国产T91钢管焊接性试验及其应用

为研究国产Ｔ９１钢焊接，进行了斜Ｙ型坡口焊接裂纹试验，最高硬度法试验、平板刚性拘束裂纹试验和斜Ｙ型坡口再热裂纹试验。指出国产Ｔ９１和进口Ｔ９１钢一样存在一定的冷裂倾向，但无再热裂纹倾向，在一定拘束条件下后热比预热更能防止冷裂。提出了防止冷裂的工艺措施。介绍了焊接工艺试验及其结果。     

焊接冷裂纹临界冷却时间判据tcr的建立

本文采用平板刚性拘束裂纹试验（ＰＲＲＣ）研究了四种国产低合金高强钢焊按冷裂纹敏感性，探讨了焊接接头扩散氢含量，焊接线能量，局部预热温度，拘束度的大小及由于局部预热产生附加应力等对钢材冷裂纹敏感性的影响。在上述试验研究的基础上，建立了国产低合金高强钢的临界冷时间判据ｔｃｒ。并通过实例验证这一判据是可靠的，对于评定现行工艺条件下是否产生冷裂纹及确定合理焊接工艺都具有重要的指导意义。     

关于焊接接头拘束度的研究

本文介绍了试制的多头液压拘束度计的测试系统,并对带有刚性底板的抗裂试件的拘束度进行了研究,导出了一维和二维拘束试件拘束度的表达式;提出了一种定量确定钢材临界拘束度和临界拘束应力的简便的可变拘束抗裂试验方法。     

FCAW-G热输入对钢板焊接冷裂纹敏感性的影响

采用刚性可调拘束焊接接头冷裂纹倾向试验,主要针对车间E36钢板,使用DW-A55L焊材分别进行FCAW-G气体保护药芯焊丝电弧焊大热输入和小热输入工艺参数下的焊接冷裂纹敏感性试验研究。研究结果表明:FCAW-G热输入较小的条件下施焊E36钢板,其冷裂纹敏感性较低;FCAW-G较大热输入工艺施焊的钢板,其冷裂倾向大。利用DW-A55L焊材进行了FCAW-G工艺下不同热输入的焊接冷裂纹的敏感性研究。利用裂纹率为0%所对应的拘束距离,可得出DW-A55L焊材在FCAW-G焊接工艺条件下焊接E36钢板的临界拘束度。     

灰铸铁同质焊缝电弧冷焊接头冷裂纹研究进展

从焊缝石墨形态及焊缝组织对冷裂纹的影响、铸铁型焊缝冷裂纹产生机理及裂纹萌生与扩展的微观过程、热影响区冷裂纹研究、铸铁焊接接头冷裂纹试验方法等四个方面综述了国内外灰铸铁同质焊缝电弧冷焊焊接接头冷裂纹的研究进展,研究发现,石墨呈球状的可以大为改善焊缝的抗裂性;利用贝氏体马氏体二次相变应力松驰效应可以降低灰铸铁焊缝裂纹敏感性;裂纹容易在相邻石墨间的窄铁素体基体桥处萌生与扩展;扩散氢对灰铸铁接头热影响区冷裂纹影响小而马氏体相变影响大。在灰铸铁焊接冷裂纹试验方法方面,重点讨论了能定量评定焊缝抗裂性的铸铁焊缝拘束裂纹试验及平板刚性拘束裂纹（PRRC）试验。     

局部预热对焊接接头抗裂性能的影响

本文采用平板刚性拘束裂纹试验方法探讨了局部预热对焊接接头抗裂性能的影响。试验证明,局部预热对一定拘束条件下的焊接接头抗裂性能有双重作用,一是改善,二是降低。因此,在其一定的拘束条件下,存在一个不产生裂纹的“最佳局部预热温度范围”。Y形坡口的14MnMoNbB钢接头的最佳预热温度范围为150℃左右。     

现代焊接技师培训（九十七）

（续上期）51利用再热裂纹敏感指数如何判断钢的焊接再热裂纹倾向？ 根据合金元素Cr、Mo、V、Nb、Ti等,对钢的焊接再热裂纹的影响,可以得到评定钢材再热裂纹敏感性的经验公式,即△G=ω＋3.3ω＋8.1ω-2Cr Mo V当△G〉0时,易裂;△G=ω＋3.3ω＋8.1ω＋10ω-21 Cr Mo V C当△G〉2时,易裂;△G〈1.5时,不易裂;1 1P=ω＋ω＋2ω＋5ω＋7ω＋10ω-2SR Cr Cu Mo Ti Nb V当P〉0时,易裂。SR上述公式具有一定的参考意义,但都有一定的局限性,因为这些公式忽略了杂质（如S、P、Sb、Sn、As等）、夹杂物及热输入等的影响。52试述刚性固定对接裂纹试验的方法刚性固定对接裂纹试验又称为巴东拘束对接裂纹试验。该试验既可用于测定焊缝金属热裂和冷裂倾向,又可用于测定焊接热影响区的冷裂倾向;既可测定焊条电弧焊时的裂纹倾向,又可用于测定埋弧焊时的裂纹倾向。试件尺寸和形状如图10所示。试件在不小于40mm厚的钢板上以定位焊缝将四周焊牢。     

浮头式换热器浮头盖焊接冷裂纹的消除

钢材的淬硬倾向、焊接接头含氢量及其分布,以及接头所承受的拘束应力状态是产生焊接冷裂纹的三大主要因素.对于低淬硬倾向的钢材,采用低氢型焊材,合理设计焊接结构,降低接头的拘束应力状态,通过合理的焊接工艺,可以消除浮头式换热器浮头盖焊接时出现的焊接冷裂纹.     

灰铸铁同质焊缝裂纹性质的研究

采用微机控制的平板刚性拘束裂纹试验装置,测定了不同拘束度下灰铸铁同质焊缩短宾拘束应力和焊缝冷却温度,对灰铸铁焊缝的裂纹产生温度,裂纹产生时间及焊缝断裂时的应力进行了定量评定,并研究了它们与拘束度之间的关系。     

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.     

海洋平台导管架Y形节点焊接冷裂性评价

海洋平台结构的不均匀性与焊接技术的局限性导致焊接接头位置易产生焊接冷裂纹等缺陷进而导致开裂.针对该问题,文中基于SYSWELD软件对海洋平台E36高强钢材质的导管架典型Y形管节点位置处的焊缝进行建模并对其焊接过程进行了数值模拟.根据焊后应力场获得焊后拘束应力,从而实现对其冷裂性的定量评价.通过热源校核得到的热循环曲线实现热源模型的施加,进而分别对管内壁焊根处和管外壁焊趾处的轴向、周向及径向拘束应力沿着相贯线的变化进行了分析,并将各方向的危险点拘束应力与材料的临界拘束应力进行了对比.结果表明,导管架Y形管节点的焊后最大拘束应力为492 MPa,小于E36高强钢的临界拘束应力,即导管架Y形管节点的焊根和焊趾处均不会发生焊接延迟开裂.     

消除H型杆件定位焊缝根部裂纹的局部预热温度的合理选择

本文针对15MnVNg钢H型杆件定位焊缝金属根部微裂纹问题,采用平板刚性拘束裂纹试验法进行了研究。探讨了预热温度对根部裂纹的影响。认为较高的局部预热温度产生的附加热应力是产生该裂纹的主要原因。因此,选择合适的局部预热温度是防止焊接裂纹的关键。     

焊接氢致裂纹的模拟与预测

焊接氢致裂纹是金属氢损伤在焊接中的一种表征。它的产生与焊接接头中的组织、应力和局部氢浓度密切相关 ,迄今尚没有可行的技术 ,测定焊接氢致裂纹开裂时启裂处的局部氢浓度 ,即无法确定焊接氢致裂纹开裂的临界氢浓度 ,因而无法进行焊接氢致裂纹的模拟预测。通过用数值模拟技术与可以定量评定焊接氢致裂纹的插销试验法相结合 ,确定了氢致裂纹启裂时的临界局部氢浓度 ,建立焊接氢致裂纹的定量判据 ,实现了焊接氢致裂纹的模拟预测。试验验证结果证明该项技术是可行的。     

拘束度对30CrMnSiA钢CO_2气体保护焊焊接接头的影响

利用刚性固定对接裂纹试验的方法,研究了不同拘束度对30CrMnSiA钢CO2气体保护焊焊接性的影响,并结合裂纹形态和显微组织对其裂纹形成机制进行了分析。结果表明:拘束度对调质态30CrMnSiA钢CO2焊焊接性有显著的影响,在拘束度为3920N/mm2时裂纹贯穿整个接头,而拘束度为2613 N/mm2时出现局部开裂,裂纹起源于熔合线附近并沿粗大的马氏体晶界开裂。     

电力钢结构Q460钢工艺焊接性试验研究

为评定Q460钢在焊接过程中出现焊接缺陷的倾向,根据钢材的化学成分使用碳当量、冷裂纹敏感指数、热裂纹敏感指数、临界应变增长率判据预测其焊接裂纹敏感性;通过开展焊接热影响区最高硬度试验、斜Y形坡口焊接裂纹试验、T形接头焊接裂纹试验评定Q460钢的焊接冷、热裂纹敏感性。结果表明Q460钢具有良好的抗冷、热裂纹能力。     

A517Q齿条钢的焊接性

通过斜Y坡口焊接裂纹试验、焊接热影响区最高硬度试验和焊接接头力学性能试验,系统地研究了A517Q齿条钢的焊接性. 结果表明,在拘束焊接时,A517Q齿条钢的焊接冷裂纹敏感性随钢板厚度由30 mm增大至60 mm而增大;提高预热温度有助于降低该钢的焊接冷裂倾向和热影响区的淬硬程度. 177.8 mm厚A517Q齿条钢板的焊接接头具有高强度和高韧性,能够满足使用性能要求;焊接热影响区的显微组织以低碳板条马氏体和板条贝氏体为主,该区硬度明显高出焊缝区和母材区,淬硬倾向较大,存在一定的冷裂风险.     

980S装载机铲刀板与斗壁材料焊接抗裂性试验

引进产品９８０Ｓ装载机铲斗采用的ＨＱ１３０钢和ＱＪ６３钢，都是低碳调质钢，ＨＱ１３０是国产新钢种，焊接抗裂性试验结果表明，两种钢的淬硬倾向较大，有一定冷裂倾向，在高拘束应力下，会产生冷裂纹。但将此两种钢用于铲斗结构时，只要选择合适的线能量，减少接头的应力集中和拘束应力，采用低氢焊接方法，在不预热的情况下，仍然可以避免裂纹的产生。     

用拘束度与拘束应力对对接接头裂纹试验的评定

本文根据拉伸拘束度的概念,建立了拘束度测量装置,对造船业中常用的铁研型、里海型、直缝型、H 型、刚性对接(巴东)型、窗型等对接接头裂纹试样的拘束度测量表明,H 型试样拘束度系数最大,窗型试样拘束度系数最小。相同试验焊缝长度下,铁研试样拘束度系数最大。同时,在某船船体大合拢建造过程中进行了拘束度测量。结果表明,在相同试验焊缝长度下,实船与铁研及刚性对接裂纹试样的拘束度相吻合。用切割释放应力电测法测量了铁研、刚性对接试样焊缝的拘束应力。结果表明,在一定结构型式下拘束度大小是结构拘束程度的判据。在二维应力状态下,不同结构型式的试样,其拘束度与拘束应力不完全有对应关系。     

高塑性低合金耐热钢插销冷裂纹试验判定准则探讨

采用外部加载的插销冷裂纹试验方法和自拘束的斜Y坡口拘束冷裂纹试验方法研究了采用E9015-B9焊条焊接P91与P22异种钢在室温、预热100℃和150℃这3种温度下的冷裂纹敏感性,试验结果显示:室温下插销试样的临界断裂应力Rc已超过P22材料的屈服强度最小值和实测值,与室温下的斜Y坡口拘束冷裂纹试验结果和工程实践结果不一致,分析表明,这是因材料塑性较好、氢含量不高、缺口效应共同作用造成的,而采用同样缺口尺寸拉伸棒获得的实测屈服强度RP0.2d可满足Rc判定准则。插销试验中预热150℃与预热100℃相比,插销试样的Rc基本无变化,但比室温Rc有超过100 MPa的增长,这是材料缺口根部组织敏感性和氢含量变化幅度较小所致,预热100℃的插销试验Rc已达到避免裂纹产生的临界值。因此,对于高塑性低合金耐热钢材料,可采用Rc/RP0.2d和Rc增长趋势判断的方法作为插销试验结果的判断准则。     

F/B复相钢JB800的焊接冷裂纹敏感性

采用斜Y坡口对接裂纹试验对F／B复相钢板JB800进行了抗冷裂试验，对不同预测止裂温度的碳当量公式进行了对比。结果表明,钢材的碳含量低时，可以在较高的碳当量条件下，具有较低的冷裂纹敏感性。对F／B复相钢采用CET公式预测止裂温度较为准确。同时采用计算机测定了焊接热循环，根据t100预测不同板厚的焊接止裂温度。