大热输入焊接EH36船板钢接头力学性能

以EH36高强度船板钢为研究对象,通过拉伸和冲击分析试验手段,对EH36船板钢不同热输入埋弧焊接头进行了力学性能测试,同时采用扫描电镜对冲击试样断口形貌进行分析.结果表明,所有断裂均发生在拉伸试样的母材区,EH36船板钢在大焊接热输入条件下,焊缝和焊接热影响区的强度好于母材,并没有出现热影响区软化现象;随着焊接热输入增加焊缝的冲击韧性降低,从焊缝和熔合区断口形貌来看,断裂类型为韧性断裂和准解理断裂的混合断裂.随着远离熔合线距离的增加,冲击吸收功有增加的趋势,在距离熔合线4 mm处的冲击吸收功跟母材接近,说明该位置处韧性基本不受焊接热循环的影响.     

高强TRIP钢焊接工艺及冲击韧性

通过对TRIP980钢进行二氧化碳激光焊接实验制定出适于TRIP980钢的焊接工艺参数,并对焊缝区域进行了冲击试验,通过SEM观察了焊缝区断口形貌。研究表明：TRIP980钢母材冲击断口形貌表现为韧性断裂,焊缝冲击断口形貌表现为脆性断裂,与原始材料相比,激光焊接后焊缝冲击韧性下降,主要原因是焊缝熔融区存在大量马氏体组织。     

垂直气电立焊EH36船板钢接头力学性能分析

以EH36高强度船板钢为研究对象,通过拉伸、冲击和弯曲等试验手段,对EH36船板钢气电立焊的接头进行了力学性能测试。拉伸试验结果发现所有断裂均发生在拉伸试样的母材区,EH36船板钢在垂直气电立焊条件下,焊缝和焊接热影响区的强度好于母材,并没有出现热影响区软化现象;冲击试验发现,近表面焊接接头韧性最差区位于焊缝,该位置冲击功为107J,厚度中部冲击试验发现冲击功最低区也位于焊缝,只有85 J,这可能是由于存在部分夹渣引起。接头弯曲试样弯曲后,用肉眼检查试样弯曲部分外侧没有出现裂纹或起层等缺陷,弯曲试验均合格。     

大线能量焊接船板钢焊缝冲击性能及断口分析

对25 mm厚的DH36船板钢进行了线能量为100 kJ/cm的埋弧焊接实验,对其焊接接头进行了宏观组织和微观组织观察,并对其进行了-40℃的冲击功测试及断口分析。结果表明,焊缝中心的晶界组织为先共析铁素体,晶内组织主要为针状铁素体和珠光体。冲击温度为-40℃的条件下,焊缝中心的冲击功明显高于熔合线的冲击功。熔合线的冲击断口属于脆性断口,焊缝中心的冲击断口属于塑性断口。     

大线能量埋弧焊DH36船板钢焊接接头的拉伸性能研究

以25 mm厚的DH36船板钢为研究对象,采用埋弧自动焊进行焊接试验。采用金相显微镜和扫描电镜等手段,观察焊接接头的宏观和微观组织形貌,对焊接接头试样进行了拉伸试验,分析了接头的拉伸性能。结果表明,焊接接头宏观组织分为焊缝、热影响区和母材三部分,且焊缝区有柱状晶。焊缝的微观组织为晶界的先共析铁素体、晶内针状铁素体和珠光体,距熔合线5 mm处热影响区组织由粗大的铁素体和珠光体组成。焊接接头的抗拉强度为544.75MPa,断裂位置为母材,断裂方式为塑性断裂,断口形貌以韧窝为主。     

Q345C钢MAG焊接头低温韧性研究

针对高速列车转向架服役气候条件及对焊接接头低温韧性严格要求,采用夏比缺口冲击试验方法在不同温度条件下测试了Q345C钢母材试样及其MAG焊接头焊缝区试样的冲击功,观察了冲击试样在不同温度条件下的断口形貌,测定了各个试样的纤维断面率,得到了冲击功、纤维断面率随温度变化的关系曲线,确定了Q345C钢MAG焊接头的韧脆转变温度。试验结果表明,焊缝在-40℃时冲击吸收功可达71 J;焊缝韧脆转变温度ETT50为-41.16℃,FATT50为-37.34℃;Q345C钢MAG焊接头具有良好的低温韧性,可以很好地满足设计需求。     

NiCrMoV转子钢窄间隙焊接接头显微组织及力学性能研究

采用基于多层多道焊技术的埋弧焊(SAW)方法对汽轮机用Ni Cr Mo V转子钢进行窄间隙焊接,研究了焊接接头的组织、常温及高温拉伸性能、抗弯性能及冲击性能。通过扫描电子显微镜(SEM)对拉伸断口及焊缝中心冲击断口的形貌进行观察。结果表明,焊接接头在常温下的屈服强度和抗拉强度约730和790 MPa,随着试验温度的升高,屈服强度和抗拉强度逐渐减小,当温度高于200℃时逐渐趋于稳定。各温度下拉伸试样断裂类型均为韧性断裂,且均断裂在焊缝中心。焊接接头的抗弯性能符合设计要求。焊缝中心处的韧脆转变温度为-17℃,其冲击吸收能量随温度的降低而减小,这主要是断裂方式由韧性断裂转变为准解理断裂最后变为解理断裂造成的。室温下母材的冲击性能最好,其冲击吸收能量均值约250 J,焊缝中心和1/4处的冲击吸收能量均值分别约97和44 J。热影响区的冲击吸收能量在56~293 J内波动,其数值发散的原因主要是由裂纹扩展路径不同导致的。     

1200 MPa高强耐磨钢焊缝显微组织及冲击韧性的研究

在不预热条件下,采用熔化极气体保护焊(GMAW)对1 200 MPa高强耐磨钢进行多层多道焊工艺性试验,并对试样进行夏比冲击试验,利用金相显微镜及扫描电子显微镜(SEM)研究焊缝组织形态与断口形貌,并通过对冲击断口的形貌分析研究其断裂机制。试验结果表明:焊缝组织主要由细小的针状铁素体组织和粗大的先共析铁素体组织构成,随焊接热输入增大,先共析铁素体所占比例增大,针状铁素体比例减小,由此导致焊缝冲击韧性下降;不同温度下的冲击试验表明,焊缝冲击吸收能量均高于母材,结合断口形貌分析,焊接接头的焊缝区表现出良好的冲击韧性。     

船板钢冲击断口分层现象分析

针对CCSAH36船板钢冲击试验后试样断口出现分层的现象,利用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪对典型断口分层试样进行试验分析。通过对显微组织、断口形貌观察以及分层附近区域分析观察,对船板钢冲击断口分层的形成机理以及影响因素进行探讨。结果表明,该种分层与心部合金元素偏析严重形成的带状组织有关,并提出相应的改善方法。     

LPG储罐用钢焊接接头冲击试样断口分析

通过焊接工艺试验研究影响LPG储罐用钢09MnNiDR焊接接头低温韧性的因素,首先对不同工艺后的焊接接头进行系列低温冲击试验,然后对不同工艺编号的冲击试样断口进行扫描电镜分析,研究了不同焊接工艺下试样断口的组织形貌特征,研究结果表明采用多层多道焊配合以较小的焊接线能量可以有效提高焊缝金属的低温韧性。     

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。     

焊后热处理对T91钢TLP连接接头组织与力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜对热处理前后T91钢管TLP连接接头的组织、主要元素分布、拉伸断口形貌进行分析;利用电子万能力学试验机、夏比摆锤冲击试验机、显微硬度计对接头热处理前后的力学性能进行测定及分析。结果表明,焊态下,T91钢焊缝金属为未充分扩散的中间层,显微硬度较高,约为348 HV0.5;母材为马氏体+残留奥氏体。经焊后热处理,焊缝与母材组织相似,均为回火马氏体;焊缝硬度值与母材区相近,约为223 HV0.5;另外,焊后热处理接头室温抗拉强度及冲击吸收能量增大,分别为660 MPa和52 J;180°弯曲试验试样完好。焊后热处理前T91钢焊接接头室温拉伸断口形貌为河流花样及扇形花样,属于脆性断裂,经热处理后T91钢焊接接头室温拉伸断口形貌为等轴韧窝,为韧性断裂。     

钢板冲击试样断口分离现象分析

通过宏观形貌和微观形貌等方面的比较,对船板和高强度钢板的冲击试样断口的分离情况做了大量的分析。结果表明,船板钢冲击断口的分离均与组织中的偏析带有关,偏析多聚集在同一区域,而高强钢的偏析带则是厚度方向上周期性出现。建议对于出现冲击断口分离现象的产品使用,需要根据实际受力及结构形式区别对待。     

细晶Q420低合金高强钢焊接接头组织性能研究

采用CO2气体保护焊对细晶Q420低合金高强钢进行焊接,用光学显微镜、扫描电镜分析了焊接接头显微组织及断口形貌,试验测试了焊接接头拉伸、弯曲及冲击性能.结果表明,细晶Q420钢母材由晶粒细小的铁素体和珠光体构成,选用ER55-G焊丝所得焊接接头焊缝金属具有比母材更高的抗拉强度,焊缝及热影响区均具有良好的冲击性能,断口为典型韧窝状延性断裂形态.在所选焊接工艺参数下,其热影响区表现出比焊缝金属更好的冲击性能.     

AZ31镁合金及其TIG焊接接头断裂机理研究

对AZ31镁合金及其焊接接头进行拉伸、冲击和疲劳试验,分析了镁合金的断裂机理及疲劳裂纹扩展方向.母材拉伸试验结果表明,试样几乎没有缩颈,抗拉强度为236.29 MPa;焊接接头的抗拉强度为185.68 MPa,拉伸断裂从焊接接头焊趾部位启裂,抗拉强度为母材的78%.冲击试验在-80～340 ℃进行,结果表明,在较低温度下AZ31镁合金冲击韧性较小,断口为准解理形貌的脆性断裂;随着温度的增加,断裂形式由准解理+韧窝形貌的混合断裂过渡为韧性断裂;在常温下焊缝中心的冲击韧性比母材的高,但热影响区的冲击韧性较差.AZ31B镁合金母材的疲劳强度为66.72 MPa,对接接头的疲劳强度为39.00 MPa;母材疲劳断口由解理台阶组成,为脆性断裂;焊接接头疲劳断口由解理和准解理台阶组成,为脆性断裂.     

机械振动对Q690钢焊接接头组织与性能的影响

在Q690钢熔化极活性气体保护焊过程中施加机械振动,研究了机械振幅和振动频率对Q690钢焊接接头力学性能的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,固定振动频率,焊接接头试样的抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率和冲击功都随着振动幅度的增加先增加而后减小,在振幅为0.04 mm时取得最大值,无振动和施加机械振动的焊接接头的拉伸断裂位置都位于焊缝处;振幅为0.02～0.06 mm时,冲击断口呈现韧性断裂特征,而振幅0.08 mm时冲击断口为脆性断口。固定振幅,焊接接头试样的抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率和冲击功都随着振动频率增加而降低,振动频率为25Hz时的强塑性和冲击功高于无振动焊接接头,而振动频率为35、45和55 Hz时的强塑性和冲击功都小于无振动焊接接头;振动频率为25～45 Hz时的冲击断口为韧性断口,而55 Hz时的断口呈脆性断裂特征。     

低活化马氏体钢激光焊接工艺与性能研究

研究了不同激光焊接工艺下低活化马氏体钢的焊缝形貌、显微硬度、常温拉伸和-40℃冲击性能,并对冲击断口形貌进行了观察。结果表明,当焊接热输入分别为1.2、1.4和1.8 k J·cm~(-1)时,低活化马氏体钢焊接接头均未出现未焊透现象。随着焊接热输入的增加,焊接接头上下表面的焊缝熔宽均呈逐渐增加的趋势。不同焊接热输入下,焊接接头的抗拉强度和屈服强度都明显高于低活化马氏体母材,且断裂位置都在母材处,而断后伸长率与母材相当。焊接热输入为1.4和1.8 k J·cm~(-1)时,焊缝区-40℃冲击功略高于基材,而热影响区-40℃冲击功与母材相当。     

SMA490BW耐候钢接头组织及低温力学性能研究

主要研究了SMA490BW耐候钢MAG焊接接头组织,在0~40℃温度范围内对接头进行拉伸、冲击试验,在-40℃进行弯曲试验,检测接头低温力学性能,并对冲击断口进行了分析。结果表明,接头宏观形貌成型良好,未见裂纹和明显的夹渣等焊接缺陷;焊缝组织主要为先共析铁素体、针状铁素体和粒状贝氏体,焊缝层间区组织为细小等轴晶,层间过热区呈魏氏组织形貌,热影响区的过热区晶粒粗大,正火区为细小等轴晶,不完全重结晶区组织不均匀;在0~-40℃范围内,接头拉伸试样都断裂于母材,抗拉强度和屈服强度均随温度降低而提高,焊缝和母材冲击韧性随温度降低呈下降趋势,热影响区冲击韧性对温度敏感性较小且冲击韧性最好,焊缝冲击韧性最差;在-40℃时,母材断裂模式由韧窝转变为准解理断裂,焊缝为解理断裂,热影响区为韧窝断裂;接头在-40℃条件下弯曲性能良好,未出现裂纹等表面缺陷。     

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。     

30CrMnSiNi2A钢异质焊接及接头力学性能研究

以HTJ-3焊条为对比焊条,应用插销试验研究了HTG-1焊条焊接调质态30CrMnSiNi2A钢的冷裂纹敏感性,分析了预热温度对冷裂纹敏感性的影响,测试了HTG-1焊条所焊接头的力学性能。结果表明:采用HTG-1焊条可以有效地降低该钢焊接冷裂纹敏感性;预热温度增加,抗冷裂效果更好。焊缝金属冲击韧度远大于母材,对试验温度不敏感,断口为韧性断口;焊接接头拉伸试样断裂于焊缝,强度远低于母材。