焊前热处理对440C不锈钢电子束焊接接头组织与性能的影响

研究了焊前退火和调质2种热处理工艺对440C不锈钢电子束焊接接头的组织和力学性能的影响,分析了2种状态下的组织演变规律、接头拉伸力学性能和硬度分布特点. 结果表明:2种热处理状态的板材经过电子束焊接后,焊缝成形良好,焊缝区域均为马氏体和残留奥氏体组织,呈现出非平衡凝固组织,碳及合金元素以固溶形式存在于马氏体及残余奥氏体中,焊缝区域硬度达到398 HV. 焊前经调质热处理后,母材基体由铁素体转变成回火马氏体和残余奥氏体混合组织,同时部分碳化物固溶在基体组织中,使基体组织硬度提高了60％. 与焊前退火态相比,焊前调质热处理板材经电子束焊接后,可使焊接接头抗拉强度提高20％,焊接热影响区硬度提高35％,但接头的塑性变形能力有所下降,断裂均发生在热影响区.     

焊后热处理对马氏体时效不锈钢焊接组织和性能的影响

研究了0Cr13Ni7MoTi马氏体时效不锈钢在不同焊接功率下的激光熔焊组织形貌及焊后热处理对焊接接头组织、硬度分布及拉伸性能的影响.结果表明,焊接接头分为熔合区、热影响区和母材3个区域.根据不同功率的焊接接头各区域及熔合区上下部凸起尺寸特征,2000 W和2500W的激光焊接工艺较为合理.选取2500W的焊接接头在420～480℃之间分别进行2 ～3h的时效处理,420～460℃时效处理后焊接接头各区域组织与焊后组织无明显变化,经480℃时效后,在原奥氏体晶界处形成少量回复奥氏体.经过时效处理的焊接接头的硬度和屈服强度均较未处理时有所提高,经过460℃×3 h时效处理的硬度最高,达到490～500 HV,屈服强度提高了67.3％.     

超高强度钢35CrMnSi惯性摩擦焊接头组织与性能

对35CrMnSi超高强度钢进行了惯性摩擦焊试验研究,对热处理前后焊接接头组织、显微硬度进行分析测试,并对热处理后焊接接头进行了拉伸性能、冲击性能及拉伸断口分析。结果表明:焊后接头焊缝组织为板条马氏体与残余奥氏体,热力影响区组织为细小的马氏体、索氏体、珠光体和铁素体混合组织;热处理后焊缝组织为回火马氏体与少量铁素体;摩擦焊接头焊缝区的硬度高于热力影响区和母材,热处理后焊接接头硬度趋于一致,焊接接头抗拉强度大于1 890 MPa,断后伸长率大于7. 5%,焊缝区拉伸断口为混合断口;焊接接头冲击吸收能量大于18. 5J。     

2205双相不锈钢厚板TIG焊工艺研究

采用不同焊接参数对16 mm厚2205双相不锈钢进行TIG多层多道焊,焊后对焊接接头显微组织和冲击韧性进行了分析研究。结果发现,2205双相不锈钢焊接接头组织为奥氏体+铁素体,多层多道焊有助于铁素体内二次奥氏体γ_2的生成;焊接接头中焊缝金属和热影响区的铁素体含量与热输入量成反比;在-40℃对焊接接头进行冲击试验,低韧性焊接接头的冲击断口形貌为准解理断口、高韧性焊接接头的冲击断口形貌为韧性断口,焊接接头的韧度与铁素体含量成反比。     

2205双相不锈钢厚板TIG焊工艺研究

采用不同焊接参数对16 mm厚2205双相不锈钢进行TIG多层多道焊,焊后对焊接接头显微组织和冲击韧性进行了分析研究。结果发现,2205双相不锈钢焊接接头组织为奥氏体+铁素体,多层多道焊有助于铁素体内二次奥氏体γ2的生成;焊接接头中焊缝金属和热影响区的铁素体含量与热输入量成反比;在-40 ℃对焊接接头进行冲击试验,低韧性焊接接头的冲击断口形貌为准解理断口、高韧性焊接接头的冲击断口形貌为韧性断口,焊接接头的韧度与铁素体含量成反比。     

焊后热处理对铝/钢焊接接头组织和显微硬度的影响

选用脉冲旁路耦合电弧焊以ER4043铝合金丝作为填充材料进行铝/钢异种金属的搭接焊,焊接接头分别在270℃和350℃下进行焊后热处理。采用扫描电镜观察焊接接头微观组织,使用能谱仪和显微硬度测试仪测试热处理前后焊接接头不同区域合金元素的扩散情况和硬度分布情况。结果表明:焊后热处理会使焊接接头中的合金成分产生均匀化扩散,350℃热处理后焊接接头焊趾区生成了一层金属间化合物Fe_2Al_5Zn_(0.4);270℃热处理后焊接接头焊缝金属组织的硬度分布均匀,焊趾区组织硬度变化较小,这有利于防止焊接接头产生应力集中、提高焊接接头的力学性能。     

钢结构复合板焊接接头的组织与性能研究

采用手工电弧焊+埋弧焊多层多道次复合焊对304不锈钢/Q235钢结构复合板进行焊接,研究了焊接接头中母材、焊缝和复层的显微组织、元素分布、硬度分布和断口形貌。结果表明,复合板焊接接头组织中未见气孔、夹杂等缺陷,复层焊缝中的铁素体在细小奥氏体晶粒间呈网状分布;复层中从焊缝至母材的Cr元素和Ni元素含量逐渐降低,焊缝区域中的Cr和Ni的含量都高于母材;经过多道次复合焊接后的焊接接头的强度满足不锈钢复合板抗拉强度大于或者等于396 MPa的要求,拉伸断口呈现出韧性断裂特征。     

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。     

不同热处理状态9%Ni钢焊接接头的组织与韧性

针对两种不同热处理工艺获得的9%Ni钢,采用手工立焊进行焊接并对其接头的组织和韧性进行了研究.经-196℃低温夏比V形缺口冲击试验、金相组织分析,结果表明,双相区热处理后的9%Ni钢.其接头的低温韧性均高于调质热处理9%Ni钢焊接接头的低温韧性.母材及焊接热影响区中的组织形态及逆转奥氏体的分布是决定接头低温韧性的主要因素;焊缝金属的低温韧性主要与焊条熔敷金属的成分有关.采用小热输入、多层焊、低的层间温度,都可使两种9%Ni钢焊接接头获得较高的低温冲击韧性.     

双相不锈钢焊接显微组织状态

分析了铁素体与奥氏体双相不锈钢采用电子束焊和钨极氩弧焊不同热输入参数的焊接过程.在80睢500℃温度区间的不同冷却速度下试验,结果表明,全相组织没有随冷却时间的变化而发生改变;同时对焊缝热影响区显微组织的变化进行观察分析,发现不同的焊接热输入和冷却速度.使双相不锈钢焊接接头区组织性能发生变化.严格的焊接工艺和控制焊接热输入可以防止双相不锈钢焊缝区奥氏体晶粒粗大.避免在熬影响区中出现单一的铁素体组织,从而保证双相不锈钢焊接接头区具有良好的组织性能.     

40Mn2钢在不同焊接工艺下焊接接头显微组织与硬度分布

采用三种不同焊接方法,即手工焊、氩弧焊(TIG焊)、CO2气体保护焊,对40Mn2钢在热轧状态及焊后200℃回火状态的焊接接头显微组织和硬度分布进行了研究.结果表明:热轧状态下,三种焊接工艺所得焊缝组织均由粗大柱状晶、针状及块状铁素体和珠光体组织组成;焊后200℃回火状态的三种焊接工艺所得焊缝组织明显比其未经回火的组织细小;CO2气体保护焊焊接接头显微组织更细小、均匀,且魏氏组织(针状铁素体)等脆性相的数量较少;焊缝熔合区都有魏氏组织存在,但级别各不相同;热影响区组织均为细小的铁素体与片状珠光体组成.三种焊接工艺中,焊缝硬度值虽都有波动,但都在硬度允许范围内.故CO2气体保护焊+焊后200℃回火焊缝显微组织及硬度分布有最佳配合,为在本实验条件下的最佳焊接工艺.     

SP2215/T92异种钢焊接接头微观组织与力学性能研究

采用手工钨极氩弧焊和ERNiCr-3焊丝制备了SP2215/T92异种钢钢管焊接接头,研究了热处理前后接头的微观组织,力学性能及拉伸断裂机理。结果表明:焊缝金属以完全奥氏体组织凝固成柱状枝晶,Nb元素在枝晶间偏析并形成富Nb第二相粒子,焊后热处理对焊缝组织无显著影响;T92与焊缝金属界面以及SP2215与焊缝金属界面均形成岛状或半岛状宏观偏析,跨T92与焊缝金属界面存在一定程度的碳迁移,而跨SP2215与焊缝金属界面碳迁移现象不明显,焊后热处理对宏观偏析和碳迁移无显著影响;T92侧粗晶热影响区硬度最高,细晶热影响区硬度次之,临界热影响区硬度最低,焊后热处理显著降低了粗晶热影响区和细晶热影响区的硬度,改善了T92 热影响区的微观组织和力学性能;T92侧熔合线附近形成了δ铁素体,是整个接头硬度最低区域,焊后热处理对δ铁素体的硬度无明显影响;焊态和热处理态接头室温拉伸均在焊缝处以韧性方式断裂,而650℃高温拉伸时均在T92侧以韧性方式断裂。     

Ti2AlNb合金板材的电子束焊接

采用电子束焊接工艺研究Ti-22Al-24Nb-1Mo合金厚度为0.6 mm冷轧板的焊接性,用电子探针观察焊后焊接接头处的合金元素分布情况,通过光学金相显微镜、扫描电镜和透射电子显微镜对等对焊后及焊后热处理的焊接接头区域显微组织演变和相组成的变化进行了分析,利用维氏显微硬度计测试焊后及焊后热处理的焊接接头区域的显微硬度.结果发现:该合金板材具有良好的焊接性能,焊接接头未产生焊接缺陷;Al元素有一定程度的烧损,焊缝熔合区由柱状B2相晶粒组成;经焊后热处理,熔合区组织转变为(O+β)网篮组织;焊后及焊后热处理均为热影响区的硬度值最高;经焊后热处理,焊接接头的硬度显著提高.     

焊接线能量对T122钢焊缝组织及硬度的影响

采用钨极氩弧焊工艺在不同焊接工艺参数下对T122钢进行了焊接,并对焊接接头进行了焊后热处理,热处理温度为760℃、恒温时间为1 h,对热处理后的焊缝进行了微观组织观察及显微硬度测试,并对δ铁素体的含量进行了测定。结果表明:焊接电流选择100 A,焊缝中δ铁素体含量低于5%,焊缝及热影响区硬度满足标准要求。     

焊后热处理对中锰TRIP钢激光焊接接头组织及力学性能的影响

为解决中锰钢焊接接头的脆性断裂问题,研究了焊后热处理工艺对厚度为1.6 mm的中锰TRIP钢激光自熔焊接接头组织、静态力学性能以及锰元素分布的影响,热处理温度选择Ac1（奥氏体开始转变温度）和Ac3（奥氏体转变终止温度）之间,这和中锰钢轧制温度是相同的,可以保证更高的强度和韧性。研究结果表明：焊态试样焊缝区主要为马氏体组织,热处理后焊缝主要组织为回火马氏体,并伴有碳化物析出;在620℃热处理3 min后,焊接接头抗拉强度无明显提高,但延伸率相对于焊态接头提高了1 959.2%,主要原因是热处理缓解了锰元素在晶界上的偏析。焊态接头失效断口为典型的脆性断裂,并出现了较多的二次晶间裂纹,热处理后的接头失效断口出现了较多的凹坑和韧窝,呈现良好的韧性断裂特征。在热处理后试样的应力应变曲线中发现了二次屈服,通过VIC-3D数字图像关联（DIC）技术发现这是吕德斯带穿越焊缝遇到硬度较高的马氏体组织导致应力突增所致,最终在母材处发生颈缩并断裂。     

长期热暴露对304H耐热钢焊接接头组织和硬度的影响

使用Inconel 625合金焊丝对超(超)临界电站锅炉高温部件用304H奥氏体耐热钢进行焊接,对焊态焊接接头在650℃下进行5000 h的热暴露,研究了焊接接头组织和硬度随热暴露时间的演化规律。结果表明:焊后焊缝中Mo、Ti、Nb元素在枝晶间偏析,熔合线处未发生外延式生长,焊缝金属和热影响区(HAZ)的主要合金元素含量在熔合线处的浓度梯度明显。热影响区晶粒发生长大;经过3000 h热暴露后热影响区硬度达到母材的水平;随着热暴露时间的延长,母材和焊接接头均发生硬化,焊接接头微观组织无明显变化,组织稳定性较好。     

硅对304不锈钢GMAW高速焊接头组织性能的影响

以不锈钢焊丝中Si元素含量不同对高速焊焊后焊缝成形以及接头组织性能为研究目的,采用GMAW焊接工艺方法,借助扫描电镜、XRD衍射图谱、拉伸以及微观硬度等力学性能测试作为分析手段,深入研究Si元素在焊缝内部空间分布规律,及其对焊后成形焊缝组织和力学性能的影响规律. 结果表明,焊丝中存在特定含量的Si元素,不仅能够增加熔池金属流动性,提高焊接过程稳定性,改善焊后焊缝成形;同时焊接速度可以大幅提高至120 cm/min;由于Si元素的存在,GMAW高速焊焊后接头组织主要为奥氏体+δ铁素体,焊缝组织得到优化. XRD衍射图谱中发现焊后接头组织中存在马氏体和渗碳体,焊后接头微观硬度有所增加,拉伸性能基本持平,且在拉伸断裂前有明显的颈缩,塑性及抗拉强度良好.     

S32205双相不锈钢管接头窄间隙激光填丝焊接头组织与性能

采用窄间隙激光填丝多道焊的方法焊接了壁厚25 mm的S32205双相不锈钢管,焊后观察并分析了接头不同区域的组织及铁素体-奥氏体的双相比例,对接头进行了一系列的拉伸、冲击试验,并测量其显微硬度以评定其性能。结果表明:接头具有良好的焊缝成形,无未熔合、气孔等焊接缺陷;接头组织沿垂直于熔合线中心对称生长;焊缝重叠部位因二次加热处于敏感温度区间,有脆硬相析出;焊接热影响区的近缝区中奥氏体呈条带状分布。焊接接头焊缝区域奥氏体与铁素体的平均比例分别为46%和53%,热影响区奥氏体与铁素体的平均比例分别为39.3%和60.7%,符合要求。     

X65管线钢管闪光焊接接头组织及低温冲击韧性的研究

针对石油天然气输送常用的X65管线钢管进行闪光焊接工艺试验,测试了闪光焊接接头各区域的低温冲击韧性。采用光学金相显微镜、电子显微分析技术研究闪光焊接热循环对X65管线钢接头组织和韧性的影响。结果表明,X65管线钢管闪光焊接接头焊缝成形良好。焊态下,接头各区域的-40℃低温冲击功较低,焊缝区冲击功仅为11.6J,只有母材的27%。经过焊后热处理,接头的冲击韧性有所改善,焊缝冲击功可以达到母材的55%。接头焊缝组织为粗大块状铁素体、针状铁素体和层片状珠光体,热处理后晶粒细化。     

焊接工艺对T92/S30432异种钢接头δ铁素体的影响

采用自动氩弧焊,选用不同焊接工艺对T92和S30432异种钢进行了焊接,研究了异种钢接头中δ铁素体的分布情况以及焊接工艺变化对δ铁素体含量的影响。结果表明:T92/S30432异种钢接头熔合区存在块状的δ铁素体,其性质是合金铁素体,沿熔合区方向呈带状分布,且在焊接接头上不均匀分布,焊接接头底部和表面区域δ铁素体含量高、尺寸大,其他区域极少;ERNiCrMo-3焊丝和小坡口角度下异种钢接头中δ铁素体含量较高,其他焊接工艺参数变化(层间温度、焊接层数、热处理温度)对δ铁素体含量影响较小。