稀土含量对熔敷金属扩散氢逸出特性及性能的影响

通过碱性焊条药皮向焊缝金属过渡稀土元素的方法，并结合酒精法测氢技术、低温冲击试验以及小铁研抗裂性试验，研究了稀土含量对熔敷金属扩散氢逸出特性及性能的影响。研究结果表明，适量的稀土能显著降低熔敷金属的扩散氢含量，提高焊缝的低温韧性，并改善扩散氢的逸出特性，即使熔敷金属开始阶段扩散氢的逸出速率增加，对后期阶段的逸出速率影响较小；稀土的最佳加入量为0．5％，继续增加时，焊缝的韧性及抗裂性开始恶化。     

碱性焊条药皮组份与扩散氢的相关性

扩散氢是导致高强钢焊接接头产生冷裂纹的主要原因之一,为降低焊条熔敷金属中扩散氢含量,选择和调整药皮组分以降低扩散氢含量,本文通过排液测氢法测定扩散氢,并建立起碱性焊条药皮组分与扩散氢含量之间的数学模型,通过计算机绘制的扩散氢等值线图分析了药皮组分及其相互作用对扩散氢含量影响的规律;提出了预报和控制扩散氢的方法,这对焊条设计具有指导意义。     

钛对药芯焊丝熔敷金属扩散氢的影响

通过添加不同量的钛铁到药芯焊丝中,并在不同保护气焊接的条件下,研究其对熔敷金属扩散氢的逸出和含量的影响.结果表明,保护气体氧化性的增加可以降低熔敷金属扩散氢,而保护气还原性的增加,则熔敷金属扩散氢含量也会相应增加;在药芯焊丝中加入一定量的钛铁,一方面TiO,Ti(C,N)颗粒会在熔敷金属中形成的不可逆氢陷阱,对氢产生捕获作用,可以降低熔敷金属扩散氢;同时,加入的钛铁会提高电弧气氛的还原性,这样会增加熔敷金属的扩散氢,所以适量的添加钛铁,使钛铁对焊接气氛的氧化性的影响和形成不可逆氢陷阱的作用之间合理的结合,能达到理想的降氢效果.

Abstract：

The effects of Ti content on diffusible hydrogen escape characteristic of deposited metal of flux cored wire were investigated by adding different quantities of Ti-Fe and in different protecting gas conditions. The results show that the oxidative susceptibility of protecting gas can decrease the diffusible hydrogen of deposited metal, and the grains of Ti and Ti(C,N) which exhibit irreversible hydrogen traps can also decrease the diffusible hydrogen of deposited metal. The rational adding Ti-Fe, which harmonized the oxidative susceptibility of welding atmosphere and formed the irreversible hydrogen traps, could obviously decrease the diffusible hydrogen of deposited metal.     

高强焊条药皮碱度对韧性与扩散氢的影响

通过使用钛硼微合金化以获得韧性组织焊缝、提高焊条药皮碱度以净化焊缝等手段,可使屈服强度级别为785MPa的手工焊条熔敷金属-50℃冲击吸收功AKV平均值超过80J.但焊条药皮碱度过高时,AKV(-50℃)值没有明显增加,而且对降低熔敷金属扩散氢不利.采用对焊条药皮原材料进行分类高温去水处理,对成品焊条多次烘干吸湿烘干处理后,反复测定.结果表明,当焊条药皮碱度在2.2～2.4之间时,熔敷金属可同时具有高屈服强度、高低温冲击吸收功及超低扩散氢.     

熔敷金属扩散氢逸出的数学模型

针对酒精法测氢中扩散氢从试样表面逸出的试验现象,根据菲克第一、第二定律,引入了表面氢传输系数h,在此基础上,建立了氢非稳态扩散时,利用试样的初始含氢量、扩散系数、表面氢传输系数及试样半径计算扩散氢逸出量-逸出时间关系曲线的数学模型。对实测的扩散氢逸出曲线的拟合结果表明,焊缝金属的表面状况对其中所含扩散氢的逸出行为有较大影响,是研究焊接接头氢扩散行为时必须考虑的因素。利用该数学模型成功解释了酒精法测氢中的一些试验现象,表明该模型具有良好的实用价值。     

熔渣的溶氢能力与熔敷金属的扩散氢

分别改变碱性焊条熔渣中CaO和Mgo与气保护药芯焊丝熔渣中Al2O3和MgO组元的相对含量,研究其对熔敷金属扩散氢的影响.结果表明,碱性焊条熔渣中,用同等质量MgO取代CaO导致熔敷金属扩散氢大幅度提高;药芯焊丝焊接熔渣中,脱氧产物若不是以Al2O3为主而是以MgO为主,熔敷金属扩散氢则大幅度提高.分析认为,熔渣成分的变化导致其溶氢能力的变化是这一结果的主要因素,即Ca2 离子导致熔渣含氧量的提高及氢在Al2O3中具有较高的溶解度等提高了熔渣的溶氢能力.     

E5515-G型焊条烘焙温度对扩散氢含量及相关性能的影响

通过改变烘焙温度,研究了E5515-G型焊条烘焙温度对扩散氢含量及相关性能的影响.结果表明,在350～450℃范围内提高该焊条的烘焙温度,将显著降低其熔敷金属的扩散氢含量,同时对熔敷金属力学性能、焊接接头力学性能以及微观组织都没有明显影响.因此,提高E5515-G型焊条烘焙温度,将有效提高焊接接头的抗氢致冷裂纹能力.     

环保型碱性焊条药皮组分与熔敷金属成分相关性

分析了多种国内外碱性焊条药皮渣系,设计了CaO-CaF2-BaO-TiO2-SiO2渣系.用均匀设计的思想方法和计算机软件来安排试验.选定9～11种药皮组分作为自变量,并把每个自变量分成5个水平,共做了29个焊条小样.把焊缝熔敷金属5个化学元素作为目标函数,利用数理统计软件分析指标数据.结果给出了多种药皮组分对5个化学...     

微量元素对焊缝扩散氢含量的影响

本文首次采用熔池添加合金过渡法（简称熔池法）系统地研究了微量元素钇（Ｙ）和碲（Ｔｅ）对焊缝扩散氢含量的影响，研究表明：与通常的药皮过渡法比较，熔池法降氢效果显著，可减少烧损昂贵的微量元素。改善焊接工艺性能，因此，对于微量元素在焊接材料中的应用与提高焊接工程质量都具有重要的意义，本文还探讨了微量元素钇和碲的降氢机理。     

钛对熔敷金属扩散氢逸出特性及组织的影响

利用酒精法测氢技术、三点弯曲法试验，并结合显微分析和断口分析方法探讨了铣含量对熔敷金属扩散氢逸出特性、焊缝组织以及断口形貌的影响。研究结果表明，随着钛含量的增加，熔敷金属扩散氢含量以及扩散氢逸出速率随之下降，焊缝组织中针状铁素体量明显增多，断口纤维率随之增加。     

载气热提取法测定熔敷金属中扩散氢收集条件的探究

探究了GB/T 3965—2012《熔敷金属中扩散氢测定方法》中载气热提取法收集条件对测定扩散氢含量的影响,并与水银法进行了对比。研究结果表明,样本炉温设定为400℃,A型试块的内部温度大约在51 min时稳定在358℃左右,B型试块内部温度大约在27 min时稳定在391℃左右;载气热提取法电信号曲线收集结束点的电信号及斜率均接近0时获得的结果与水银法具有较好的一致性。     

载气热提取法测定熔敷金属中扩散氢收集条件的探究

探究了GB/T 3965—2012《熔敷金属中扩散氢测定方法》中载气热提取法收集条件对测定扩散氢含量的影响,并与水银法进行了对比。研究结果表明,样本炉温设定为400℃,A型试块的内部温度大约在51 min时稳定在358℃左右,B型试块内部温度大约在27 min时稳定在391℃左右;载气热提取法电信号曲线收集结束点的电信号及斜率均接近0时获得的结果与水银法具有较好的一致性。     

焊条原始状态对焊缝金属中扩散氢含量的影响

选用E5015、E8515和E9018三种焊条,分别在常温、200℃×1 h,400℃×1 h三种烘焙温度下分析研究焊缝金属中扩散氢含量。结果表明:随着焊条烘焙温度的升高以及熔敷金属抗拉强度的增大,焊缝金属中扩散氢的含量逐渐减少;常温状态下的焊条其焊缝中马氏体和上贝氏体比烘焙条件下的多;E5015焊条和E8515焊条,其焊缝中板条状铁素体多于E9018焊条,而粒状贝氏体少于E9018焊条。     

Effect of preheat and post-heating on diffusible hydrogen content of welds

Abstract

A systematic study was conducted to examine the effectiveness of pre- and post-heating to bring down the diffusible hydrogen (H_D) content in the welds to levels that are unlikely to cause cracking. Specimens for H_D measurement were prepared as per ISO standard 3690, and the measurement was carried out using standard mercury method and the newly developed hot extraction technique, which uses a hydrogen sensor. Results show that pre- and post-heating of the weld at lower temperatures are more effective than preheating alone at higher temperatures to bring down the H_D content in the welds. Results also indicate that if the H_D content of welding consumable is known, it is possible to choose the preheat and post-heat temperatures that will bring down the H_D content remaining in the weld to sufficiently low levels so that danger of delayed cracking is minimum. Such information can help to optimise the pre- and post-heating requirements during weld fabrication, resulting in substantial energy savings.     

铬含量对耐候钢熔敷金属韧性的影响

通过拉伸、冲击试验,利用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜和电子背散射衍射技术分析了铬含量对耐候钢熔敷金属组织和韧性的影响.结果表明,两种熔敷金属的组织均为粒状贝氏体、针状铁素体和少量板条贝氏体.两种熔敷金属冲击韧性良好.与含1.0% Cr(质量分数)熔敷金属相比,含1.41% Cr熔敷金属中粒状贝氏体含量升高,针状铁素体含量降低,屈服强度增加6%,抗拉强度增加9%,冲击吸收功降低56%.此外,含1.41%Cr熔敷金属中M-A组元含量升高、大角度晶界比例下降、平均有效晶粒尺寸增加,显微裂纹的形核几率增加,裂纹扩展阻力降低,导致其韧性降低.