254SMO/Q235B异种钢焊接接头显微组织的研究

在膨胀节生产过程中,发现管道的部分焊道出现了裂纹,为找出裂纹产生的原因,分别选用ERNiCrMo-3,ERNiCrMo-10及ERNiCrMo-14镍基合金焊丝,采用手工TIG焊对254SMO/Q235B异种钢进行焊接.焊后利用金相显微镜和扫描电子显微镜对焊接接头的显微组织进行了分析研究.发现采用ERNiCrMo-10焊丝进行焊接时,焊缝成形良好,未出现焊接裂纹;选用ERNiCrMo-3和ERNiCrMo- 14焊丝时,焊缝均有不同数量的微裂纹出现.研究结果表明,焊接裂纹为凝固裂纹,焊丝成分是造成焊接裂纹的主要原因之一,焊缝凝固模式为全奥氏体模式,有明显的凝固亚晶界(SSGB)、凝固晶界(SGB)和迁移晶界(MGB).     

254SMO/Q235B异种钢焊接接头显微组织

分别选用ERNiCrMo-2,ERNiCrMo-3,ERNiCrMo-10,ERNiCrMo-12,ERNiCrMo-13及ERNiCrMo-14 6种镍基合金焊丝,采用手工TIG焊对254SMO/Q235B异种钢板进行焊接试验解决254SMO波纹管与Q235B钢管焊接时出现的裂纹问题,.焊后利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪对焊接接头进行了分析研究.发现采用ERNiCrMo-2,ERNiCrMo-3和ERNiCrMo-14焊丝时,焊缝中有较多的微裂纹出现;选用另外3种焊丝进行焊接时,焊缝成形良好,未出现焊接裂纹.结果表明,该焊接裂纹为热裂纹,异种钢物理性能的差异及焊缝中杂质元素的偏析是造成焊接裂纹的关键因素.     

核用镍基焊缝缺陷控制与焊材研制

镍基焊材在核电主设备制备中有着重要的应用,镍基焊材的性能很大程度上决定了核电设备的服役寿命。通过分析镍基焊缝金属焊接过程中常出现的失塑裂纹和点状夹杂两类焊接缺陷,设计并制备了不同Nb、Mo含量的镍基合金焊丝。结果表明,Ti会促进镍基焊缝金属中点状夹杂的出现;随着Nb、Mo含量的增加,镍基合金焊缝金属的室温强度逐渐增加,且焊缝金属的塑性得到大幅提升。Nb、Mo元素的添加,有效地改善了镍基焊缝金属中失塑裂纹与点状夹杂缺陷。通过调整成分获得了满足核电主设备使用要求的镍基合金焊丝。     

镍钢复合板压力容器的制造

主要介绍了镍钢(N6与16MnR)复合板制造的压力容器工艺。根据多年制造纯镍容器的经验，结合镍钢复合板的特点，重点解决了镍与钢过渡层的焊接，镍层与钢之间使用Ni112焊条过渡，然后用氩弧焊ERNi-1焊丝成形，严格控制加工工艺。筒体与封头相连的A、B类焊缝棱角度控制在3mm以下，错边量0.5mm，不直度1.5mm。从而保证了镍与钢过渡层的焊接。采用特殊的焊接工艺，选用小电流，多道次，减小焊接速度，控制层间温度在80℃以下等工艺措施。使焊接接头既满足了强度要求又减少熔池中钢的稀释，避免了镍在焊接高温过程中与氧形成氧化镍而导致焊缝及热影响区裂纹，并减少了镍的过量烧损而降低焊缝的耐蚀性。     

纯镍与N10003哈氏合金TIG焊接工艺及质量控制研究

基于钍基熔盐堆核能容器制造项目,采用钨极氩弧焊的焊接方法对纯镍N02201以及N10003哈氏合金进行焊接工艺试验研究。采用无损检测、力学性能检测、宏观金相试验方法验证焊接接头的力学性能与组织特性。同时探究了纯镍N10003与哈氏合金N10003焊接时的质量控制措施,制定了适用于纯镍与哈氏合金焊接的理想焊接工艺。结果表明：焊接时需严格控制焊接热输入及层间温度,过大的增加焊接电流不能有效改善液态金属的流动性,相反会增大焊缝出现热裂纹的概率。收弧处需采用衰减电流以避免弧坑裂纹的产生。焊接接头微观组织为奥氏体+少量铁素体组成,焊缝中心晶粒呈树枝状由熔合区向焊缝中心生长,N02201侧熔合区有少量碳化物析出,N10003一侧熔合线分界较为明显。接头无焊接缺陷产生,各项性能均满足相关标准要求。     

焊丝中Si元素含量对铝合金接头裂纹敏感性的影响规律及机理

使用扫描电镜、能谱、温度场实时采集等测试方法,研究了焊丝中Si含量对AA6063铝合金GMAW焊接头热裂纹敏感性的影响规律及机理. 结果表明,当焊丝为纯铝时,鱼骨试样的焊缝中心会出现细长的焊接裂纹;当焊丝中的Si含量为4.5% ~ 6%时,裂纹的长度变短,但是开裂距离明显增加;当焊丝中的Si含量达到11% ~ 13%时,试样焊缝无裂纹出现. 随着Si含量的不断提高,合金易出现裂纹的凝固温度区间先增大后减小;焊丝中Si含量的不同还会影响凝固后期金属液的流动性,使得焊缝晶界处的物相成分和形态都有明显的区别;同时,Si含量的提高会使得接头的冷却速度先增加后减小,从而导致应力状态改变,热裂纹敏感性先升高后降低.     

Si元素含量对5A06/2219异种铝合金焊接裂纹的影响

采用具有不同Si含量的1070,4043和4047三种焊丝对5A06/2219铝合金进行了焊接,对比了不同焊丝条件下的裂纹倾向性。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱分析(EDS)对不同Si含量的异种铝合金焊接接头的显微组织及裂纹断口进行了观察,并对异种铝合金焊接裂纹萌生机理进行了讨论。结果表明,当采用Si含量较高的4047焊丝进行焊接时,5A06/2219异种铝合金焊接接头无明显焊接裂纹;当采用1070进行焊接时,焊接裂纹出现在近2219侧的焊缝;当采用4047进行焊接时,焊接裂纹出现在近焊缝中心位置。通过对裂纹断口进行观察可知,焊接裂纹均属于典型的结晶裂纹,晶界析出的低熔点共晶Al_2Cu是产生结晶裂纹的主要原因。     

锆/镍电子束环形接头应力分布分析

纯锆力学性能、与铀燃料相容性、抗辐照性能良好，广泛应用于核工业中，纯镍具有良好的力学性能与抗腐蚀性能，常用作结构材料.锆/镍异种材料间热物理性能差异大，冶金相容性差，目前没有熔化焊接的研究.采用电子束对锆/镍环焊缝进行焊接，对中焊接时接头由(γ-Ni+Ni₅Zr)共晶+Ni₅Zr树枝晶复合结构组成，在残余应力的共同作用下导致焊接裂纹，接头强度仅有36.4 MPa.通过偏束焊接得到了无裂纹接头，偏镍0.5 mm焊接时接头强度提高到189 MPa.对不同焊接参数下接头应力场、温度场进行了有限元模拟研究，结合理论计算，揭示了由于环焊缝的结构特点，在焊接的起始阶段有再热现象，接头中具有较高的残余环向应力，偏锆焊接过程中热应力高，偏镍焊接有效降低了接头的残余应力与热应力，是裂纹消失的主要原因.     

核电厂常规岛发电机端罩焊接返修工艺的改进

通过对核电厂常规岛端罩裂纹缺陷产生原因及安装顺序分析,并结合设备结构的设计要求,选用钨极氩弧焊(GTAW)+镍基焊丝的方法替代焊条电弧焊(SMAW),主要考虑镍基焊丝黏性好、流动性好、强度低,在可保证对裂纹缺陷修复的同时又能保证焊缝的密封效果,且不需预热、后热措施,比原工艺操作简单、安全性高等,制订了相应的焊接工艺用于发电机端罩焊缝修复。结果表明：使用GTAW+镍基焊丝的焊接工艺修复发电机端罩可满足设计要求,为后续同类项目类似大厚壁设备焊接及在役机组检修提供了解决思路。     

汽车铝水箱钨极氩弧焊接头组织和性能研究

采用金相组织与拉伸性能测试方法,研究了汽车水箱用铝合金钨极氩弧焊接头组织和性能。结果表明,采用ER5183焊丝时,焊缝表面成形良好,表面未发现裂纹,焊接头力学性能最佳。采用5083边角料时,力学性能次之。采用仿ER5183焊丝时,表面出现明显裂纹,焊缝组织中出现较多气孔和夹杂,力学性能最差。     

GH3535镍基高温合金的焊丝匹配及接头性能对比

采用ERNi Mo-2焊丝和ERNi Mo-3焊丝对GH3535镍基高温合金进行了焊接,从接头成形、显微组织、接头硬度、拉伸性能及断口分析等方面综合对比了两种焊丝的焊接性及焊接接头性能。结果表明,两种焊丝在相同工艺参数下,接头均可实现较好的成形情况,两种焊丝的焊接接头组织特征接近,热影响区出现了碳化物共晶转变现象;显微硬度分析表明,ERNi Mo-3焊丝焊接接头中焊缝金属硬度弱于母材,而ERNi Mo-2焊丝焊接接头焊缝金属硬度与母材相当;拉伸性能结果表明,两种焊丝焊接拉伸试样均从焊缝处断裂,ERNi Mo-2焊丝焊接接头的常温屈服强度、高温屈服强度、抗拉强度及断后伸长率整体要高于ERNi Mo-3焊丝焊接接头,呈现出较高的强度。综合而言,ERNi Mo-3焊丝更适合于GH3535镍基高温合金的焊接应用。     

焊丝对工业纯铜和304不锈钢钨极氩弧焊接的影响(英文)

采用不同焊丝对工业纯铜和304不锈钢进行钨极氩弧焊接。结果表明,采用铜做焊丝时,焊缝无任何缺陷生成,而采用304不锈钢和Ni-Cu-Fe合金为焊丝材料时,焊缝中有凝固裂纹和未熔化区存在。在最优条件下,焊缝的抗拉强度能达到铜材的96%。焊缝在弯曲到180°下也没有分离、撕裂和断裂等现象发生。这表明铜是一种较好的工业纯铜与304不锈钢GTA焊的焊丝材料。     

焊接工艺对690镍基合金焊丝熔敷金属高温失塑裂纹敏感性影响研究

针对690镍基合金熔敷金属高温失塑裂纹敏感性问题,采用基于Gleeble-3500热力耦合试验机的STF试验,开展焊接工艺对国产化690镍基合金焊丝WHS690M熔敷金属高温失塑裂纹敏感性的影响研究,并与进口Inconel 52M焊丝试验结果进行对比分析。试验表明,熔敷金属高温失塑裂纹最小临界应变出现在1 050℃附近,焊接热输入对最小临界应变影响较小,相比于大面积堆焊熔敷层,对接焊缝熔敷金属临界应变降低,高温失塑裂纹敏感性提高。     

HG785D钢在不同焊接工艺下的焊接接头疲劳裂纹扩展研究

对高强度低合金钢HG785D试样,采用两种不同的焊接方法进行焊接:其一是采用单一焊丝进行传统的等强度匹配焊接;其二是采用双金属复合等强度匹配焊接,即先用低强度焊丝(低于母材)焊第一层焊缝,然后用高强度焊丝(高于母材)焊第二层焊缝,依次交替,焊缝填满为止。对两种焊接工艺下的焊接接头进行疲劳性能研究,通过疲劳裂纹扩展速率测试,得到了两种焊接接头焊缝区域的疲劳裂纹扩展a-N曲线以及疲劳裂纹扩展速率da/d N-Δk曲线。分析对比其da/d N-Δk曲线可得,在同一应力水平下,传统焊接接头的疲劳裂纹扩展速率最慢,新工艺下焊接接头次之,母材的扩展速率最快。     

窄间隙焊接中焊丝H08MnA与烧结焊剂匹配工艺

焊丝H08MnA匹配了三种不同的烧结焊剂SJ101(碱性)、SJ301(中性)、SJ501(酸性),并进行窄间隙焊接试验.比较了焊缝的脱渣性、气孔、外观成形、熔合情况以及表面裂纹,同时通过超声波探伤对焊缝内部质量进行无损检查,并对不同匹配下的焊接接头进行力学性能试验及金相分析,形成窄间隙焊接中焊丝与烧结焊剂匹配工艺.     

基于微观组织的镍基合金焊接热裂纹判据

概述了镍基合金焊接热裂纹(结晶裂纹、高温失塑裂纹)的评价方法、产生原因和防止措施，结合核用690合金焊接材料的特点，采用大厚度裂纹试验方法研究了Laves相、MC和M₂(C,N)碳化物、MN氮化物对焊缝结晶裂纹、高温失塑裂纹的影响，提出了基于微观组织的镍基合金热裂纹判据，防止结晶裂纹判据为Laves相含量不大于0.9%(体积分数)，防止高温失塑裂纹判据为MC+MN+M₂(C,N)含量不小于0.18%，在此基础上，研制出新型690合金焊接材料—WHS693M焊丝。结果表明，焊丝抗裂性优良，熔敷金属力学性能满足三代核电主设备制造技术要求。     

镁合金焊缝液化裂纹敏感性及预测方法探究

以AZ31与AZ91镁合金为母材,AZ61与AZ92镁合金为填充焊丝,利用冷金属过渡焊接(CMT)方法进行横向拘束环行焊缝裂纹实验,探究AZ系列镁合金部分熔化区的液化现象,并结合液化裂纹产生机理提出一种定性判断镁合金液化裂纹敏感性的方法。结果表明,焊接过程中,AZ91镁合金焊缝边缘发生了g (Mg17Al12)相与富Mg a相的共晶反应,产生了液相,形成了部分熔化区;在AZ31镁合金中不存在g (Mg17Al12)相,液化现象不明显,部分熔化区较小。同时,提出了基于二元合金相图的镁合金液化裂纹敏感性判断方法,以判断镁合金母材和焊丝成分对焊缝部分熔化区液化裂纹敏感性的影响规律,即,母材为AZ91时的液化裂纹敏感性比母材为AZ31时更高,焊丝为AZ92时的液化裂纹敏感性较焊丝为AZ61时更低。     

镍管纵缝等离子+TIG焊接接头组织性能研究

针对纯镍焊接时易出现裂纹、气孔、熔合不良等缺陷,采用等离子+TIG双枪焊接方法,进行5 mm厚N6纯镍管纵缝平板模拟试焊,通过正交试验优化焊接工艺参数,并对接头的组织和性能进行了研究。试验结果表明,最优焊接工艺参数下,接头抗拉强度为328 MPa,达到母材的90%;焊接接头中等离子焊接区(焊缝中下层)范围大,焊接接头的断裂属于以韧性断裂为主的混合断裂;分析接头的显微组织可知:N6母材为单相奥氏体组织,焊缝的TIG焊接区(焊缝中上层),由于两次受热,主要由粗大的奥氏体柱状晶组成,焊缝的等离子焊接区是粗大的奥氏体胞状晶。     

S30408与Q345R的埋弧焊焊接工艺

同种钢由于焊接性能相同焊接起来容易,而异种钢有着焊接性能的差异,焊缝金属化学成分容易产生偏析,导致焊缝产生裂纹,选择合适的焊接材料和焊接工艺变得极其重要。将几种不同焊丝和焊剂进行组合,对埋弧焊焊接接头进行检验对比分析,得到一组较为理想的焊丝与焊剂组合即ER309L与SJ601的组合。     

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。