经济型铁素体不锈钢与耐候钢异种金属接头的耐蚀性能

采用ER-309焊丝焊接了T4003与Q450NQR1耐候钢、Nirosta4003与Q450NQR1耐候钢两种异质接头,用金相方法分析了母材和接头的显微组织,通过盐雾腐蚀试验及电化学极化曲线测量对异种金属焊接接头的耐蚀性能进行了评价。结果表明,对T4003和Nirosta4003铁素体不锈钢同种金属所形成的焊接接头而言,焊缝的耐蚀性能均优于对应的母材,但热影响区的耐蚀性能变差。对T4003和Nirosta4003铁素体不锈钢与Q450NQR1耐候钢焊接形成的异质接头而言,焊缝的耐蚀性能下降。在盐雾状态下,同种金属焊接所形成的焊缝与母材的耐盐雾腐蚀性能水平相当,耐蚀性能较好;T4003和Nirosta4003不锈钢与Q450NQR1耐候钢焊接而成的异质接头腐蚀较为明显,尤其是耐候钢一侧的腐蚀较为严重,出现了大量的腐蚀坑。在异种金属所形成的焊接接头中,不锈钢母材、热影响区、焊缝以及耐候钢母材由于腐蚀电位差的不同形成原电池,致使耐候钢母材的腐蚀加剧。     

高耐候钢与不锈钢焊接接头的微观组织与性能研究

采用熔化极活性气体(98%Ar+2%CO2)保护焊(MAG)方法,研究了高耐候钢与奥氏体不锈钢焊接接头的组织与性能。结果表明,焊接接头的力学性能可以达到母材的强度水平;焊接接头母材区高耐候钢组织为铁素体+少量珠光体,不锈钢为全奥氏体组织,焊缝区为奥氏体+鱼骨状铁素体组织,不锈钢侧热影响区组织为奥氏体+条状的铁素体组织,高耐候钢侧热影响区组织为聚集成团的铁素体团簇+珠光体组织。     

不同环境压力下X65管线钢焊接接头的组织及硬度

对API X65管线钢进行模拟高压干法水下焊接,对不同环境压力条件下(0.1,0.3,0.5,0.7 MPa)焊接接头的显微组织及硬度进行测试,分析环境压力对焊接接头组织和性能的影响。结果表明:X65管线钢的组织由铁素体、珠光体和上贝氏体组成。不同环境压力下焊缝的显微组织均为铁素体、珠光体和少量的碳化物;热影响区的组织均为针状铁素体和少量的珠光体。热影响区熔合线附近的硬度较高,远离融合线处硬度降低,并逐渐接近母材金属的硬度。环境压力对焊接接头的显微组织及硬度的影响不大。     

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。     

原油船货油舱用耐蚀钢及焊接接头腐蚀性能研究

根据国际海事组织《油船货油舱耐蚀钢认可试验程序》,对新开发的SGNS-A32级货油舱用耐蚀钢及其焊接接头进行浸泡腐蚀试验,并辅以金相分析、电化学试验等研究手段,探讨了成分、组织等对耐蚀钢腐蚀行为的影响。结果表明,耐蚀钢板和焊接接头的力学性能和腐蚀性能均满足国际海事组织标准要求,钢板浸泡均匀腐蚀速率0.3mm/a,焊接接头焊缝与母材间腐蚀深度小于12μm;耐蚀钢板组织为铁素体+珠光体组织,焊缝组织为铁素体+贝氏体,热影响区组织为贝氏体;母材的自腐蚀电位较正,其次是焊缝,热影响区的自腐蚀电位最负。     

CT80连续油管焊接接头的电化学腐蚀行为研究

采用光学显微镜观察了CT80连续油管焊接接头母材、热影响区(HAZ)和焊缝的显微组织;采用动电位极化技术和电化学阻抗谱测试方法研究了焊接接头各区域在3.5%Na Cl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:CT80连续油管母材的显微组织为细小的铁素体+珠光体;焊缝的显微组织不均匀,焊缝中心晶粒细小,两侧晶粒粗大;热影响区的显微组织为魏氏体组织。在3.5%NaCl溶液中,CT80连续油管焊接接头各区域的热力学稳定性顺序依次为HAZ母材焊缝;HAZ区的极化电阻最大,腐蚀速率最小,耐蚀性最好;焊缝的极化电阻最小,腐蚀速率最大,耐蚀性最差;CT80连续油管焊接接头各区域耐蚀性的顺序依次为HAZ母材焊缝。     

20Mn2SiVB钢的焊接性能研究

分别用CO2气体保护焊和手工电弧焊方法研究了20Mn2SiVB钢的焊接性能。结果表明:CO2气体保护焊的焊缝组织为粒状贝氏体、少量铁素体和珠光体,热影响区为粒状贝氏体;手工电弧焊焊缝组织主要为块状铁素体和少量珠光体,热影响区组织为板条状贝氏体组织;两种焊接方法所得焊接接头成分均匀,硬度值均超过母材,综合性能良好。     

母材及焊丝对转向架用耐候钢焊接接头性能的影响

以高速列车转向架用耐候钢S355J2W与SMA490BW为母材,匹配G424M21Z焊丝与CHW-55CNH焊丝得到三种焊接接头。观察三种接头的显微组织,并比较三种接头的力学性能和腐蚀性能。结果显示,三种接头的焊缝区显微组织均由先共析铁素体、针状铁素体、粒状贝氏体以及珠光体组成,过热区组织粗大出现魏氏组织,正火区组织细小均匀。S355J2W母材匹配两种焊丝所得接头的拉伸断裂强度接近,且断裂位置均位于母材,而SMA490BW母材匹配CHW-55CNH焊丝所得接头拉伸断裂位置位于焊缝,且其拉伸强度明显高于另外两种接头。SMA490BW母材的腐蚀速率低于S355J2W母材。以S355J2W为母材匹配两种焊丝所得的两种接头腐蚀速率接近。以CHW-55CNH为焊丝匹配SMA490BW母材的接头低于匹配S355J2W母材所得接头。母材是影响接头耐蚀性的主要因素,而焊丝对接头的耐蚀性的影响小于母材。     

土建钢结构用铁素体不锈钢的TIG焊接与腐蚀性能研究

对土建钢结构用铁素体不锈钢进行了TIG焊接处理,研究了焊接电流对焊接接头显微组织和力学性能的影响,并考察了不同腐蚀介质中TIG焊接头的耐腐蚀性能。结果表明,随着焊接电流的升高,焊接接头的抗拉强度和断后伸长率都表现出逐渐降低的趋势,在焊接电流为45A时取得最大值;不同焊接电流下焊接接头都由焊接热影响区、熔合区和焊缝区组成,随着焊接电流的增大,焊接接头宽度、热影响区粗晶区尺寸和焊缝区柱状晶尺寸有所增加;当腐蚀介质为3.5%NaCl时,焊接头的耐蚀性能与母材相当或者略低;当腐蚀介质为3.5%NaOH溶液时,焊接头的耐腐蚀性能明显低于母材;铁素体不锈钢TIG焊接接头不适于在碱性条件下使用。     

Q345B钢等离子-MAG复合焊接头组织与力学性能

以10 mm的Q345B钢板为母材,开Y型坡口,使用等离子-MAG复合焊方法,进行单层单道焊接。对焊接接头进行无损检测,未发现裂纹、气孔、夹渣等缺陷。分析焊接接头的显微组织,焊缝区主要由铁素体和珠光体构成,先共析铁素体沿柱状晶界析出,晶内主要是针状铁素体和珠光体的混合物;焊接热影响区较窄,组织形态变化明显但晶粒尺寸有所改善。硬度试验显示,焊缝和热影响区的硬度高于母材。对焊接接头进行拉伸、弯曲和冲击等力学性能测试,结果表明,采用等离子-MAG复合焊接方法得到的接头强度和韧塑性良好。     

20g与P91异种金属焊接接头组织及其性能分析

通过对20g和P91异种金属进行埋弧自动焊试验,研究了焊接接头各区域包括母材、热影响区和焊缝的显微组织,并对焊接接头进行了硬度测试、拉伸试验和冲击试验等力学性能测试。结果表明,20g侧焊缝组织为珠光体和针状铁素体,P91侧焊缝组织是块状铁素体、珠光体以及马氏体;焊缝区的显微硬度值要明显高于两侧母材以及热影响区的显微硬度值;焊缝金属的抗拉强度要明显高于两侧母材的抗拉强度,断裂位置发生在母材20g侧;接头20g侧母材、焊缝区和P91侧母材的冲击功分别185.2、239.6和13.0 J,表明焊缝的冲击韧性明显高于两侧母材的冲击韧性,但是和焊前相比较,20g侧母材焊后冲击韧性得到大幅提高,而P91侧母材焊后冲击韧性显著降低。     

Q345B钢CO_2气体保护焊接接头组织与性能的研究

采用CO_2气体保护焊对不同厚度的Q345B钢板进行对接试验,通过光学显微镜和显微硬度计对焊接接头组织和显微硬度进行测试分析。研究结果表明:Q345B钢板焊接接头的母材区为铁素体和珠光体,热影响区为魏氏体、针状铁素体、白色网状二次渗碳体、片状珠光体及少量粒状贝氏体,焊缝区为细晶铁素体、块状铁素体及部分珠光体。随着钢板厚度增加,焊道层数随之增加,焊缝金属高温停留时间增长,铁素体组织越粗大,珠光体含量增加;热影响区、焊缝区平均显微硬度均大于母材硬度,随着板厚增加,焊缝平均显微硬度增高,焊缝区层间硬度波动增加,其填充层显微硬度最高。     

Q345D钢埋弧焊接头组织与性能

以厚度为15 mm的Q345D钢为母材,开单面V型坡口,采用埋弧焊多层焊的焊接方法,选用合适的焊接参数,焊接三层。对焊接接头进行无损检测,未发现裂纹、气孔、夹渣等缺陷。分析焊接接头的显微组织,焊缝组织为铁素体+珠光体,铁素体主要由细晶铁素体和针状铁素体组成;热影响区较窄,组织较细小。并对焊接接头进行拉伸、弯曲和抗低温冲击等力学性能测试,焊缝的抗拉强度明显高于母材,180°弯曲时焊接接头无裂纹,热影响区和焊缝冲击吸收功均高于母材。研究结果表明,采用此焊接方法和参数施焊得到的焊接接头具有较好的强度和韧性,能够满足工作要求。     

旋挖钻机桅杆用16Mn碳素结构钢的双丝埋弧焊接工艺研究

采用双丝埋弧焊接工艺对旋转钻机桅杆用16Mn碳素结构钢进行了不同焊接电流、焊丝间距和焊接速度的焊接试验。研究了焊接参数对焊接接头硬度、力学性能和显微组织的影响,得到了适宜的焊接工艺参数,并提出了焊接过程的质量控制措施。结果表明,随着焊接电流的减小,焊接接头热影响区的显微硬度降低,而焊缝区的显微硬度却逐渐升高;不同焊丝间距下显微硬度峰值都在焊接热影响区,焊丝间距对焊接接头显微硬度影响不大;不同焊接速度下焊接接头焊缝区的显微硬度都要高于母材或与母材相当,热影响区的显微硬度要高于母材和焊缝区。焊缝热影响区组织为针状铁素体、片状先共析铁素体、珠光体。焊接电流为700 A、焊接速度为0.0083 m/s、焊丝间距为0.07 m时焊接接头可以获得最佳的强度和塑性,断裂位置位于母材。     

P355NL2正火处理细晶粒钢焊接接头的组织与性能研究

采用MAG焊对P355NL2正火细晶粒钢制作了一组全熔透对接焊缝接头,通过拉伸、弯曲、冲击、硬度及显微金相试验对焊接接头的组织与性能进行研究。结果显示:P355NL2钢焊接接头抗拉性能及弯曲性能均合格,具备良好的塑性、韧性;硬度值分布,母材略低、热影响区略高一些,均在标准要求值范围内;焊缝、热影响区冲击功值均高于标准要求值,具备良好的低温冲击韧性。接头的金相显示焊缝区主要为共析铁素体组织,热影响区主要由铁素体和珠光体组成,并沿母材轧制方向呈带状分布。     

S355J2W+N耐候钢焊接接头的组织和力学性能

S355J2W+N耐候钢是制造高速列车转向架构架的主要钢种,本文通过拉伸、冲击、弯曲、硬度和金相等试验方法对其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G424G3Si1焊丝对S355J2W+N耐候钢进行焊接时,接头具有良好的抗拉强度、弯曲性能和低温冲击韧性;焊缝组织主要为先共析铁素体,晶内为针状铁素体和珠光体,局部有一定量的粒状贝氏体;热影响区组织主要为先共析铁素体和针状铁素体,同时存在少量的珠光体和贝氏体;母材为铁素体和珠光体。     

690 MPa级耐候桥梁钢焊接接头在模拟工业大气环境下的耐蚀性研究

采用周期浸润腐蚀实验和电化学测试方法，结合扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)等表面测试技术研究了690 MPa级耐候桥梁钢焊接接头在模拟工业大气环境下的耐蚀性。结果表明，在腐蚀初期，由于微观组织的不同，以铁素体为主的焊缝区耐蚀性优于贝氏体为主的母材区，同样由于晶粒粗大且分布不均匀导致贝氏体组织的热影响区耐蚀性最差，焊接接头不同微区域未发生明显电偶腐蚀；在腐蚀后期，Cu、Cr等在焊接接头不同区域的锈层中明显富集，Ni在焊缝区锈层中富集量远高于母材区和热影响区，焊缝区由于合金元素含量较高使其锈层更加平整致密且具有较高的极化电阻和阻抗值，导致整个焊接接头的耐蚀性能好于母材。     

热处理对45钢摩擦焊接头组织性能的影响

针对某公司的45钢摩擦焊杆,采用材料结构分析技术研究了热处理对接头组织性能的影响。结果表明,热处理前焊接接头为先共析铁素体+珠光体+魏氏体的粗大组织,母材为珠光体和沿晶界铁素体组织,焊缝的显微硬度最大,热影响区其次,母材最小,拉伸试样断裂位置在母材;经过正火、淬火和回火的热处理后,焊接接头组织变得细小而均匀,为回火索氏体+贝氏体+少量沿晶界铁素体混合组织,焊缝和母材的显微硬度基本接近,拉伸试样断裂位置在正火区与不完全正火区的交界处,冲击断裂面平直,呈现脆性断裂特征,为准解理+二次裂纹+撕裂状韧窝+夹杂物条带状。     

焊后热处理对Q345-R312接头腐蚀性能的影响

对Q345-R312耐热焊缝进行不同温度的焊后热处理,研究热处理工艺对接头组织及二氧化碳耐腐蚀性能的影响。结果表明,300℃退火后耐热接头焊缝的组织为铁素体和絮状珠光体,絮状珠光体分布均匀,显微硬度增加。600℃热处理后焊缝铁素体呈带状分布,珠光体含量很少,显微硬度降低。热处理后,焊缝和热影响区的自腐蚀电位升高,耐腐蚀性能提高,腐蚀后表面发生点蚀萌生现象,但并未形成明显的腐蚀蚀坑。600℃热处理后,母材的耐腐蚀性能较差,产生蚀坑,形成FeCO_3腐蚀产物。     

热处理次数对16MnR钢焊接接头强度和微观组织的影响

对16MnR钢焊接接头进行多次热处理,研究热处理次数对接头强度和微观组织的影响。结果表明,热处理次数对接头抗拉强度影响不大。16MnR钢焊接接头焊缝金属在经过两次以上热处理之后,母材微观组织基本没变,依然是铁素体+带状珠光体。焊缝金属、热影响区中的微观组织基本没有变化,但热影响区组织晶粒略有长大趋势。