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.     

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。     

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。     

奥氏体不锈钢药芯焊丝熔敷金属腐蚀性能研究

研究了ＹＢ１３２型不锈钢芯焊丝熔敷金属的抗腐蚀性能以及化学成分的稳定性和元素分布的均匀性，并与同类手弧焊条和埋弧焊焊丝熔敷金属进行对比，结果表明，ＹＢ１３２药芯焊丝熔敷金属化学成分稳定性良好，微区成分的均匀性，抗晶间腐蚀和全面腐蚀能力均优于ＴＡ１３２焊条和ＨＯＣｒ２０Ｎｉ１０Ｎｂ埋弧焊实芯焊丝。     

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。     

药芯焊丝混合气体保护焊的熔敷特性研究

以Ar＋CO2作为保护气体，研究了药芯焊丝混合气体保护焊的混合气体配比、焊接电流、电弧电压和气体流量对熔敷速度、熔敷系数和熔敷效率的影响。试验结果表明，At＋CO2混合气体保护焊比CO2焊的熔敷效率高，Ar气比例达到60％以上，熔敷效率显著增加。焊接工艺参数选择合适时，可以获得较高的熔敷速度、熔敷系数和熔敷效率。     

药芯焊丝混合气体保护焊的熔敷特性研究

以Ar+CO2作为保护气体,研究了药芯焊丝混合气体保护焊的混合气体配比、焊接电流、电弧电压和气体流量对熔敷速度、熔敷系数和熔敷效率的影响。试验结果表明,Ar+CO2混合气体保护焊比CO2焊的熔敷效率高,Ar气比例达到60%以上,熔敷效率显著增加。焊接工艺参数选择合适时,可以获得较高的熔敷速度、熔敷系数和熔敷效率。     

钛对气保护药芯焊丝熔敷金属组织韧性的影响

通过在气保护药芯焊丝的药粉中直接添加不同量的钛铁,在富氩和CO_2保护气焊接条件下,将钛过渡到熔敷金属中,分析钛对熔敷金属组织韧性的影响.结果表明,运用si-Mn-Ti联合脱氧的药芯焊丝,熔敷金属中生成的夹杂物主要是MnO-TiO_x-Al_2O_3-SiO_2形成的复合氧化物.随着焊丝中钛含量的增加,所形成的夹杂物中Ti元素的含量增加,且夹杂物的尺寸更加集中在O.3～2.0μm范围,对熔敷金属中生成针状铁素体组织的促进作用增强,熔敷金属韧性得到改善;同时,进入熔敷金属组织中的固溶钛,提高了组织的强度和硬度,但过多的固溶钛则恶化组织的韧性.

Abstract：

The effects of Ti content on microstrueture characteristic of deposited metal with flux cored wire were investigated with different contents of Ti-Fe powder under the protection of CO_2 and Ar + 20%CO_2. The results show that the inclusions in deposited metal are mainly complex oxides composed of MnO-TiO_x-Al_2O_3-SiO_2 in SiMn-Ti deoxidized flux cored wire. With the increasing of Ti content in flux cored wire, the content of Ti in the inclusions increases, and most of inclusions are in the range of 0.3～2.0 lan in diameter,which promote the formation of acicular ferrite, thus those contribute to the increased toughness of deposited metal. Dissociative Ti can improve the intensity and the rigidity of microstructure, but it does worse to the microstructure toughness when too much dissociative Ti gets into the microstructure of deposited metal.     

气保护药芯焊丝熔敷金属组织的选择与控制

介绍了气保护药芯焊丝熔敷金属中组织及形态,分析了熔敷金属组织的影响因素及对焊缝韧性的影响,提出了焊丝熔敷金属组织控制机理。结果表明:该焊丝熔敷金属的组织为大量针状铁素体+少量晶界铁素体+极少量侧板条铁素体。焊缝组织的影响因素中,起决定作用的是熔敷金属化学成分和焊缝的冷却速度。夹杂物尺寸和Ti、B加入量的控制是形成针状铁素体的必要条件,而焊接热输入的控制则是充分条件,二者缺一不可。期待研发一种特殊添加剂,能有效获得所需针状铁素体,并使焊缝韧性对焊接热输入不再敏感。     

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。     

焊接热输入对E501T1型药芯焊丝熔敷金属性能的影响

为了考察焊接热输入对E501T1型药芯焊丝熔敷金属性能的影响,按照中国船级社标准要求进行试板焊接试验,分析了焊接热输入对熔敷金属化学成分、力学性能及组织形貌的影响规律,为了获得良好的熔敷金属性能,确定采用不摆动、每层2道工艺进行焊接。     

N对微Ti高强焊丝熔敷金属韧性的影响

采用电化学分析的方法对熔敷金属中的N化物相分析发现,熔敷金属中与Ti结合的N量很低,70%左右的N仍以固溶形式存在,约为100ppm左右。通过透射电镜及X射线衍射分析发现,熔敷金属中的针状铁素体晶界分布着一定量的残留奥氏体。分析认为,N一方面对残留奥氏体的形成起到了促进的作用;另一方面,又被这部分残留奥氏体固定,使相对铁素体为过饱和的N量对熔敷金属的冲击韧性不产生有害的影响。     

高强焊丝熔敷金属力学性能及组织分析

利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)及附带能谱仪(EDS)并通过常温拉伸和低温冲击等试验研究了不同保护气体下高强焊丝熔敷金属组织和强韧性变化.结果表明,针对此高强度气体保护焊焊丝,采用Ar+5%CO₂保护气体,熔敷金属强韧性最佳;焊缝金相组织为粒状贝氏体+板条贝氏体,细小板条束可有效提高焊缝韧性;M-A组元存在明显C元素富集的现象,大量块状M-A组元的出现造成M-A组元基体间位错塞积,引起应力集中,在裂纹形核阶段易萌生微裂纹,对韧性不利;采用Ar+2%O₂和Ar+20%CO₂保护气体,焊缝中较大尺寸夹杂物数量增多,是诱发准解理断裂引起冲击吸收功降低的主要原因.     

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.     

埋弧药芯焊丝Nb、V合金元素含量对堆焊熔敷金属耐腐蚀性能的影响

1Cr13马氏体不锈钢常用于制造冶金轧辊、汽轮机叶片、泵轴等零件,这些零件因腐蚀产生的表面微缺陷常导致零件断裂失效,向堆焊熔敷金属中过渡适量特定合金元素,可有效改善其耐腐蚀性能。文中在1Cr13药芯焊丝配方的基础上,通过添加不同含量的铌铁和钒铁(3.2 wt.%、6 wt.%、10 wt.%)制备了三种埋弧药芯焊丝进行堆焊试验,分析堆焊熔敷金属的显微组织,并研究Nb、V含量对堆焊熔敷金属耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着药芯焊丝中铌铁和钒铁含量的增加,堆焊熔敷金属中析出相的数量逐渐增多,这些析出相为含Nb、V的碳氮化物,能有效抑制富Cr析出相的形成,提高基体中的有效Cr含量;大量均匀分布的析出相有利于腐蚀从多位置发生,促进了堆焊熔敷金属的均匀腐蚀,改善了堆焊熔敷金属的耐腐蚀性能。但含Nb和V的析出相过度析出会使基体中大量C、N原子脱溶,导致堆焊熔敷金属硬度下降。     

镍、铬对高强钢金属粉型药芯焊丝熔敷金属组织与性能的影响

向金属粉型药芯焊丝配方中添加不同含量的Ni、Cr,研究其对高强钢熔敷金属组织与性能的影响。结果表明:Ni、Cr对熔敷金属的强度、塑性与低温冲击韧性影响程度不同。Cr含量不变时,随着熔敷金属中Ni含量从2.78%增加到3.38%,针状铁素体、马氏体增多,贝氏体、侧板条铁素体含量减少,熔敷金属的强度和韧性变化不大,但塑性下降;Ni在提高抗拉强度方面作用有限,添加Cr可以进一步提高强度,但过量的Cr会造成韧性下降。在w(Ni)2.90%、w(Cr)0.45%时,以条状贝氏体为主的熔敷金属强度高、塑韧性好,综合力学性能最佳。