr17/1Cr18Ni9Ti厚壁异种不锈钢的焊接，同时对所得接头的显微组织、力学性能及耐腐蚀性进行了测试与分析. 结果表明，组合焊接头的1Cr17母材热影响区晶粒未发生粗化，并且1Cr18Ni9Ti母材部分熔合区及其附近热影响区内未形成蠕虫状δ铁素体；组合焊接头的抗拉强度优于1Cr17母材，并且1Cr17母材热影响区的冲击吸收能量与1Cr17母材相当；组合焊接头的熔敷层、1Cr18Ni9Ti母材、1Cr17母材、UNGW焊缝区及完整接头的耐腐蚀性呈依次下降的趋势.     

半导体激光焊接85Cr17与0Cr18Ni9不锈钢的组织与性能

采用半导体激光作为焊接热源,对高碳马氏体不锈钢85Cr17和奥氏体不锈钢0Cr18Ni9进行对接焊试验,分析了焊接接头的显微组织并测试了显微硬度和拉伸强度.结果表明:采用半导体激光焊接工艺可实现85Cr17和0Cr18Ni9的对接焊,获得连续、平整的焊缝;焊缝中心区域主要为等轴晶,近中心区为柱状晶与树枝晶的混合组织.靠近基体侧的焊缝边缘区为柱状晶组织;焊缝区的平均硬度高于两种基材;拉伸试样均断在85Cr17侧热影响区,未焊透时,焊接接头抗拉强度达到0Cr18Ni9母材的88%,焊透时,抗拉强度达到0Cr18Ni9母材的95%以上.     

焊后热处理对1Cr18Ni9Ti与2Cr13钢焊接接头组织和性能的影响

通过钨极氩弧焊方法,对1Cr18Ni9Ti与2Cr13钢实施焊接,并对焊接接头整体进行焊后热处理。采用OM、SEM对2Cr13与1Cr18Ni9Ti钢热处理前后的焊接接头组织进行分析,利用显微硬度计、电子万能拉伸机测量了焊接接头的力学性能。结果表明,1Cr18Ni9Ti和2Cr13钢焊接接头热处理前焊缝组织为典型的柱状晶,组织为板条马氏体+残留奥氏体+碳化物;热处理后焊缝组织为回火索氏体,而且碳化物析出量也明显增多。拉伸时,热处理前后焊接接头断裂的部位都发生在奥氏体不锈钢热影响区一侧,热处理前后焊接接头的抗拉强度分别约为635.56、649.44 MPa;焊缝区的显微硬度分别约为276、222 HV0.5,热处理后焊接接头的整体显微硬度比热处理前的明显降低。     

06Cr18Ni12Mo2Cu2奥氏体不锈钢焊接接头组织与力学性能

通过拉伸、弯曲、维氏硬度等试验以及金相分析,对06Cr18Ni12Mo2Cu2奥氏体不锈钢焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:焊条电弧焊焊接接头有良好的抗拉性能和弯曲性能,焊缝区硬度略高于母材,而热影响区硬度略低于母材。焊缝组织为奥氏体+5%铁素体组织。焊接热影响区过热区奥氏体晶粒粗大,导致材料强度和硬度下降。     

Fe-Cr-2Al-Si阻尼合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的钨极氩弧焊接

采用钨极氩弧焊（GTAW）和奥氏体不锈钢焊丝LNT309LSi作为填充金属,研究了Fe-Cr-2Al-Si阻尼合金和1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接工艺和焊接质量。借助金相显微镜分析了焊缝组织特征,采用电子探析分析了焊缝成分。按照国家标准研究了焊接接头的硬度、拉伸性能和弯曲性能。结果表明,用奥低不锈钢焊丝焊接Fe-Cr-2Al-Si阻尼合金和1Cr18Ni9Ti不锈钢,可获得理想的奥氏体＋少量的铁素体＋马氏体的焊缝组织,焊缝的抗拉强度和抗弯性能均高于阻尼合金。所采用的焊接方法、焊接工艺和焊丝能满足这两种钢的焊接要求,焊接质量可靠。     

马氏体和奥氏体不锈钢TIG焊端接接头失效分析

针对船舶设备采用的马氏体和奥氏体不锈钢钨极氩弧焊焊接接头的泄漏问题,采用光学显微镜和扫描电镜观察、显微硬度测定等方法,分析了1Cr17Ni2马氏体不锈钢和1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢焊接接头各个区域的组织变化和硬度分布.结果表明,在1Cr17Ni2一侧的热影响区紧邻焊缝部位,铁素体受热作用明显长大,显微硬度较低,在热影响区的较高温度区,快冷得到高硬度马氏体,该区断口呈典型的解理与准解理脆性断口,成为焊接接头的薄弱地带,容易产生裂纹导致泄漏.还分析了接头失效的其它原因并提出了改进措施.     

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.     

热处理对1Cr18Ni9Ti与2Cr13钢板焊接接头耐腐蚀性的影响

通过填丝钨极氩弧焊方法对1Cr18Ni9Ti与2Cr13钢板进行焊接,并对焊接接头进行焊后热处理。采用SEM对焊接接头热处理前后的组织进行观察及分析;采用模拟海水浸泡试验,测量了焊接接头的交流抗阻和极化曲线。结果表明,1Cr18Ni9Ti和2Cr13钢板焊接接头热处理前焊缝为典型的柱状晶,组织为板条马氏体+奥氏体+第二相;热处理后焊缝组织为回火索氏体+奥氏体+第二相。热处理前后,焊接接头耐腐蚀性由强到弱的顺序都为:奥氏体母材>奥氏体侧热影响区>焊缝区>马氏体侧热影响区>马氏体母材。对比而言,热处理后焊接接头中马氏体母材区的耐蚀性略有升高,其他区域均有下降。     

热处理对1Cr18Ni9Ti与2Cr13钢焊接接头断口组织形貌的影响

通过钨极氩弧焊方法,在一定工艺条件下对1Cr18Ni9Ti与2Cr13实施焊接,后对焊接接头进行焊后热处理。通过万能拉伸机对热处理前后的焊接接头进行拉伸试验,采用OM、SEM对1Cr18Ni9Ti与2Cr13钢热处理前后的焊接接头进行断口组织形貌观察及分析。结果表明,1Cr18Ni9Ti和2Cr13焊接接头热处理前焊缝组织为典型的柱状晶,组织为板条马氏体+残余奥氏体+碳化物;热处理后焊缝组织转变为回火索氏体。拉伸时,热处理前后焊接接头断裂部位都发生在奥氏体不锈钢热影响区一侧,均属于韧性断裂,热处理前韧窝大小、分布不均匀;热处理后韧窝变小,分布均匀,大小尺寸均等。热处理前,焊接接头的抗拉强度约为635 MPa,伸长率约为26%,断面收缩率约为44%;热处理后,焊接接头的抗拉强度约为645 MPa,伸长率约为24%,断面收缩率约为44%。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢超窄间隙焊接接头组织与性能分析

采用超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接方法进行了1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的超窄间隙焊接试验,并对所得超窄间隙焊接接头的组织及性能进行了测试和分析。结果表明,1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢超窄间隙焊接接头的根焊焊缝区晶粒为等轴晶,而填充焊和盖面焊的焊缝区晶粒则为粗大的柱状晶。等轴晶和柱状晶的基体均为奥氏体,晶粒内部均分布有少量板条状铁素体。超窄间隙焊接接头的填充焊缝和根焊焊缝具有与母材相当的硬度,而盖面焊缝的硬度则略低于母材。超窄间隙焊接接头除了收缩率和冲击功比母材的略低外,抗拉强度、屈服强度及伸长率明显高于母材所对应性能的最低值。此外,试验还测得超窄间隙焊接接头的腐蚀速率为0.417 g/(m2·h),该值明显低于母材的腐蚀速率。     

两种奥氏体不锈钢TIG焊接头力学性能及组织对比研究

针对3种厚度规格,开展了两种奥氏体不锈钢TIG焊接头力学性能及组织对比研究。两种不锈钢焊缝均成形良好,无目视可见缺陷。拉伸试验表明,两种材料接头均断于母材,0Cr18Ni9不仅接头的抗拉强度、硬度高于1Cr18Ni9Ti,并且硬度分布更均匀。1Cr18Ni9Ti接头组织中包含粗大的铁素体和奥氏体,而0Cr18Ni9接头组织中则有均匀细小的蠕虫状铁素体,因此力学性能较1Cr18Ni9Ti更为优异。     

12Cr2Mo1R耐热钢/304不锈钢异种钢焊接

采用AA-TIG焊打底埋弧焊填充盖面的方法,进行了12Cr2Mo1R耐热钢和304不锈钢两种大厚板的对接焊研究。通过对焊接接头微观组织及元素分布的观察及对接头硬度、拉伸性能、冲击韧性和弯曲性能的测试,分析了接头的组织和力学性能。结果表明,不锈钢热影响区为奥氏体基体和少量带状铁素体;耐热钢热影响区为贝氏体和马氏体;焊缝为奥氏体和铁素体。线扫描分析发现不锈钢侧熔合区Fe, Ni元素变化较大,而耐热钢侧Fe, Ni, Cr元素明显变化;显微硬度结果显示,焊缝硬度在220 HV左右,耐热钢热影响区出现明显的硬化现象;接头的抗拉强度最高达到678 MPa,-30 ℃条件下焊缝及不锈钢和耐热钢热影响区的冲击吸收能量为132 J, 124 J, 241 J。     

基于氩弧焊的0Cr18Ni9Ti不锈钢焊缝成形行为分析

以0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢作为实验研究对象,采用直流钨极氩弧焊的焊接方式对0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢进行焊缝熔透性实验,分析超高频脉冲电流、占空比和弧长等因素对0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢焊缝熔透率的影响。结果表明,0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢焊缝的熔透率是随着脉冲频率的升高而不断的增大,占空比较小时熔透性对脉冲频率会更敏感,而弧长的变化对其没有显著影响。     

节点构造中1Cr17Mn6Ni5N不锈钢等离子弧焊接接头的组织与性能

利用等离子弧对节点构造中的1Cr17Mn6Ni5N含氮不锈钢进行焊接,采用金相显微镜、扫描电镜分析了其焊缝、热影响区的显微组织,用显微硬度计测试了接头的显微硬度。结果表明,采用等离子弧焊接方法对不锈钢焊接,可以获得均匀光滑无裂纹的焊缝;焊缝组织主要是奥氏体及沿柱状晶分布的δ-铁素体,奥氏体晶粒内部有ε-马氏体;在热影响区析出碳化物及在晶粒内部产生ε-马氏体相变,且靠近熔合线的母材的一些晶粒内部及热影响区中出现少量孪晶;母材、熔合区、焊缝金属区的显微硬度值分别为190、210、292HV0.2。     

Effect of post-welding heat treatment on microstructure and mechanical properties of 1Crl8Ni9Ti and 2Cr13 steel welded joints

通过钨极氩弧焊方法,对1Cr18Ni9Ti与2Cr13钢实施焊接,并对焊接接头整体进行焊后热处理。采用OM、SEM对2Cr13与1Cr18Ni9Ti钢热处理前后的焊接接头组织进行分析,利用显微硬度计、电子万能拉伸机测量了焊接接头的力学性能。结果表明,1Cr18Ni9Ti和2Cr13钢焊接接头热处理前焊缝组织为典型的柱状晶,组织为板条马氏体＋残留奥氏体＋碳化物;热处理后焊缝组织为回火索氏体,而且碳化物析出量也明显增多。拉伸时,热处理前后焊接接头断裂的部位都发生在奥氏体不锈钢热影响区一侧,热处理前后焊接接头的抗拉强度分别约为635.56、649.44 MPa;焊缝区的显微硬度分别约为276、222 HV0.5,热处理后焊接接头的整体显微硬度比热处理前的明显降低。     

1Cr18Ni9Ti薄壁不锈钢管断裂失效分析

对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢焊接接头进行SEM、显微组织观察分析和晶间腐蚀倾向分析,研究焊接工艺对奥氏体不锈钢的影响及其发生腐蚀的原因.试验结果表明:断口为脆性断口,主要由"氢脆"和 "疲劳"引起;焊接过程中1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢由于经受高温,在晶界组织中形成了贫铬区,使得焊接接头的耐蚀性大大下降,产生晶间腐蚀.     

超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊缝成形分析

将超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接用于1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢,通过改变焊接速度、电弧电压、焊接电流对焊缝成形进行了研究.结果表明,在热输入为1.75 kJ/mm和深宽比为1.34的条件下,也不易形成"梨形"焊道裂纹,并且单道焊接时熔化焊丝在超窄间隙内的填充高度可达11.5 mm.在其它焊接参数确定的情况下,随着电弧电压的增加,1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢超窄间隙焊缝依次呈"凸焊缝"、"凹焊缝"及"电弧攀升"的成形规律.适合于超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的电弧电压与焊接电流匹配范围分别约为26~32 V和200~320 A.     

1Cr21Ni5Ti锁底结构光纤激光焊接工艺特性

对3 mm厚的1Cr21Ni5Ti不锈钢锁底结构进行激光焊接试验,分析不同焊接工艺参数对接头成形、力学性能以及微观组织的影响,研究了其焊接工艺特性。结果表明,主要焊接缺陷为焊缝中的气孔以及收焊处凹坑,采用缓降功率的方法可减小焊缝收焊处凹坑深度,采用负离焦以及提高焊接速度有利于控制焊缝中的气孔缺陷。相比母材,焊缝硬度有所下降且不均匀,沿焊缝中心,焊缝中部区域硬度最高;在一定参数范围内,接头力学性能波动较小,焊缝平均抗拉强度达到816 MPa。焊缝内部晶粒呈等轴晶形式,主要由铁素体和奥氏体组成,焊缝中部奥氏体数量多于上部和下部,因此硬度较高;热影响区在焊接热循环作用下晶粒相对粗化,为焊缝的薄弱区域。     

1Cr17Mn6Ni5N等离子弧焊接头的组织分析

采用等离子弧焊接方法对1Cr17Mn6Ni5N进行了焊接试验,并用金相、扫描电镜(SEM)分析了奥氏体不锈钢焊缝、热影响区显微组织的变化,最后用显微硬度计测试了接头的显微硬度,特别是对焊缝中δ-铁素体、马氏体和碳化物等的含量和分布形态进行了研究,为焊接生产中含氮奥氏体不锈钢焊接提供了试验依据.     

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.