自保护药芯焊丝焊接X80管线钢管环焊缝接头的显微组织与力学性能

采用自制自保护药芯焊丝对X80管线钢管进行环焊缝焊接,分析不同焊接位置接头的焊缝成形、显微组织与力学性能。结果表明:不同焊接位置的焊缝成形良好,该焊丝具有良好的全位置焊接适应性;不同焊接位置焊缝组织基本相同,盖面层由板条贝氏体和针状铁素体组成,填充层为细小的粒状贝氏体和准多边形铁素体;不同焊接位置热影响区细晶区组织基本相同,由细晶铁素体和针状铁素体组成;热影响区粗晶区由粗大的板条贝氏体和粒状贝氏体组成,且立焊位置的晶粒尺寸小于平焊和仰焊位置的;焊缝和热影响区的平均硬度分别为226,227HV,略低于母材的(233HV);立焊位置焊缝和热影响区的-10℃平均冲击吸收功高于平焊位置的;不同焊接位置接头的抗拉强度相当,拉伸断口呈韧性断裂特征。     

S355J2G3低合金钢焊接接头的组织和力学性能

通过拉伸、冲击、弯曲、硬度和金相等试验对S355J2G3低合金钢MAG焊焊接接头的力学性能与显微组织进行了研究。结果表明:采用G38 3G3Si1焊丝对S355J2G3低合金钢进行焊接时,可获得拉伸、弯曲和冲击性能均良好的焊接接头;接头硬度的分布较均匀,最高不大于380HV;焊缝组织为沿柱状晶晶界析出的块状先共析铁素体,晶内为细小密集的针状铁素体和少量珠光体;热影响区组织主要为先共析铁素体、针状铁素体、珠光体和少量的粒状贝氏体;母材为均匀细小分布的铁素体和珠光体。     

X100管线钢焊接接头的显微组织和性能

利用光学显微镜、拉伸试验机、冲击试验机及维氏硬度计等对X100管线钢埋弧焊焊接接头的组织及性能进行了研究。结果表明:X100管线钢焊接接头粗晶区组织为粗大的先共析铁素体和粒状贝氏体,细晶区主要为细小的铁素体,不完全重结晶区为细晶铁素体、粗晶针状铁素体和粒状贝氏体混合组织;接头的抗拉强度平均值为576MPa,达到母材的80%,拉伸试样断裂于焊缝处;接头焊缝、热影响区的冲击功分别为198J和259J;焊缝区最高硬度为316HV,在临界温度热影响区(ICHAZ)和亚临界温度热影响区(SCHAZ)之间存在软化现象。     

不同焊丝MAG焊接新型超高强度钢接头的显微组织及性能

分别采用镍-铬-钼系和镍-钼系焊丝,在相同热输入条件下对一种新型超高强度钢进行了熔化极活性气体保护电弧焊(MAG焊),对比研究了两种接头的显微组织及力学性能;通过斜Y型坡口焊接裂纹试验评定了两种焊丝焊接接头的抗裂倾向。结果表明:镍-铬-钼系焊丝焊接接头焊缝组织主要为粗大的板条马氏体和少量贝氏体,镍-钼系焊丝焊接接头焊缝组织为细小的针状铁素体及少量的块状先共析铁素体;两种焊丝MAG焊都可以实现此钢的高强度连接,且镍-钼系焊丝焊接接头的韧性明显优于镍-铬-钼系焊丝焊接的,但焊接接头都在回火区出现了软化现象;镍-钼系焊丝焊接接头的抗开裂性能优于镍-铬-钼系焊丝的,两种焊丝斜Y型坡口焊接试样的冷裂纹断裂模式均以沿晶断裂为主,穿晶断裂为辅。     

厚板SA508-3钢NG-SAW焊接接头的组织和性能

针对SA508-3钢,采用窄间隙埋弧焊方法对厚度100 mm钢板进行了焊接,分析不同焊接热输入下焊接接头的低温冲击、硬度分布、抗拉强度、弯曲性能,并对接头的显微组织和断口形貌进行了观察。试验结果表明,随着焊接热输入的增加,焊接接头中焊缝的冲击韧性逐渐增加,热影响区冲击韧性不断下降。不同焊接热输入下,焊接接头均有较好的韧性储备,弯曲性能均合格,焊接热输入的变化对接头的抗拉强度没有明显影响,焊接接头硬度最低的位置出现在母材处,焊接热输入越小,焊接热影响区的硬度越高。焊接接头中焊缝显微组织为先共析铁素体+回火贝氏体,随着焊接热输入的增加,先共析铁素体减少,回火贝氏体增多;焊接热影响显微组织为粒状回火贝氏体组织,随着焊接热输入的增加,热影响区的晶粒发生粗化。     

铁素体不锈钢CMT焊接接头HAZ组织性能研究

针对铁素体不锈钢焊接HAZ晶粒易长大的问题,提出采用小热输入的CMT焊接工艺。通过分析接头HAZ的显微组织、显微硬度和冲击性能,探讨了4003铁素体不锈钢焊接接头HAZ组织和性能,并与常规MIG焊焊接接头试样的组织、性能进行对比。试验结果表明:采用CMT焊接工艺获得的接头HAZ粗晶区宽度为460μm,明显窄于MIG焊接接头的粗晶区宽度545μm;CMT接头强度与MIG焊接接头显微硬度值相近,但CMT接头HAZ冲击韧性较MIG焊接接头试样提高了16.28%。     

热输入对1 000 MPa级工程机械用钢接头组织性能的影响

采用三种热输入进行1 000 MPa级控轧控冷(Thermo mechanical control process, TMCP)高强钢的熔化极气体保护焊,利用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究热输入对焊接接头组织和力学性能的影响。研究结果表明,三种热输入焊缝金属组织主要由板条马氏体和板条贝氏体为主、并含有少量残余奥氏体和粒状贝氏体;焊接热影响区粗晶区组织以板条马氏体和贝氏体为主,并含有少量粒状贝氏体。随着热输入的增加,焊缝组织中贝氏体板条粗化,马氏体板条减少,而粒状贝氏体逐渐增多,部分膜状残余奥氏体向块状转变;焊缝金属冲击韧度和硬度、接头强度逐渐降低,而接头热影响区冲击韧度先增后降;当热输入为15 kJ/cm时焊接接头强韧性匹配最佳。     

10Ni5CrMoV钢MAG焊接接头的显微组织与力学性能

采用MAG(熔化极活性气体保护焊)对25mm厚10Ni5CrMoV钢进行了焊接,观察了接头显微组织与冲击断口形貌,并对其硬度、冲击性能和拉伸性能进行了研究。结果表明:接头焊缝区组织主要为板条马氏体/贝氏体+粒状贝氏体,且存在较多的沿奥氏体晶界分布的M-A组元,硬度接近于母材,冲击韧性较低,-50℃时的平均冲击功为42J;随着距焊缝中心距离的增大,热影响区组织依次为淬火马氏体、板条马氏体/贝氏体+铁素体+粒状贝氏体,且临界区碳化物积聚并长大,硬度先升高后降低,最低硬度为286.4HV,冲击韧性较高,-50℃时的平均冲击功为188J;焊接接头的平均抗拉强度达到920 MPa,拉伸试样的断裂位置均在母材;M-A组元及碳化物是影响接头性能的主要因素。     

一种锰镍钼硼合金系埋弧焊丝焊接低碳贝氏体钢接头的组织及性能

用自行设计的锰镍钼硼合金系焊丝对低碳贝氏体钢进行双面焊;利用光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸和冲击试验机以及显微硬度计等研究了焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊缝和热影响区显微组织都主要是针状铁素体和粒状贝氏体;HAZ区组织粗大,存在软化问题;在较小的焊接线热输入条件下,焊接接头强韧性匹配较好,抗拉强度为803.63 MPa,焊缝和热影响区冲击韧性分别为193J和232J。     

热输入对12MnNiCrMoV钢薄板焊接接头粗晶热影响区组织和性能的影响

分别在9.2,10.4,12.2,21.0kJ·cm-1焊接热输入下对12MnNiCrMoV钢薄板进行对接焊,研究了焊接热输入对焊接接头粗晶热影响区显微组织、晶粒尺寸、硬度和冲击性能的影响;为了确定不同热输入下接头粗晶热影响区的焊接热循环曲线,对焊接过程的温度场进行了有限元模拟。结果表明:随着焊接热输入增大,粗晶热影响区的组织变化并不明显,均为粒状贝氏体和块状铁素体,但晶粒尺寸逐渐变大,-20℃冲击韧性和维氏硬度均逐渐降低;晶粒粗化是粗晶热影响区产生脆化与软化的最主要原因;通过有限元模拟可知,随着热输入增大,粗晶热影响区相同位置处的峰值温度逐渐升高,并且在高温停留的时间延长。     

中碳调质高强钢薄板机器人焊接工艺试验研究

采用HCr21Ni10Mn7和H08Mn2SiA焊丝,通过机器人PMIG、MAG焊二种焊接方法在最优工艺参数下对中碳调质高强钢薄板的焊接性进行了对比研究。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱等测试方法,对不同焊接方法的焊接接头组织成分、热影响区组织转变规律进行了研究。抗拉强度测试表明:奥氏体焊丝的机器人PMIG焊焊缝抗拉强度较高,满足接头性能要求。显微硬度测试表明:焊缝区硬度较低,热影响粗晶区硬度较高,热影响区软化区较窄。     

不预热焊接工艺焊接X70管线钢接头的组织与性能

分别采用焊前预热和不预热的两种焊接工艺对X70管线钢进行焊接,采用光学显微镜、拉伸试验机和冲击试验机研究了焊接接头的显微组织、拉伸性能和冲击性能。结果表明:焊前预热接头的组织多为细小的针状铁素体、多边形铁素体等,而不预热接头的组织中晶粒明显长大,出现粗大粒状贝氏体和少量马氏体;焊前预热的焊接接头其抗拉强度和冲击韧性较不预热的好些,但不预热焊接工艺焊接的接头仍能满足性能要求;考虑工程到建设成本方面,不预热的焊接工艺可用于X70钢焊接。     

焊接热输入对自保护药芯焊丝焊接X80管线钢接头组织和性能的影响

以自制自保护药芯焊丝为焊接材料,采用单面焊双面成形技术在三种热输入下焊接了X80管线钢板,研究了焊接热输入对接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着焊接热输入的增大,焊缝区针状铁素体量减少,热影响区的显微组织由贝氏体铁素体和粒状贝氏体转变为准多边形铁素体和多边形铁素体;随着焊接热输入的减小,焊缝区和热影响区试样的冲击吸收功均增大,冲击断裂方式由准解理或解理型的脆性断裂向韧窝型的韧性断裂转变;焊缝区和热影响区的硬度低于母材的,且热影响区的硬度略低于焊缝区的,随着热输入的增大,焊接接头的硬度整体有所下降。     

Q345B低碳钢/20Mn23Al无磁钢异种钢焊接接头的组织及性能

采用E316LT0-1不锈钢焊丝对Q345B低碳钢和20Mn23Al无磁钢进行熔化极气体保护焊,研究了焊接接头的显微组织和力学性能.结果表明:接头填充焊层组织主要为骨骼状δ-铁素体和奥氏体,打底焊层组织主要为树枝状铁素体和奥氏体;Q345B钢侧过热粗晶区组织为贝氏体和魏氏体,相变重结晶区组织为珠光体和铁素体,20Mn23Al钢侧热影响区组织为孪晶奥氏体和少量铁素体;母材和焊缝中的合金元素发生互扩散,Q345B钢和20Mn23Al钢侧扩散层厚度分别约为15,25μm;接头拉伸性能优于Q345B钢但略差于20Mn23Al钢,接头焊缝区硬度最大,热影响区次之.     

D6AC低合金超高强度钢的MAG焊接头组织与性能分析

分析D6AC低合金超高强度钢的焊接性,采用MAG焊技术实现了低合金超高强度钢的可靠焊接。分析表明:焊接接头中无气孔、裂纹等缺陷;焊缝区域由粗大针状的马氏体和贝氏体组成,热影响区由贝氏体、珠光体和铁素体组成;母材区域由回火索氏体组成;MAG焊焊缝区域显微硬度高于母材,接头抗拉强度均在910MPa以上,MAG焊技术适合于低合金超高强度钢的焊接。     

铌对船板钢大热输入焊接热影响区组织与韧性的影响

采用控轧控冷工艺(TMCP)生产含铌(质量分数0.025%)和无铌两种DH36级船板钢,并进行150 kJ·cm^-1大热输入气电立焊,研究了焊接接头热影响区的组织与韧性。结果表明:铌元素的添加可推迟铁素体和珠光体相变,促进粒状贝氏体和贝氏体铁素体生成,导致含铌钢热影响区粗晶区中的晶界铁素体含量较少,粒状贝氏体和贝氏体铁素体含量较多,细晶区中的铁素体和珠光体析出缓慢。无铌钢焊接接头各区域的组织与韧性良好,-20℃冲击功单值均在102 J以上,远高于船级社规范要求;含铌钢焊接接头熔合线处-20℃冲击功出现单值低于24 J的情况,不满足船级社规范要求,其他区域-20℃冲击功单值均在143 J以上。铌的添加对DH36级船板钢大热输入焊接接头的韧性不利。     

超低碳微合金管线钢焊接接头的组织与冲击性能

利用光学显微镜、冲击试验机及扫描电镜等对超低碳微合金管线钢焊接接头的组织及冲击性能的进行了研究。结果表明:超低碳微合金管线钢母材组织主要由粒状贝氏体和贝氏体铁素体组成,接头的粗晶热影响区组织为贝氏体铁素体、粒状贝氏体和少量的多边形铁素体及细小的M-A岛,且晶粒粗大,焊缝中的针状铁素体以钛、铝、硅、锰的复合氧化物诱发形核,并以筐篮的编织结构相互交错分布;在-10℃时此接头的冲击功可达178 J,表现为韧性断裂。     

9Ni钢手工电弧焊和自动埋弧焊接头的组织及力学性能

采用手工电弧焊和自动埋弧焊分别对9Ni钢板进行焊接,通过拉伸、弯曲、冲击试验以及组织、断口观察等研究两种焊接接头的组织和力学性能。结果表明:两种焊接接头的焊缝组织均由奥氏体组成,热影响区均以马氏体为主;手工电弧焊接头焊缝的结晶形态呈树枝状,偏析程度较大,热影响区的马氏体粗大,自动埋弧焊接头焊缝的结晶形态为细小的胞状树枝晶,偏析程度较轻,热影响区的板条马氏体细小,板条束较多;两种焊接接头均具有良好的拉伸性能和弯曲性能,自动埋弧焊接头的低温冲击韧性优于手工电弧焊接头的;自动埋弧焊焊接接头冲击断口上的韧窝更大更深,且分布均匀。     

LNG储罐用9Ni低温钢横位置焊条电弧焊和埋弧焊接头微观组织与力学性能对比

文中针对LNG储罐用9Ni低温钢,分别采用焊条电弧焊和埋弧焊进行横位置焊接试验。通过力学性能测试和微观组织分析研究不同焊接方法对焊接接头性能的影响。试验结果表明：2种焊接接头力学性能都符合标准要求,热影响区冲击吸收功高于焊缝,埋弧焊接头比焊条电弧焊接头低温冲击韧性更好。焊条电弧焊和埋弧焊接头焊缝组织均为奥氏体与析出相,2种接头焊缝组织都呈现多种结晶形态,焊条电弧焊接头焊缝结晶形态主要为柱状树枝晶,埋弧焊接头焊缝结晶形态主要为胞状树枝晶。焊条电弧焊接头过热区组织为粗大板条马氏体,且发生晶界粗化现象,韧性较差。埋弧焊接头过热区组织为板条马氏体和粒状贝氏体,韧性较好。     

14NiCrMo10 6V与Q345E钢过渡匹配焊接接头的组织与力学性能

采用E551T1-Ni2药芯焊丝对Q345E钢与14NiCrMo10 6V钢进行焊接,并通过室温拉伸、弯曲、冲击、硬度试验以及金相分析等对焊接接头的力学性能与显微组织进行了研究。结果表明:采用此焊丝可以获得拉伸、弯曲和冲击性能均良好的焊接接头,焊缝硬度在200～250HV之间;焊缝处晶界组织为先共析铁素体、少量无碳贝氏体(从晶界伸向晶内),晶内为针状铁素体与珠光体,个别部位有粒状贝氏体;Q345E钢侧热影响区与焊缝过渡区的组织为沿晶界析出的块状先共析铁素体和向晶内生长的条状铁素体以及少量的珠光体和贝氏体;14NiCrMo10 6V钢侧热影响区与焊缝过渡区的组织为板条状马氏体。