400MPa级超细晶粒钢的焊接

对超细晶粒钢在焊接热循环作用下晶粒长大和组织、性能变化的规律进行了研究。400MPa级钢由于不存在第Ⅱ相粒子对晶粒长大的钉扎作用,晶粒长大趋势明显,焊接热输入越大,长大程度越严重。无论是焊接热模拟试件还是焊接接头硬度测试均表明HAZ不存在软化问题,接头拉伸试验断在远离热影响区的母材上。HAZ粗晶区有较多的侧板条铁素体,但制品冲击功未显示热影响区的冲机韧性低于母材,尽管试件断口分析说明粗晶区的韧性低于母材。     

两种规格超细晶粒钢的激光焊接

超细晶粒钢依靠微米级或亚微米级的铁素体,使钢的强度和韧性大大提高。本文分析了超细晶粒钢的焊接性及激光焊接的特点,进行了超细晶粒钢的激光焊接试验,并与等离子弧焊接、MAG焊接进行了比较,超细晶粒钢激光焊接接头粗晶区有较好的韧性,采用较小的激光功率并配合较慢的焊接速度,可减小粗晶区硬化倾向。终轧温度较高的SS400钢激光焊接接头强度高于母材,深度轧制钢激光焊接接头出现再结晶软化区,当软化区宽度较窄时,不影响整体接头强度,SS400钢和深度轧制钢激光焊接接头均有好的弯曲塑性。     

双丝焊热循环对Ni-Cr钢粗晶热影响区组织性能的影响

利用焊接热模拟技术、光学显微镜和透射电子显微镜等对Ni-Cr钢双丝焊粗品热影响区组织及韧性化机理进行了试验研究.结果表明:经过双丝焊接热循环后,粗晶区-50℃低温冲击功大大低于母材值,但丝间距40mm比丝间距20mm下双丝焊接粗晶区韧性好;粗晶区组织和晶粒度的不同是影响低温冲击韧度不同的原因,其中晶粒度越细韧性较好;同时研究还表明,粒状贝氏体组织对韧性的影响较复杂,这取决于它的参量即小岛的形状、多少、尺寸和分布.     

含铌细晶粒钢的热影响区组织性能

讨论了以形变诱导相变为主的超细晶粒钢在添加合金元素铌以后热影响区组织性能的变化.试验结果表明:添加少量铌以后,粗晶区的韧性有所改善,但不能阻止母材晶粒的长大,韧性的下降不可避免,在实际焊接时,应避免过小的焊接热输入.     

BWELDY960Q钢焊接热模拟热影响区组织与性能

采用焊接热模拟技术模拟BWELDY960Q钢焊接热影响区,在不同峰值温度条件下,研究热影响区各区域组织与性能的变化规律. 结果表明,热影响区各微区组织形态不同,粗晶区的组织为板条状马氏体,细晶区的组织为细晶板条马氏体,不完全重结晶区的组织为马氏体、索氏体和铁素体的混合组织,回火区组织为回火索氏体. 峰值温度达到1 200 ℃时,热影响区原始奥氏体晶粒已经开始粗化,并越接近熔合区,晶粒粗化现象越显著. 粗晶区冲击韧性较低,韧性损失为母材的82.17%,不完全重结晶区的冲击韧性损失为母材的46.53%. 模拟焊接热影响区组织比实际焊接热影响区组织更粗大.     

紧急水冷及焊后正火对超细晶粒钢接头热影响区组织与硬度的影响

为细化400MPa级超细晶粒钢的粗晶热影响区的晶粒，对其TIG焊接头进行了相变结束前的紧急水冷及焊后正火处理，研究了紧急水冷及焊后正火对热影响区组织和硬度的影响。结果表明，紧急水冷可使粗晶区宽度与空冷条件相比有所减小，但并不能使粗晶区晶粒细化。焊后一次正火可显著细化粗晶区有效粒径，但同时引起细晶区晶粒的粗化。水冷接头比空冷接头热影响区硬度高，正火后每种接头和母材硬度均大幅度降低。仅水冷接头一次正火后的热影响区硬度与原超细晶粒钢母材匹配良好。推荐采用焊后紧急水冷＋一次正火工艺，因其可细化粗晶区的晶粒，并使整个热影响区硬度与原始母材接近。     

焊接方法对C-Mn超细晶粒钢接头低温韧性的影响

采用焊条电弧焊及CO2+Ar混合气体保护焊方法分别对厚6mm的400MPa级超细晶粒钢钢板进行了焊接试验,采用系列冲击试验方法对焊接接头的低温韧性进行了研究,并对接头组织进行了分析.试验结果表明,气体保护焊减小了焊缝及热影响区组织粗化,其焊接接头的低温韧性优于焊条电弧焊接头的低温韧性,是一种可行的超细晶粒钢焊接方法.     

Q345超细晶粒钢的焊接性能

对7.5 mm厚Q345超细晶粒钢板卷进行了两种焊丝(φ1.2 mm药芯和实芯)3种热输入(4～10 kJ/em)的系列CO2气体保护焊接试验,研究了焊丝和热输入对焊接接头组织和性能的影响.结果表明,热输入为4 ～ 10 k.J/cm的气体保护焊,可得到满足性能要求的焊接接头;热输入为4～6kJ/cm时,焊接接头粗晶区主要由贝氏体和马氏体构成,且药芯焊丝接头粗晶区马氏体含量高于实芯焊丝接头粗晶区,导致了药芯焊丝接头粗晶区较高的硬度;热输人为10 kJ/cm时,焊接接头粗晶区主要由铁素体构成.拉伸试验和硬度试验表明,母材是焊接接头中的薄弱部位.冲击试验结果表明,焊缝区、热影响区冲击性能与母材在同一水平.     

STT焊机在超细晶粒钢焊接中的试验研究

采用STT焊接电源进行了400 MPa级超细晶粒钢焊接试验.结果表明,在表面张力过渡CO2气保焊条件下,超细晶粒钢热影响区宽度极窄约为1 mm,随着线能量增大,热影响区中过热区的晶粒尺寸随之增大,但低线能量的表面张力过渡使晶粒长大的程度得到控制.各焊接线能量下,热影响区各区平均硬度不低于母材,不存在软化现象.过热区为多相组织混合形貌,为低碳马氏体、贝氏体、珠光体、铁素体的不平衡混合组织.对线能量3.68 kJ/cm时的焊接接头进行综合力学试验,发现超细晶粒钢的热影响区硬度、强度和韧性均高于母材.     

超细晶粒钢焊接接头热影响区的断裂评定研究

对超细晶粒钢进行宽板抗拉试验，直接评定和研究了超细晶粒钢焊接接头的断裂行为。采用全面屈服准则确定了母材及热影响区的临界裂纹尺寸。试验结果表明虽然焊接热作用使试件热影响区的晶粒长大，但其抗断性能并没有恶化。     

600MPa级超细晶粒钢摩擦焊过程性能分析

利用摩擦焊对直径为13 mm的600 MPa级别的超细晶粒钢进行了焊接. 结果表明,严格控制摩擦焊工艺参数,超细晶粒钢具有良好的摩擦焊焊接性. 超细晶粒钢摩擦焊接头热影响区出现了轻微的晶粒长大,尺寸至9~11 μm. 接头性能分析表明,超细晶粒钢摩擦焊接头强度可达715 MPa,断面伸长率22%,断面收缩率68%,冲击韧性可达98 J,呈典型的韧性断裂. 急停试验表明,摩擦焊过程中变形区金属在摩擦扭矩和轴向压力大作用下,沿着轴向、切向、径向三个方向流动. 随摩擦时间的增加,不同区域的晶粒的尺寸都略有增加,其中以高温区增加最为明显.     

X80管线钢及其接头的低温韧性和显微组织

分别利用示波冲击韧性试验、硬度试验和光学显微镜、透射电镜研究了X80管线钢及其焊管接头的力学性能和显微组织。试验结果表明，X80钢及其焊管接头具有良好的韧性，其中焊缝的韧性最高，焊接热影响区粗晶区因受焊接热效应引起晶粒粗化和形成脆性组织，故韧性最低。试验钢由针状铁素体和少量块状铁素体组成，焊缝为典型的针状铁素体组织，焊接热影响区粗晶区以粒状贝氏体为主。焊接热影响区熔合线附近的硬度值最高，越远离熔合线硬度值越低，并逐渐接近母材的硬度值。     

Effect of welding heat input on HAZ character in ultra-fine grain steel welding

In this essay, we studied how heat input affected the microstructure, hardness, grain size and heat-affected zone (HAZ) dimension of WCX355 ultra-fine grain steel which was welded respectively by the ultra narrow-gap welding (UNGW) process and the overlaying process with CO2 as protective atmosphere and laser welding process. The experimental results show when the heat input changed from 1.65 kJ/cm to 5.93 kJ/cm, the width of its HAZ ranged from O. 6 mm to 2. 1 ram. The average grain size grew up from 2 ~ 5 pln of base metal to 20～70 um and found no obvious soften phenomenon in overheatedzone. The width of normalized zone was generally wide as 2/3 as that of the whole HAZ, and the grain size in this zone is smaller than that in base metal. Under the circumstance of equal heat input, the HAZ width of UNGW is narrower than that of the laser welding.     

超细晶粒钢低热输入CO2气体保护焊接头行为分析

研究了400 MPa级超细晶粒钢基于表面张力过渡、CO2气体保护焊、特殊窄间隙坡口、不同热输入条件下的焊接接头的成形与力学行为.结果表明,热输入在3～4 kJ/cm范围时可获得熔合良好、单面焊双面成形、热影响区极窄(1 mm左右)的焊接接头.该接头的硬度、抗拉强度高于母材,未见热影响区脆化与软化现象;弯曲塑性合格;焊接热影响区平均冲击韧性高于母材约60%.焊接热影响区冲击韧性高于母材的原因与粒状珠光体组织生成、多相非平衡组织共存和更高的屈服应力有关.     

焊接热输入量对15MnVN钢热影响区断裂韧性的影响

采用COD 试验方法测定了15MnVN 钢多道焊四种热输入量焊接热影响区的断裂韧性。详细观察并测定了其微观组织、晶粒尺寸和不同组织的比例。结果表明,热输入量大,增大了热影响区粗晶区的晶粒尺寸,而由后续焊遭热循环作用产生的细晶区面积则减少,从而提高了转变温度。本文分析了多道焊热影响区脆化的原因和热输入量对脆化程度的影响,提出了板厚56mm 的这种合金钢的合适的焊接热输入量。     

硼对低合金钢焊接热影响区韧性的影响

本文采用焊接热模拟技术,研究了硼对Cr—Ni—Mo 低碳低合金钢焊接热影响区粗晶区却贝冲击韧性Cv 和断裂韧性COD 的影响。发现随着钢中含硼量的增加,母材和焊接HAZ 粗晶区Cv 冲击功上平台拐点温度上升,COD 值下降,脆性增加。认为这与硼相的晶内和晶界析出以及硼的固溶有关.     

微合金EH40型船板钢大热输入焊接接头组织和力学性能

通过拉伸、冲击、硬度力学试验和接头微观组织分析,对EH40船板钢大热输入埋弧焊的焊接性和接头性能进行了试验分析.结果表明,以热输入为40 kJ/cm和60 kJ/cm焊接,焊接热影响区粗晶区冲击吸收功值均最低,分别为116 J和80.5 J;焊接接头的强度均高于母材,焊接热影响区均未出现焊接软化区.当焊接热输入为40 kJ/cm时,粗晶区组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体、少量的块状铁素体,而焊接热输入为60 kJ/cm时,板条贝氏体明显减少,块状铁素体增多,并出现少量针状铁素体.Ti,Nb合金元素的碳氮化合物第二相粒子,在大焊接热输入时,很大程度上阻止粗晶区奥氏体晶粒的长大,改善了该区域的冲击性能.     

Laser-TIG hybrid welding of ultra-fine grained steel

For improving the weldability of ultra-fine grained (UFG) steel, detailed experiments of laser-tungsten inert gas (TIG) hybrid welding were carried out on this material to investigate the effects of welding parameters on weld shape, microstructure, grain growth in heat-affected zone (HAZ) and mechanical performance. For the hybrid welds, increasing energy ratio of laser to arc (ER_LA) can narrow weld width, reduce the tendency of grain growth and ferrite grain coarsening in HAZ and also make the microstructure of fusion zone gradually change from coarse pearlite to fine martensite and bainite. The hybrid weld with low ER_LA has obvious softening zone in HAZ; while that with high ER_LA has no softening zone because of the low line energy. Compared to laser weld, under appropriate welding parameters hybrid weld with high ER_LA can obtain higher welding speed, better weld shape and more sound mechanical performance including similar tensile strength and higher toughness. These results demonstrated that laser-TIG hybrid welding is an effective process for UFG steel.