大厚板埋弧焊的工艺研究

目前公司承揽的某水电座环项目需要对外径7．1m、内径5．6m、厚度250mm的环板进行拼焊,制造精度要求高,焊接质量要求严格。座环母材为Q345C低合金高强钢,焊接性能良好。由于埋弧焊具有大电流高熔深、焊接效率高的优点,结合车间实际情况采用埋弧焊方法进行焊接。通过制定合理的焊接工艺,使焊接变形在可控范围之内,保证了焊接质量,达到了使用要求。     

厚板窄间隙多道埋弧焊温度和残余应力分布

通过有限元数值模拟的方法,分析厚板窄间隙埋弧焊的温度分布,同时给出了厚板上、下表面和厚度方向上的残余应力分布曲线.通过热电偶构成的温度测量系统测得试板特定点上的温度分布,且在焊接完成冷却一段时间后利用盲孔法测量了试板上、下表面特定点上残余应力大小.有限元计算结果和试验测量结果吻合较好,证明了该有限元模型的合理性,为评价焊接接头性能提供了参考.特别是,在厚度方向上不便测量的残余应力分布曲线可以通过有限元数值模拟的方法获得,为实际考查厚板内部残余应力分布提供依据.对于两者结果有较大偏差的地方,分析该偏差出现的原因.     

厚板窄间隙埋弧焊焊缝阶梯形断口形成机理研究

为提高2.25Cr-1Mo-0.25V耐热钢埋弧焊接头的韧性,采用冲击试验和三点弯曲试验找到接头韧性的薄弱环节,并通过进一步的微观分析,试图揭示接头韧性的弱化机理。冲击试验显示,焊缝的韧性低于母材和热影响区,因此利用三点弯曲试验,对裂纹在焊缝中的扩展过程进行更深入的研究。在三点弯曲试验时观察到焊缝中出现阶梯形断口。通过扫描电镜观察到断口表面呈现出韧窝和准解理共存的混合形貌。金相观察发现,阶梯形断口出现在焊缝的柱晶区,其方向与柱晶生长方向平行或垂直。利用苦味酸腐蚀试样,观察到阶梯形断口与结晶方向平行的部分是沿原奥氏体晶界开裂,电子背散射衍射(Electron backscattered diffraction, EBSD)试验结果也证明了这一点,而垂直于结晶方向的部分是沿层状线开裂。因此,原奥氏体晶界和层状线是焊缝中需要特别关注的部位。通过调整焊丝成分和工艺参数,减少了焊缝中的层状线,焊缝韧性明显提高。     

大厚度高强钢焊接接头CTOD允许值的研究

CTOD作为焊接构件韧性的评定标准之一,已经应用于各个领域,但是,国内CTOD准则的理论基础相对比较薄弱,对于大厚度高强度钢板焊接接头CTOD允许值的讨论已成热点,基于英国标准BS 7910-1999《金属结构中缺陷验收评定方法导则》的评定技术路线,将60 mm厚EQ70高强钢CTOD试样的单边疲劳预裂纹作为缺陷,结合焊接接头的CTOD试验结果,对其焊接接头热影响区进行失效评定。同时采用扫描电镜对EQ70焊接接头粗晶区微观组织进行分析。结果表明,焊接接头热影响区的CTOD试验值都在可接受缺陷范围内,且其热影响区存在有利于韧性的良性组织,为高强钢CTOD的允许值取值提供了思路。     

核级奥氏体不锈钢窄间隙埋弧焊试验研究

本文针对核级厚板奥氏体不锈钢热屏和导叶环焊缝的焊接,为保证焊接质量,控制焊接变形量及提高生产效率等,开展了厚板窄间隙埋弧焊的试验研究。通过设计合理的焊接坡口型式、设计特制焊接工装、选用合适的焊材、试验方案的确定、焊接工艺评定试验,优化焊接规范参数等,使实际产品的焊接一次性合格率达百分百,相关性能满足设计技术规格书的要求。     

高强钢厚板激光-GMAW复合双面同步横焊特性研究

针对30 mm厚船用高强钢10Ni5Cr Mo V对接接头横焊应用需求,开展激光-熔化极气体保护电弧(Gas metal arc welding,GMAW)复合双面同步横焊特性研究。研究结果表明,针对横焊位姿因重力、非对称坡口对熔滴、电弧的影响,利用激光对电弧的吸引和收缩作用,通过减小光-丝间距,有效地抑制了电弧侧壁燃弧,熔滴在电磁力和等离子流力的作用下,稳定过渡到熔池中,实现了熔滴过渡稳定性控制,解决了激光-GMAW复合横焊位姿电弧偏离和熔滴下落等过程控制难题与侧壁未熔合问题;厚板激光-GMAW复合双面同步横焊包括打底层和填充层焊接,其中打底层焊接是保证接头焊接质量的关键;采用激光-GMAW复合双面同步横焊新方法,4道焊接完成了30 mm厚船用高强钢10Ni5Cr Mo V横焊位姿的高强、高效连接。焊缝表面成形良好,无裂纹、未焊透和侧壁未熔合等缺陷。接头的抗拉强度高于母材,且其–50℃冲击吸收能量为57.3 J。     

Q345船舶钢激光填丝焊工艺试验研究

针对9 mm厚Q345船舶钢进行激光填丝焊工艺研究。通过调节激光填丝焊的工艺参数,包括送丝速度、激光功率、光丝距等,获得了良好质量的焊缝,为船舶钢激光焊提供技术参考。     

S420M低合金细晶粒高强钢焊缝中心冲击试验与研究

结合香港昂船洲大桥工程实例,阐述了影响焊缝中心冲击韧性的主要因素,在进行大量试验的基础上,分析论证了细晶粒高强钢在焊接冶金过程中因焊缝形状、熔合比的变化和保护气体、焊道分布的不同,使焊缝中心的冲击值有所变化;提出了选择合理的焊接参数和焊道分布,有效地控制焊缝形状及熔合比来提高焊缝中心的冲击功.