X80管线钢焊接用高韧性自保护药芯焊丝的开发

自保护药芯焊丝在20世纪50年代末最早出现于美国年前苏联,在随后40余年的时间里,自保护药芯焊丝以其特有的优越性得到了很大的发展,尤其在高层建筑、输油管道和海洋石油平台等领域得到了广泛应用。其主要特点是焊接时无需任何保护气体,使用方便、效率高（自保护药芯焊丝的熔敷效率比焊条高2～4倍）,尤其适合户外现场焊接。     

自保护药芯焊丝的研究进展评述

指出研究自保护药芯焊丝的重要性，并着重评述了国内外自保护药芯焊丝冶金理论及研究现状，在此基础上提出了今后自保护药芯焊丝的三个研究方向。     

X80管线钢STT＋药芯自保护焊接工艺研究

介绍了STT气保护半自动根焊、自保护药芯焊丝半自动焊填充盖面工艺的特点及其对X80管线钢焊接适应性的研究,在选定焊接方法、焊接材料和工艺参数的条件下,进行了X80管线钢试件焊接和接头的性能试验。结果表明,所选的焊接方法、焊接材料和工艺参数可用于这种材料管道的现场焊接。     

冷却速率对X80管线钢显微组织及力学性能的影响

将X80管线钢加热到奥氏体化温度以上(920℃)并保温7min后,在不同冷却介质(质量分数10%NaCl溶液、自来水、机油、空气,冷却速率依次降低)中冷却,研究了其显微组织和力学性能。结果表明:随着冷却速率的降低,试验钢的强度和硬度降低,塑性增大,冲击功先增大后减小;在较高速率下冷却(NaCl溶液和自来水)后,组织中生成了贝氏体铁素体和少量马氏体板条,马氏体板条内有大量位错结构和少量碳化物,试验钢具有高的强度和低的变形能力;在较低速率下冷却(空气)后,组织中形成了多边形铁素体、贝氏体铁素体和少量块状马氏体-奥氏体组织,试验钢的强度和冲击韧性较低;在适中冷却速率下冷却(机油)后,组织中形成了贝氏体和铁素体的双相组织,多位向分布的细小贝氏体和邻近贝氏体的高密度位错铁素体使得试验钢具有良好的综合力学性能和较高的抗大变形能力。     

自保护药芯焊丝的发展及在高强管线钢焊接中的应用

选择合适的焊接工艺与焊接材料对于一个项目的成功至关？重要，明智的选择通常基于对各种方案的关键特性及收益的清醒认知。本文回顾了自保护药芯焊丝焊接工艺在生产率与性能方面的主要特征，对该工艺47年发展史在设计与研发方面进行了回顾，并详述了该方法在工艺与焊材方面的发展。     

Domex700MC低合金高强钢药芯焊丝CO2气体保护焊焊接接头的组织与性能

用药芯焊丝CO2气体保护焊焊接Domex700MC低合金高强钢,用光学显微镜、硬度计和冲击试验机等对焊接接头的显微组织和力学性能进行了分析。结果表明：焊缝金属晶粒细小且分布均匀,有较多针状铁素体,但熔合区组织比较粗大,使熔合区附近塑性降低,为焊接接头的薄弱部位;焊缝金属显微硬度较高,为315HV,而在热影响区为225HV,出现软化现象;焊接接头力学性能优良,具有较高的抗拉强度（630．94MPa）和冲击功（135．34J）。     

X80管线钢环焊缝力学性能及缺陷成因分析

对5道在役X80天然气管道切割更换的环焊缝进行力学性能试验和缺陷解剖分析,结果发现,规定温度下夏比冲击吸收功不合格概率31. 4%,抗拉强度全部合格,未去余高情况下断于焊缝的概率55%,HV10硬度值全部合格,但环焊缝区域低于管体母材。解剖发现,5处缺陷有3处位于6点钟部位,该部位焊接层数道数严重不符合工艺要求,未严格执行焊接工艺是引起环焊缝缺陷的主要原因。缺陷尺寸解剖前后对比发现,缺陷高度检测误差均值达到40. 5%,现有在役环焊缝无损检测技术对真实缺陷自身高度的检测准确度有待提高。     

西气东输二线工程X80管线钢焊接工艺研究——RMD根焊＋自保护药芯焊丝半自动焊

通过对西气东输二线工程X80管线钢焊接性的分析,确定了其焊接工艺,并在实际施工过程中得到了推广和应用。     

自保护药芯焊丝熔滴过渡的控制

从药芯组成和焊接工艺两方面对自保护药芯焊丝熔滴过渡的影响进行了研究,对熔滴过渡的受力进行了分析,研究结果表明适当增加气体动力即增大药芯中C、O质量分数,添加表面活性剂可提高颗粒过渡、射滴过渡的比例.电流、电压主要影响作用在熔滴上的电弧力,电流增大短路非爆炸附渣过渡、短路爆炸过渡及爆炸过渡的比例增大.电压增大使短路爆炸过渡、颗粒过渡、射滴过渡的比例增加.电流电压同样也对过渡时间有影响.而过渡时间对熔滴保护效果以及飞溅大小有重要影响.     

自保护药芯焊丝熔滴过渡的控制

从药芯组成和焊接工艺两方面对自保护药芯焊丝熔滴过渡的影响进行了研究 ,对熔滴过渡的受力进行了分析 ,研究结果表明 :适当增加气体动力即增大药芯中C、O质量分数 ,添加表面活性剂可提高颗粒过渡、射滴过渡的比例。电流、电压主要影响作用在熔滴上的电弧力 ,电流增大短路非爆炸附渣过渡、短路爆炸过渡及爆炸过渡的比例增大。电压增大使短路爆炸过渡、颗粒过渡、射滴过渡的比例增加。电流电压同样也对过渡时间有影响。而过渡时间对熔滴保护效果以及飞溅大小有重要影响     

自保护硬面药芯焊丝药芯成分对焊接飞溅的影响

用正交试验法探讨了自保护硬面药芯焊丝药芯粉中金红石、氟化物、硅灰石、氧化锆和镁砂对焊接飞溅的影响,对含氮自保护硬面药芯焊丝药芯粉的最佳配比进行了优化.结果表明:随着药芯中氟化物、氧化锆含量的增加,焊接飞溅增大;随着药芯中金红石、硅灰石和镁砂含量增加,焊接飞溅减少;当金红石、氟化物、氧化锆、镁砂和硅灰石质量分数分别为8.0%,4.0%,4.0%,5.0%和2.0%时,含氮自保护硬面药芯焊丝焊接工艺性能最佳.     

新型高韧性全位置用自保护药芯焊丝的研制

自保护药芯焊丝在20世纪50年代末最早出现于美国和前苏联,在随后的40余年时间,自保护药芯焊丝以其特有的优越性得到了很大的发展,尤其在高层建筑、输油管道和海洋石油平台等领域得     

西气东输二线工程X80钢管半自动焊工艺研究

以西气东输二线工程用X80钢管为研究对象,通过焊接接头横向拉伸试验,焊缝和热影响区（HAZ）冲击韧性试验,焊缝和HAZ不同焊层显微组织分析,以及焊接接头不同焊层Hv10硬度试验等手段,研究了低氢型焊条根焊和自保护药芯焊丝半自动填充、盖面组合焊接工艺的环焊缝的焊接接头性能。试验结果表明,选择韧脆转变温度较低的自保护药芯焊丝、采用较小的焊接热输入量和多层多道的焊接措施等因素,对于保证X80钢管环焊接头的性能是至关重要的。采用低氢焊条根焊、自保护药芯焊丝半自动焊进行X80钢管焊接时,焊接接头的强度、-10℃低温冲击韧性和硬度等性能良好．该工萝应用于西气东输二线工程的焊接旆工是可行的．     

钛型渣系气保护药芯焊丝熔敷金属力学性能的控制

本文从熔敷金属的化学成分、显微组织形态，力学性能的联系及主要技术指标等方面。探讨了钛型渣系气保护药芯焊丝熔敷金属力学性能的控制机理。结果表明，该焊丝的化学成分受熔敷金属力学性能要求的制约，不仅要控制单个元素在一个较小的范围。而且应当顾及有关元素之间适当的比例关系。获得理想细晶粒针状铁素体组织的冶金学途径有：控制硅、锰比，加入钛、硼微量元素。加入稀土元素等。关键技术是找出添加物与显微组织之间的定量关系。用户对焊丝熔敷金属力学性能指标的要求较严，必须综合控制成分，组织，工艺等及其影响因素，以获得稳定的试件抗拉强度，屈强比和低温冲击吸收功等力学性能指标。     

QLT工艺热处理后X80管线钢的显微组织和力学性能

对X80管线钢进行920℃淬火+830℃临界淬火+不同温度回火(QLT工艺)的热处理,研究了热处理后试验钢的显微组织和力学性能。结果表明:试验钢经QLT工艺热处理后,形成了由铁素体、贝氏体与M/A岛等组成的混合组织;随着回火温度升高,铁素体的数量增多,尺寸增大,M/A岛的数量显著减少,试验钢的屈服强度与抗拉强度均下降,屈强比增大;回火温度的升高加快了M/A岛的分解,使试验钢在-20℃的冲击功也随之增大;将QLT工艺的回火温度控制在430~490℃时,可使试验钢得到良好的强韧性匹配。     

药芯组成对碱性自保护药芯焊丝脱渣性影响的研究

采用混料回归设计的方法对碱性自保护药芯焊丝配方进行了调整,获得了脱渣性优良的配方,并建立了药芯组成对脱渣率影响的数学模型。研究了自制和美国Lincoln公司的NR311几种自保护药芯焊丝药芯成分和熔渣微观结构及其脱渣性的关系。在不同的熔渣表面具有不同的微观结构,影响熔渣脱渣性的主要因素是决定着熔渣线胀系数和相变应力的白条状、白团状的方镁石,以及决定熔渣纵向拘束力的白球状、小块状方镁石。该研究对于指导碱性渣系配方设计具有重要意义。     

THG-80管道焊接用气保护实芯焊丝的研制

通过对THG-80管道焊接用气保护实芯焊丝合金体系的优化设计,使焊缝的力学性能和焊接工艺性能与X80管线钢达到了良好的匹配,其性能完全符合Q／SVGJX0110—2007《西气东输二线管道工程线路焊接技术规范》的规定。通过用户单位的试用和二线工程的应用,研制的THG-80管道焊接用气保护实芯焊丝完全满足设计要求。     

药芯焊丝CO2气体保护焊接2205不锈钢焊缝的组织与耐腐蚀性能

选取一组优化的焊接参数对2205双相不锈钢板进行药芯焊丝CO2气体保护焊,对比研究了焊缝和母材的显微组织和耐腐蚀性能。结果表明:焊缝与母材均由铁素体和奥氏体两相组织组成,且铁素体体积分数相近,分别为42.4%,49.5%;在FeCl3溶液中浸泡腐蚀时,随着FeCl3溶液浓度的增大和温度的升高,焊缝及母材的点腐蚀速率均增大,且焊缝的点腐蚀速率高于母材的,说明焊缝的耐点腐蚀性能更差;焊缝的自腐蚀电位、容抗弧半径、钝化膜电阻均低于母材的,说明焊缝的耐电化学腐蚀性能更差,但焊缝腐蚀时形核阻力较大,腐蚀坑不易扩展。     

X70抗大变形管线钢焊接接头的组织与力学性能

采用三种不同的焊接工艺对X70抗大变形管线钢进行焊接试验,通过组织观察、拉伸及冲击试验分析了焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:采用GMAW焊接的试样,其焊缝金属主要由针状铁素体和少量准多边形铁素体组成,热影响区组织为粗大的粒状贝氏体和少量准多边形铁素体,具有较高的强度和韧性,但塑性变形能力较差;采用GMAW+FCAW焊接的试样,其焊缝主要由针状铁素体和少量准多边形铁素体组成,热影响区为粗大的粒状贝氏体和板条贝氏体,具有很高的屈强比;采用SMAW+FCAW焊接的试样,其焊缝主要为粗大的多边形铁素体,热影响区为准多边形状铁素体和贝氏体,焊缝硬度低于热影响区和母材的,其焊接接头具有优良的强度和韧塑性,同时具有较高的抗变形能力。     

自保护药芯焊丝在石油化工行业的应用

自保护药芯焊丝是近年来焊接技术发展的新趋势,美国等发达国家已把自保护药芯焊丝大规模地应用到管道、高层建筑和海洋平台等领域。