10CrMo910钢焊缝焊接热循环的实时检测

针对10CrMo910钢焊后焊缝及近缝区常出现硬化和冷裂纹等问题,结合生产实际,采用合适的焊接工艺,对10CrMo910钢进行了成功焊接.焊接过程中将热电偶直接埋在焊缝里,实现了焊缝焊接热循环曲线的实时检测.检测到的热循环峰值温度最高为1701℃,较以往焊接热影响区热循环的研究结果提高了401℃.焊后的焊缝金属以不同的方式冷却,获得了10CrMo910钢油冷、空冷和砂冷后焊缝金属的焊接热循环曲线.     

焊接热循环峰值温度对10CrMo910钢硬度的影响

利用自行设计的焊接热循环测试系统,通过分别实时测试两块试板的三个不同位置点在不同焊接参数下的温度信号,研究焊接热循环峰值温度对10CrMo910耐热钢的硬度变化的影响规律.结果表明,焊接热循环峰值温度对10CrMo910耐热钢硬度值影响较大,当峰值温度小于1 150℃时,随着峰值温度的增高,硬度值增大;当峰值温度大于1 150 ℃时,随着峰值温度的增高,硬度值反而有所减小.     

焊缝区焊接热循环测试程序系统的设计

自行设计了焊缝区焊接热循环测试的程序系统.该程序系统由焊接数据库模块、焊接热循环基础数据采集模块、焊接热循环参数计算模块三大模块组成,集信号自动采集、存储及运算处理等功能于一体,并可以以适当的形式显示或记录测试结果.试验过程中保持同一加热速度不变,实测得到的10CrMo910钢焊缝区焊接热循环的峰值温度和由测试程序得到的峰值温度相差不大,且均较已报道的10CrMo910钢焊接热影响区热循环的峰值温度有较大提高.同时,由测试程序可以更加快捷地获得试验结果.自行设计的程序可以满足实验室进行材料焊接性评定研究的需要.     

厚板多层多道焊温度场的有限元分析

考虑坡口形式对焊接热输入分布的影响及焊缝横断面形状特征,建立了超细晶Q460高强钢厚板多层多道GMAW焊有限元分析模型.利用ANSYS软件对超细晶钢多层多道焊焊缝及热影响区形状尺寸进行了模拟计算,计算结果与试验结果吻合较好.对超细晶钢多层多道焊温度场及热循环曲线进行了计算和定量分析.结果表明,后续焊缝对整个厚度方向上热影区热循环的峰值温度、高温停留时间及冷却时间有重要影响,应严格控制后续焊缝热输入或层间温度.     

高炉底板用钢Q345中厚板焊接温度场模拟

以Q345中厚板对接焊为研究对象,利用Ansys分析软件对焊接过程三维瞬态温度场进行了模拟.通过对不同时刻的温度场分布和不同点所经历的热循环曲线进行分析,得出距离焊缝等距离的各点经历了相同的焊接热循环;由于多层多道焊具有焊接热叠加效果,在焊接第三道次后应降低焊接热输入,同时模拟结果为焊接参数的选择提供了理论依据.     

10CrMo910与Incoloy 800H异种钢焊接工艺

在石油化工建设中经常遇到异种钢焊接问题,对于化学成分和物理性能各不相同的耐热钢10CrMo910与镍基合金Incoloy 800H异种钢的焊接,存在焊缝化学成分的控制、过渡层的形成以及接头的应力状态问题,为解决上述问题,根据焊接性分析和焊接工艺试验.制定了合理的焊接工艺,按此工艺施焊,得到了满意的焊接接头.     

厚板FAB法单丝埋弧焊温度场的有限元分析

从宏观传热学出发,综合考虑坡口形式对焊接热输入影响及焊缝横断面形状特征,建立了厚板FAB法单丝埋弧焊温度场三维数值分析模型. 利用ANSYS软件对不同厚度D32钢FAB法单丝埋弧焊焊接温度场及热循环曲线进行模拟计算,对其热场特征进行了分析. 结果表明,不同焊接条件下横断面形状尺寸及热循环曲线计算结果与试验结果吻合较好,从而证明了模型的准确性和适用性;在获得良好焊缝成形条件下,随着板厚的增加,焊件上、下表面的热影响区宽度有所减小,而热循环冷却时间t_8/5变化规律不明显.     

K418与42CrMo异种金属激光焊接接头组织与力学性能

试验研究了额定功率为3 kW的连续波Nd:YAG激光焊接热输入对激光焊接K418与42CrMo异种金属焊缝形貌的影响.通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、硬度仪、万能试验机及X衍射对激光焊接K418与42CrMo异种金属焊缝接头组织、元素分布、相组成及接头的力学性能进行分析.结果表明,在焊接热输入恒定的条件下,高功率、高焊速的匙孔焊接比低功率、低焊速的热传导焊接更能增加焊缝熔深.通过扫描电镜在焊缝区域观察到了颗粒状物和针状物,能谱分析表明,颗粒状物Nb,Ti,Mo元素聚集,Fe,Ni元素减少;针状物Ti,Nb元素聚集.K418与42CrMo异种金属激光焊接工艺参数优化后的焊缝抗拉强度高于42CrMo母材.     

9%Cr-1%Mo耐热钢焊缝金属显微组织特征解析

提出了“焊道热影响区”的概念。通过对多层多道焊缝中焊道热影响区特征区域的划分,不同区域中各特征点所经历的焊接热循环曲线的绘制,解析了9％Cr-1％Mo耐热钢焊缝金属显微组织特征。焊缝金属中各点距其后续焊道熔池的距离,决定了其所经历的焊接热循环的峰值温度、焊接热循环次数;不同的峰值温度决定了各点所处的相变区域不同、所发生的组织转变不同;不同的焊接热循环次数也决定了发生的组织转变不同;各点所经历的焊接热循环可分为不同类型,根据焊接热循环的类型可全面完整解析焊缝金属组织。文中方法为针对9％Cr-1％Mo耐热钢提出的,但它同样适用于其它Cr-Mo高合金钢焊缝金属的组织分析,     

汽车变速箱齿轮CO2激光焊接热过程的有限元分析及试验验证

以20CrMnSi低合金钢汽车变速箱双联齿轮的CO2激光焊焊接过程为研究对象,利用SYSWELD有限元分析软件,模拟不同热输入下焊缝及邻缝区域的温度场分布,得出最优工艺参数.分析了最优工艺参数下的热循环曲线并进行了焊接试验,得到了和模拟结果相近的焊缝横截面轮廓,并分析了热影响区的金相组织,验证了所建模型的可靠性.     

Effect of thermal cycle on microstructure and mechanical properties of CLAM steel weld CGHAZ

Abstract

Based on the previous work of SHCCT diagram developing of China low activation martensitic (CLAM) steel, the effect of thermal cycle on the microstructure and mechanical properties of CLAM steel weld is investigated using physical thermal simulation (Gleeble 3500) to control heat input accurately. Three conditions including single layer, double layer welding and post-weld heat treatment (PWHT) are involved. The results show that higher cooling rate leads to better grain refinement but higher hardness in the coarse grained heat affected zone. Precipitation of delta ferrite is relatively severe when the cooling rate is low. Thermal cycle during double layer welding has an obvious weakening effect on mechanical properties, which mainly results from the larger quantity of delta ferrite precipitates. The microstructure and mechanical properties of CLAM steel joints can be improved by PWHT. Hardness of heat-affected zone tends to keep uniform with the increase of tempering temperature.     

焊接热输入对HQ130钢焊接热影响区组织硬度的影响

ＭＩＧ／ＭＡＧ焊接热输入包括焊接电弧热流和熔滴带入熔池的热焓量两部分,本文以作者提出的焊接热输入分布模型为基础,建立了熔流场和温度场的数值分析模型,采用数值模拟技术研究了焊接热输入对ＨＱ１３０钢焊接热影响区（ＨＡＺ）组织和硬度的影响规律,给出了不同焊接热输入时ＨＡＺ不同部位奥氏体晶粒尺寸及组织和硬度的计算结果,实验表明,ＨＱ１３０钢焊接热循环及ＨＡＺ组织,硬度的计算值和值吻合良好。     

高速列车转向架SMA490BW耐候钢焊接热影响区模拟试验

实验分析高速列车转向架构架用钢焊接接头热影响区的组织性能.采用Gleeble-3500热模拟试验机对SMA490BW耐候结构钢进行焊接时温度循环的模拟,研究了三种焊接线能量状态下两个不同特征热影响区的组织和性能,为焊接工艺的优化提供理论依据.SMA490BW耐候钢的过热温度区间热影响区组织多为贝氏体,并且组织性能根据采...     

Q690D低合金高强钢模拟焊接热影响区的组织和性能

使用Gleeble-3500热模拟机对Q690D低合金高强钢进行了焊接热模拟,得到了一次和二次焊接热循环时不同峰值温度和冷却时间下的热影响区组织,并进行了显微组织观察、硬度测试、冲击性能测试及断口形貌分析。结果表明,一次焊接热循环时,随着焊接热循环峰值温度的增加,试样显微组织逐渐粗化,并由粒状贝氏体组织向上贝氏体和板条马氏体组织转变,硬度增加,冲击性能恶化。热循环峰值温度为900℃时,冲击吸收能量最大为78.95 J;峰值温度为1350℃时,冲击吸收能量最小值仅为17 J。冲击断口由延性断裂向解理断裂转变。在同一峰值温度下,随着冷却时间t;的增加,试样硬度降低,而冲击吸收能量也随之降低。二次焊接热循环时,试样显微组织晶粒粗大,主要为板条马氏体,且硬度更高,冲击性能继续恶化,冲击吸收能量最低值仅为24.99 J,冲击断口主要为解理断离和准解理断裂,说明二次焊接热循环导致试样性能变差。     

26CrMo4钢的热处理工艺

通过Gleeble-1500热模拟试验机测量了26CrMo4钢的相变温度,然后对其进行910 ℃水淬和400~740 ℃回火处理,并用光学显微镜、拉伸试验、硬度试验和冲击试验研究了热轧态和淬火、回火后的显微组织和力学性能。结果表明:26CrMo4钢具有优良的淬透性,910 ℃水淬可得到原奥氏体晶粒细小均匀的马氏体组织。26CrMo4钢的强度和硬度随着回火温度的提高而降低,回火温度在400~600 ℃、600~640 ℃和640~730 ℃之间时,抗拉强度随回火温度升高而下降的速率分别为1.685、1.500和2.822 MPa/℃。26CrMo4钢的冲击性能随着回火温度的升高而提高,700 ℃回火时0 ℃冲击吸收能量达到227 J,但继续提高回火温度至730 ℃时0 ℃冲击吸收能量基本保持不变。26CrMo4钢640 ℃和700 ℃回火后均具有较好的低温冲击性能,-70 ℃冲击吸收能量仍分别可达81 J和110 J。     

焊接热输入对X100管线钢粗晶区组织及性能的影响

采用热模拟技术、显微分析方法和力学性能测试等手段,对X100管线钢在不同焊接热输入下粗晶区的组织及性能的变化规律进行了研究.结果表明,随着焊接热输入的增加,X100管线钢的强韧性降低.当热输入为10kJ/cm左右时,焊接粗晶热影响区的显微组织以贝氏体铁素体和粒状贝氏体为主,这种组织赋予材料以最佳的强韧性水平;当热输入为20kJ/cm左右时,焊接粗晶热影响区的显微组织以粒状贝氏体和准多边形铁素体为主,材料有较好的强韧配合;而当热输入大于30kJ/cm时,由于多边形铁素体增多,材料的强韧性降低.因此可将10～20kJ/cm作为X100管线钢的推荐热输入.     

低合金高强钢大热输入焊接热影响区组织性能

利用MMS-200热力模拟试验机研究了610 MPa级低合金高强度钢不同热输入焊接热影响区粗晶区(coarse grain high affected zone,CGHAZ)的组织和性能.结果表明,随着热输入的增加,试验钢CGHAZ组织逐渐粗大,低温冲击吸收功下降,但在80～100kJ/cm的大热输入冲击下,热影响区仍...     

焊接热循环对SA508-3钢临界粗晶区组织和性能的影响

针对核电设备用SA508-3钢临界粗晶区,采用热模拟技术研究了不预热下焊接热循环对临界粗晶区组织和性能的影响.结果表明,临界粗晶区在原奥氏体晶界上析出了项链状的隐晶马氏体组织,使其性能恶化,是焊接接头中最为薄弱的区域.临界粗晶区在经历峰值温度400~650℃的焊接热循环后,冲击韧性得到明显的改善,此时可以获得良好的强韧性匹配.在SA508-3钢多层多道焊接过程中,通过合理控制层道间焊接热循环条件,可有效改善临界粗晶区组织和性能.     

一种稀土高强钢焊接热影响区组织与性能

机械装备的整体性能和寿命随着高强钢的大量使用而大幅提高，但性能薄弱区仍然是焊接热影响区. 应用恰当的处理技术，能生成形态、尺寸和分布有益的稀土夹杂物，在焊接中抑制原奥氏体晶粒长大改善钢的焊接性能. 试验制备了一种0.18%C的稀土高强钢，采用Gleeble-3500热模拟机模拟4种热输入下的热循环过程，采用光学显微镜观察了试验钢的焊接热影响区显微组织转变，用冲击试验机测试了焊接热影响区的冲击吸收能量，测量了不同冷却速度下的原始奥氏体晶粒尺寸的变化. 结果表明，焊接热输入值为25 kJ/cm时，HAZ组织主要为马氏体，晶粒尺寸细小，这时的冲击韧性和硬度值最高. 当焊接热输入值大于50 kJ/cm以上时，钢中生成了上贝氏体和粒状贝氏体，晶粒也逐渐长大，出现了韧性下降和软化. 试验钢的C含量为0.18%，在热循环中焊缝中出现了粗大的马氏体组织，形成淬硬组织，未生成针状铁素体组织.