铁素体/奥氏体双相MIG焊接头组织与动态性能研究

文中对铁素体/奥氏体双相MIG焊接头组织与冲击性能等进行研究。通过分析接头区金相组织、硬度分布和冲击吸收功以及断口形貌,探究焊接接头微观组织演变机理与冲击性能之间的关系。结果表明,铁素体/奥氏体双相焊缝组织为均匀奥氏体和少量铁素体,热影响区组织分别为粗晶区的δ铁素体+马氏体、细晶区与混合晶粒区为马氏体+铁素体;硬度分布由粗晶区、细晶区、焊缝、母材硬度值依次降低,其中熔合线处硬度最大;冲击断口表现为韧性断口,冲击吸收功随温度下降呈降低趋势。研究证明,热输入是影响接头组织与冲击性能的重要因素。铁素体/奥氏体双相组织接头较单一铁素体组织接头动态性能有所提升。     

35CrMnSiA超高强钢的焊接性试验研究

采用MIG焊焊接超高强钢35Cr Mn Si A,对热处理前后焊接接头组织进行分析,并对热处理后焊接接头进行了硬度测试、拉伸试验、冲击试验及断口分析,从而研究分析了35Cr Mn Si A的焊接性。结果表明:焊态下,焊缝区组织为针状马氏体和少量残余奥氏体,热影响区组织为板条状马氏体、贝氏体和残余奥氏体;热处理后,焊缝组织为回火马氏体和残余奥氏体,热影响区组织为回火马氏体、少量贝氏体和残余奥氏体;焊接接头焊缝区的硬度高于热影响区和母材;焊接接头抗拉强度为1640.8 MPa,伸长率为9.2%,焊缝区冲击功为37.6 J,焊缝区的冲击断口为混合断口。     

P92钢焊接接头显微组织及力学性能的研究

在合适的工艺下对P92钢进行焊接,利用金相显微镜、硬度计及万能拉伸试验机对其焊接接头的微观组织、显微硬度、常温拉伸力学性能进行了观察分析及测试,并借助SEM观察了其断口形貌。结果表明:P92钢焊接接头焊缝区及靠近焊缝区的热影响区显微组织为板条马氏体+残留奥氏体,母材区为回火托氏体组织;在焊接接头中,焊缝区硬度最高,热影响区次之,母材区硬度最低;焊接接头的抗拉强度为940.81 MPa,屈服强度为827.87 MPa,断面收缩率为41.20%,断裂部位在热影响区,断口形貌为韧窝+撕裂棱,属于韧性断裂。     

激光功率对超高强钢复合焊接头组织与韧性的影响

对6.4 mm厚低合金超高强度钢采用激光-MAG复合焊接,研究了不同激光功率下焊接接头组织、硬度、韧性及断口形貌。结果表明,近熔合线处有大量柱状晶生成,有的甚至可以生长到焊缝中心,焊缝中心等轴晶不明显,焊缝区组织主要以板条马氏体为主;随着激光功率的增加,热影响区由粗大的板条马氏体和片状的马氏体组成,并混有少量的奥氏体;热影响区硬度最高,焊缝次之,母材硬度最低,母材靠近热影响区处有软化现象;随着激光功率的增大焊缝区和热影响区的冲击韧性都呈现出先升高后降低的趋势,当激光功率为2.0 k W时,焊缝区和热影响区都有较高的冲击韧性,其中焊缝区以韧性断裂为主并有少量准解理断口形貌出现,热影响区断口中存在较多的韧窝。     

奥氏体不锈钢电子束焊接接头组织与性能研究

针对16 mm的304奥氏体不锈钢开展了电子束焊接研究,采用金相分析、扫描电镜、断口分析等测试方法对304不锈钢电子束焊接的焊缝形貌、组织、性能进行了研究。试验结果表明,采用电子束熔透焊接和散焦盖面工艺,可以获得性能优异的焊接接头。焊缝主要有细小的奥氏体、铁素体和少量均匀分布的渗碳体组成;熔合线上析出了大量的渗碳体,两侧组织尺寸形貌存在较大差别;热影响区组织形貌和母材相当,晶粒略有长大。焊缝在水平方向上显微硬度最高,与焊缝中奥氏体细小渗碳体分布均匀有关。焊接接头的抗拉强度达到632 MPa,为母材强度(650 MPa)的97%以上,焊缝和热影响区的冲击吸收功高于母材,表现出优于母材的良好韧性,断口表面发现大量韧窝聚集,这些表明焊缝具有良好的塑性。     

焊缝为镍基合金的管线钢焊接接头SSCC行为研究

研究了焊接材料为ARC625,焊缝为镍基合金的管线钢焊接接头的H2S应力腐蚀(SSCC)性能,与焊缝为普通碳钢的管线钢焊接接头的SSCC性能做了比较。SSCC试验结果表明,两种接头均出现了开裂现象,断口形貌为准解理断裂,进一步分析发现焊缝为镍基合金的接头组织较均匀,而焊缝为普通碳钢的接头开裂区域存在大量马氏体/奥氏体,碳化物呈连续状分布。与母材相比,硬度值在两种焊接接头的热影响区区域急剧增加,镍基合金焊缝硬度超过了管线钢硬度极限值,而热影响区硬度接近该值。极化曲线测试结果显示,焊缝为镍基合金的接头热影响区腐蚀电流密度及腐蚀速率均小于第2种接头的热影响区以及母材区域,焊缝为镍基合金焊接接头表现出了更加优异的电化学腐蚀性能。     

高氮奥氏体不锈钢连续驱动摩擦焊组织及性能研究

采用连续驱动摩擦焊方法对直径为73 mm,壁厚为7 mm的高氮奥氏体不锈钢环状管材进行了焊接试验。利用光学显微镜和扫描电镜对焊接接头显微组织和断口形貌进行了观察,利用硬度测试仪和拉伸试验机测试焊接接头的硬度和拉伸性能。试验结果表明:焊缝中心由带状组织组成,而热力影响区及热影响区组织呈流线型分布,同时还有σ相在晶界处析出。硬度曲线均呈现V曲线特征。拉伸试样均断裂于焊缝中心带状组织处,且断口为韧性断口。     

A286不锈钢薄板激光焊接工艺性研究

采用激光焊对0.635 mm厚的A286不锈钢薄板进行填丝焊接,分析测试了焊接接头的微观组织、显微硬度、力学性能以及断口形貌。结果表明,焊缝区组织为柱状晶奥氏体基体上分布着少量枝晶间的δ铁素体,热影响区发生了回复和再结晶,晶粒有一定程度的长大;母材和焊缝之间没有平直明显的熔合线;热影响区和焊缝区的平均显微硬度高于母材区的;在常温和高温拉伸过程中,焊接接头均在母材处断裂,并且断裂形式为典型的韧性断裂,焊缝满足强度要求。     

低合金高强钢结构的焊接工艺与组织性能研究

分别采用普通ER80-G焊丝和LTT低温相变焊丝对调质态钢结构用Q690低合金高强钢板进行了熔化极活性气体保护焊,对比分析了两种焊接接头的显微组织、显微硬度、拉伸力学性能和冲击功,并对冲击断口形貌进行了观察。结果表明,LTT焊缝区组织为马氏体+少量残余奥氏体,ER80-G焊缝区组织为针状铁素体+少量粒状贝氏体,两种焊接接头焊缝处成形较好,未见明显焊接气孔、夹杂或者微裂纹等缺陷存在。熔合区组织均为粒状贝氏体+板条贝氏体,而热影响区组织为马氏体+贝氏体。LTT焊接接头焊缝区的显微硬度较ER80-G的高。LTT焊接接头的屈强强度和抗拉强度高于ER80-G焊接接头,但是断后伸长率低于后者;ER80-G焊接接头相同部位的冲击功都高于LTT焊接接头。LTT焊缝区断口呈现脆性断裂特征,ER80-G焊缝区断口呈现韧性断裂特征。     

5052铝合金激光焊接接头组织和性能研究

采用扫描电镜、显微硬度和抗拉强度等测试方法,研究了5052铝合金激光焊接接头组织和性能。研究结果表明,铝合金激光焊接接头热影响区主要为树枝晶,晶粒较为粗大;焊缝区主要为等轴晶,晶粒较母材和热影响区细小。铝合金激光焊接接头显微硬度焊缝区最高,热影响区最低。随着激光功率的增加,铝合金激光焊接接头抗拉强度先增加后降低,激光功率3.0 k W时达到最大值204.5 MPa,拉伸断口为典型的韧窝断口形貌。     

P-T复合焊接对单面焊接头成型和微观组织的影响

采用等离子弧焊和氩弧焊的复合焊方法(PAW+TIG),对6 mm厚316L不锈钢板进行对接试验,测试了最佳工艺参数,研究了这种焊接接头的形貌、显微组织及其显微硬度。结果表明,在不开坡口的情况下,采用PAW+TIG组合工艺可实现单面焊双面成形焊接,热影响区较小,焊接质量优良。焊缝截面呈T字型,焊缝组织主要是由奥氏体组成,热影响区由奥氏体和少量的铁素体组成,铁素体沿晶界自熔合区向母材延伸生长。焊接接头的显微硬度从焊缝中心向母材递减,焊缝处最高,HAZ热影响区硬度与母材的硬度相差不大。     

600MPa级钛微合金化高强钢焊接接头组织和性能研究

通过拉伸、弯曲、冲击和硬度试验以及光学显微镜和扫描电镜观察,研究了600MPa级钛微合金化高强钢焊接接头性能及焊缝和热影响区的组织、冲击断口形貌。结果表明,焊接接头具有较高强度及良好的弯曲塑性变形能力,焊缝组织为针状铁素体组织,冲击性能优异;热影响区组织为粗大贝氏体组织,冲击韧度有所降低,但其冲击断口形貌仍呈韧性断裂。     

2205双相不锈钢焊接接头显微组织与力学性能研究

使用手工焊条电弧焊对2205双相不锈钢板进行了对接平焊和立焊试验,测试了焊接接头的显微组织及力学性能。结果表明,接头焊缝区含有大量奥氏体,且随着焊接热输入的增加,奥氏体含量明显增加,接头的抗拉强度及伸长率增大;不同焊接热输入得到的接头都表现为热影响区硬度值最高,焊缝区最低;焊缝冲击断口的断裂机制为韧窝和准解理混合断裂,韧窝中心分布着大小不均的第二相颗粒。     

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。     

固溶处理对2205双相不锈钢FCAW接头组织及力学性能的影响

利用气体保护药芯焊丝焊接2205双相不锈钢,并对焊接接头进行固溶处理。采用金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪对焊接接头的显微组织和断口形貌进行了观察与分析,并测试了焊接接头的冲击韧性和显微硬度。结果表明,未经处理的焊接接头熔合区较宽,主要为基体铁素体组织,并且晶粒粗大。热影响区的铁素体和奥氏体边界有少量析出相χ相,铁素体内部有颗粒物析出;焊缝区铁素体内部有σ相和γ_2相析出。1 050℃固溶处理后焊接接头析出相和颗粒物消失,奥氏体组织含量提高,冲击断口等轴韧窝增多,韧性增加,硬度值降低。     

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。     

316不锈钢电子束焊接热处理复合接头组织及力学性能北大核心CSCD

通过调节扫描轨迹、束流数量、束流能量比、束流间距等参数,进行了316不锈钢电子束焊接同步预热/缓冷复合工艺研究,获得了成形良好的焊接接头。利用光学显微镜、材料试验机、扫描电子显微镜等测试分析了电子束焊接热处理复合接头的显微组织、显微硬度、拉伸性能、拉伸断口。结果表明,与常规电子束焊接相比,电子束焊接热处理复合接头焊缝区的析出相细小均匀,焊缝区及热影响区显的微硬度分布均匀,焊接热处理复合接头抗拉强度提高了6%;接头的微观断口具有韧性断裂特征,断口为典型韧窝断口;电子束焊接热处理复合加工有助于提高焊缝质量和焊缝的力学性能。     

316不锈钢电子束焊接热处理复合接头组织及力学性能

通过调节扫描轨迹、束流数量、束流能量比、束流间距等参数,进行了316不锈钢电子束焊接同步预热/缓冷复合工艺研究,获得了成形良好的焊接接头。利用光学显微镜、材料试验机、扫描电子显微镜等测试分析了电子束焊接热处理复合接头的显微组织、显微硬度、拉伸性能、拉伸断口。结果表明,与常规电子束焊接相比,电子束焊接热处理复合接头焊缝区的析出相细小均匀,焊缝区及热影响区显的微硬度分布均匀,焊接热处理复合接头抗拉强度提高了6%;接头的微观断口具有韧性断裂特征,断口为典型韧窝断口;电子束焊接热处理复合加工有助于提高焊缝质量和焊缝的力学性能。     

SA516Gr70钢焊接接头的力学性能及组织

采用钨极氩弧焊(GTAW)工艺,以ER70S-6焊丝作填充金属,对12 mm厚的SA516Gr70低合金钢板进行焊接,测试了焊接接头的拉伸性能、弯曲性能、低温冲击韧性、硬度等力学性能,分析了拉伸断口、冲击断口形貌和接头的微观组织。结果表明,在选定的焊接工艺参数下,焊接接头力学性能良好,拉伸断口为韧性断裂,韧窝中存在的夹杂物或第二相质点主要为MC型碳化物和Si O2;-46℃冲击韧性良好,焊缝区(WM)、热影响区(HAZ)和母材(BM)的冲击断口都为韧性断裂,冲击吸收功值从小到大顺序为WMHAZBM;焊缝区的微观形貌为联生结晶,组织主要为铁素体、珠光体、粒状贝氏体以及少量析出物,热影响区晶粒粗化不明显;焊接接头的硬度以焊缝为中心基本呈对称分布,焊缝区硬度最大,其次是热影响区,母材的硬度最低。     

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。