SUS304/Q235B双金属冶金复合螺旋管激光-CMT复合焊+埋弧焊接头组织及性能

采用激光-CMT复合焊+埋弧焊的焊接工艺对SUS304/Q235B双金属冶金复合螺旋管进行了生产试制,利用OM,EDS研究了复合管焊缝微观组织特征及合金元素分布,同时检验了焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能。结果表明,焊缝合金成分合理,合金元素稀释率低。内焊焊缝(CMT区域)微观组织为奥氏体+铁素体+碳化物析出相,内焊焊缝(LBW区域)微观组织为奥氏体+铁素体+马氏体,Q235B基层焊缝微观组织为铁素体+珠光体;焊接接头抗拉强度平均值为451 MPa,-10 ℃下焊缝及热影响区的冲击吸收能量平均值分别为167 J和236 J,焊接接头面弯、背弯180°拉伸面无裂纹(弯轴直径45 mm),焊缝硬度最高值为285 HV10;晶间腐蚀试验后,管体与焊缝弯曲180°拉伸面无裂纹(弯轴直径4 mm)。SUS304/Q235B双金属冶金复合螺旋管激光-CMT复合焊+埋弧焊接头的各项性能均符合相关标准的要求,能够满足饮用水输送工程的应用需求。 创新点： 区别于传统螺旋焊管的双面埋弧焊,采用了激光-CMT复合焊(内焊)+埋弧焊(外焊)的工艺对SUS304/Q235B双金属冶金复合螺旋管进行焊接,形成了“Y+V”形的焊接接头形貌,减小了内、外焊缝的重合量,有效地控制了不锈钢复层一侧焊缝合金元素的稀释及碳钢基层一侧焊缝合金元素的过量裹入,避免了内、外焊缝高硬相的产生,提升了焊接接头的综合性能。     

1Cr18Ni9Ti+Q235复合钢板对接焊缝组织和抗腐蚀性能分析

针对内复合不锈钢焊管制造,采用4种焊接工艺对厚度为3mm+10mm的1Cr18Ni9Ti+Q235复合钢板对接焊缝进行了自动焊接,对焊接接头进行显微组织分析、拉伸、内外弯曲、冲击试验、电化学和晶间腐蚀试验.结果表明,采用TIG焊焊接复层,复层焊缝显微组织为奥氏体加少量铁素体,在1moL/L的盐酸溶液中进行电化学腐蚀试验,其抗电化学腐蚀性能与母材复层相近,无晶间腐蚀现象.基体采用TIG焊的焊接接头,基体焊缝组织为较高强韧性的板条状马氏体,满足力学性能要求.而基体采用SAW焊的焊接接头,基体焊缝力学性能和复层焊缝抗腐蚀性能均不能满足要求.     

城市输水用Q235B+304不锈钢复合管环焊焊接工艺

不锈钢复合管内侧为具有耐腐蚀性能的不锈钢,外侧为具有一定强度的碳钢,成为新一代环保型输水管。为了研究8 mm+2 mm厚城市输水用Q235B+304不锈钢复合钢管的环焊焊接工艺,试验选用合理的焊接材料及坡口形式等,获得了复合板与复合板、复合板与碳钢板的焊接接头。通过拉伸、冲击、弯曲试验评价两种焊接接头的力学性能;通过检测接头不锈钢焊道化学成分,评估复合管焊接接头内侧不锈钢焊道的耐晶间腐蚀性能。结果表明,所采用的焊接工艺获得的接头力学性能满足技术要求且富余量较大,复合管接头不锈钢焊缝获得了A+(5%~10%)δ组织,耐晶间腐蚀性能优异。     

20CrMnTi+40Cr异种合金激光焊焊接接头的组织与性能

研究了不同预热及缓冷条件下, 5 mm厚带衬底20CrMnTi+40Cr异种合金钢激光自熔焊对接接头的微观组织及性能。焊接工艺参数为:激光功率P=4 kW,焊接速度V_w=1.2 m/min,离焦量Δf=-5 mm,焊缝成形良好,焊缝无气孔、裂纹、未熔合等焊接缺陷。试验发现在不进行焊前预热而直接进行焊后缓冷的条件下,接头HAZ硬度过高,达到HV628。预热温度为160℃并进行焊后缓冷时仍无法有效降低接头硬度;在接头预热200℃并缓冷时, HAZ硬度降低到HV350～HV400,淬硬倾向已经得到改善。预热温度的提高延长了焊接接头的冷却时间,减少了过冷奥氏体向粒状贝氏体和针状马氏体的转变,使得接头组织大多为块状铁素体,从而降低了接头硬度,降低了接头的淬硬倾向。     

Q345R/316L复合板单面焊接工艺及其接头性能

对首钢公司生产的13+3 mm厚Q345R/316L复合板进行单面焊接工艺研究。采用先焊不锈钢,然后过渡层,最后填充焊接碳钢的工艺,通过拉伸、冲击和硬度等试验方法评价该复合板焊接接头的性能。结果表明,该焊接工艺获得的焊接接头力学性能满足标准要求,且复层焊缝具有良好的耐晶间腐蚀性能。分析单面焊焊接接头焊缝区的化学成分变化,发现采用该焊接工艺,接头碳钢第一层焊缝受不锈钢焊缝熔入影响,硬度急剧升高,碳钢焊缝的硬度及成分焊接到第四层才能避免不锈钢焊缝的熔入影响。     

L415/316L复合管免充氩焊接接头组织与性能

对L415/316L复合管进行了充氩和免充氩焊接,采用光学显微镜、电子探针对焊缝组织及主要合金元素分布进行了分析,并采用硬度计测定了接头硬度分布。结果表明,是否采用氩气保护对L415/316L复合管焊接接头组织、化学成分及硬度没有影响。不锈钢层组织为奥氏体和少量铁素体,过渡层为板条状马氏体和类固溶体奥氏体。过渡层焊缝硬度明显高于碳钢层和不锈钢层。背部采用保护剂焊接可以代替传统的充氩焊接,以提高焊接效率。     

410S钢板焊剂带约束电弧对接焊工艺试验

410S不锈钢对焊接热输入敏感,会出现接头脆化现象。本文采用焊剂带约束电弧焊接方法,对410S热轧板进行自动化焊接试验,实现单面焊双面成形,并通过试验得出焊接工艺参数;HAZ粗晶区晶粒长大明显,硬度低,但是这种焊接方法热输入小,约为0.5 k J/mm,热影响区宽度窄,约为1.0 mm,接头抗拉强度不低于母材;HAZ组织为铁素体+马氏体,焊缝组织为铁素体+奥氏体,晶粒度为6~7级,强度高。     

2205双相不锈钢焊接接头微区耐点蚀性能分析

采用光学显微镜观察了2205双相不锈钢焊接接头的组织形貌,采用自制的微电化学测试系统测量了母材、焊缝和HAZ的微区循环伏安曲线.结果表明,2205双相不锈钢焊接接头的组织为铁素体＋奥氏体,焊缝中铁素体含量约为48%,与母材相当,HAZ中铁素体平均含量高于50%;在3.5%的NaCl溶液中2205双相不锈钢焊接接头焊缝微...     

镍基合金低温碳钢复合管焊接接头性能研究

采用GTAW打底+SMAW填充的焊接方法对镍基合金低温碳钢复合管进行对接焊试验,焊后分别对焊接接头进行拉伸、弯曲、冲击、宏观、晶间腐蚀、化学成分分析和微观金相等试验。结果表明:焊接接头力学性能良好;焊缝显微组织为单一奥氏体组织,无有害的第三相存在;焊缝晶间平均腐蚀速率为0.525 7 mm/年,表明焊接接头具有良好的耐腐蚀性能。     

2205/X65复合管焊接工艺及焊接接头组织性能研究

针对2205双相不锈钢与X65管线钢在化学成分、物理性能和组织性能差异很大,造成复合管焊接接头力学性能与腐蚀性能降低的问题,进行2205/X65复合管自动焊研究,决定采用多层焊技术:覆层和过渡层采用TIG焊,基层采用MIG焊。观察2205/X65复合管焊接接头的金相组织后发现:过渡层焊缝组织主要是奥氏体+鱼刺状和蠕虫状铁素体;覆层焊缝组织是铁素体+针状、块状的奥氏体;母材、焊缝和HAZ中的铁素体含量控制在40%～55%。基层与覆层焊缝过渡区域有一个宽度约为20μm的过渡层。焊接接头具有良好的拉伸和冲击等力学性能,其晶间腐蚀性能也满足标准和工程实际要求。     

L245/S30403直缝复合管焊接工艺研究

分析了影响复合管焊接接头耐腐蚀性能的因素。以Φ508 mm×(8+2)mm×6 000 mm、L245/S30403直缝复合管为例,介绍了直缝复合管焊接方法、焊材选择、焊接坡口设计及参数设计,并分析其金相组织,检测其性能。分析认为:过渡层、熔合比、晶间腐蚀及δ铁素体含量对复合管焊接接头耐腐蚀性能影响较大;通过控制焊接热输入来降低熔合比是焊接直缝复合管的原则;因基层与复层的弹性模量不同,直缝复合管应谨慎使用扩径工艺,宜采用时效或机械的方式消除应力。     

钢结构复合板焊接接头的组织与性能研究

采用手工电弧焊+埋弧焊多层多道次复合焊对304不锈钢/Q235钢结构复合板进行焊接,研究了焊接接头中母材、焊缝和复层的显微组织、元素分布、硬度分布和断口形貌。结果表明,复合板焊接接头组织中未见气孔、夹杂等缺陷,复层焊缝中的铁素体在细小奥氏体晶粒间呈网状分布;复层中从焊缝至母材的Cr元素和Ni元素含量逐渐降低,焊缝区域中的Cr和Ni的含量都高于母材;经过多道次复合焊接后的焊接接头的强度满足不锈钢复合板抗拉强度大于或者等于396 MPa的要求,拉伸断口呈现出韧性断裂特征。     

集鱼灯结构改进设计及焊接接头性能分析

对集鱼灯焊接结构进行了改进设计。以结构改进后的集鱼灯焊接接头为研究对象,运用SYSWELD软件对焊接接头的焊接温度场进行了数值模拟,得到的焊接接头温度场与实际生产相符。使用优化的工艺参数对集鱼灯进行脉冲MAG焊接,研究结构改进后集鱼灯焊接接头的焊缝成形、微观组织、显微硬度和耐海水腐蚀性能等进行了研究。结果表明:使用优化的参数进行焊接得到的焊缝成形较好。焊缝组织为奥氏体和铁素体双相组织,焊缝与316L母材的主要合金元素含量相差不大,焊缝的硬度最高,其最大值为227 HV,而母材的硬度最低,其最小值为189 HV。将焊接接头在3.5%的NaCl水溶液中进行腐蚀,得到焊缝的腐蚀速率为0.1814 mm/a,母材的腐蚀速率为0.1767 mm/a。     

X100管线钢焊接接头组织及力学性能分析

采用埋弧焊对X100管线钢板施焊,分析焊接接头组织及力学性能。结果表明:X100管线钢埋弧焊焊接接头焊缝区组织为针状铁素体(AF)、先共析铁素体(PF)、粒状贝氏体和部分镐牙状侧板板条铁素体(FSP);HAZ组织为粒状贝氏体和铁素体;焊接接头平均抗拉强度为796.3 MPa,与母材组织达到了等强匹配;冲击功平均为133 J,剪切面积百分比平均为72%。焊缝冲击断口为脆性断裂,河流状花样明显。Mg O、Al2O3夹杂物呈树枝状析出,引起了多个二次裂纹,降低了韧性。     

大厚度钢板焊接接头显微组织及断裂韧性研究

使用宏观低倍体式显微镜和微观金相显微镜观察ZG370-580H+Q460ND大厚度钢板焊接接头,分析了焊接缺陷和显微组织组成及形成机制。通过对焊接接头母材(BM)、热影响区(HAZ)和焊缝(WZ)进行硬度值测量和裂纹尖端张开位移(CTOD)试验,研究了焊接接头的力学性能。结果表明：焊接接头成型情况良好,未发现明显的焊接缺陷;接头两侧热影响区的维氏硬度高于焊缝和母材,其中Q460ND侧热影响区最高。两侧HAZ的组织组成相同,过热区主要由板条状铁素体(LF)/针状铁素体(AF)和少量珠光体(P)组成,正火区主要由均匀分布的细小珠光体(P)和铁素体(F)组成;WZ存在等轴晶区和柱状晶区,这是由多层多道焊的焊接工艺决定的。焊接接头CTOD值最大为0.7621 mm,最小为0.3037 mm,接头不同位置CTOD平均值从大到小排序为：焊缝>ZG370-580H侧热影响区> Q460ND侧热影响区,试验的所有试样CTOD值均大于相关标准所规定的最小值。     

65Mn弹簧钢的激光焊接组织及性能

采用5kWCO2激光器对65Mn弹簧钢进行焊接处理.利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRI))、扫描电镜(SEM)、显微硬度仪、电子万能试验机及残余应力测定仪对激光焊接接头的显微组织、硬度、抗拉强度、拉伸断口和残余应力进行了研究.结果表明,65Mn弹簧钢经激光焊接后,焊缝中心区组织为等轴晶,近中心区为枝状晶和胞状晶的混合组织,边缘区为少量的胞状晶;在热影响区(HAZ)中,过热区主要是由粗大的针状马氏体组成,相变重合区主要是由较细小的针状马氏体组成,在部分相变区主要由铁索体+珠光体组成.焊接接头主要由α-Fe,Fe3C和FeSi等相组成.焊缝区和HAZ的硬度最高值分别为720HV和770 HV,从HAZ到基材硬度明显下降;焊接接头的抗拉强度平均值为475MPa,焊缝中心区的残余应力平均值为105MPa,热影响区的应力平均值为-60 MPa.     

12Cr2Mo1R耐热钢/304不锈钢异种钢焊接

采用AA-TIG焊打底埋弧焊填充盖面的方法,进行了12Cr2Mo1R耐热钢和304不锈钢两种大厚板的对接焊研究。通过对焊接接头微观组织及元素分布的观察及对接头硬度、拉伸性能、冲击韧性和弯曲性能的测试,分析了接头的组织和力学性能。结果表明,不锈钢热影响区为奥氏体基体和少量带状铁素体;耐热钢热影响区为贝氏体和马氏体;焊缝为奥氏体和铁素体。线扫描分析发现不锈钢侧熔合区Fe, Ni元素变化较大,而耐热钢侧Fe, Ni, Cr元素明显变化;显微硬度结果显示,焊缝硬度在220 HV左右,耐热钢热影响区出现明显的硬化现象;接头的抗拉强度最高达到678 MPa,-30 ℃条件下焊缝及不锈钢和耐热钢热影响区的冲击吸收能量为132 J, 124 J, 241 J。     

Q345B厚钢板对接接头显微组织分析及力学性能测试北大核心

为评价Q345B厚钢板焊接接头的力学性能,使用MAG焊和埋弧焊工艺对67 mm厚的试板进行焊接,并对焊接接头各区域进行金相组织分析及力学性能测试,包含拉伸、弯曲、常温冲击和低温冲击测试。结果表明,焊接工艺得到的焊接接头成形良好,缺陷较少,其中埋弧焊焊缝呈现粗大的柱状晶,为先共析铁素体和针状铁素体,MAG焊焊缝为先共析铁素体和针状珠光体,埋弧焊层间组织晶粒较均匀,为片状珠光体及铁素体;焊接接头屈服强度平均值为349 MPa,抗拉强度平均值为440 MPa,断后伸长率平均为29.3%;弯曲角90°时,不同位置的弯曲试样均未出现裂纹;除存在气孔的试样外,常温冲击吸收功大于100 J,低温冲击吸收能量大于65 J。总体来看,该工艺得到的焊接接头力学性能良好,能够满足技术要求。     

NM360高强度耐磨钢焊接接头组织和性能

采用C02焊接NM360高强度耐磨钢板,通过拉伸、冲击、硬度试验以及金相分析对NM360高强度耐磨钢焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究.试验结果表明:NM360高强度耐磨钢焊接接头强度高、塑性和韧性较好;焊接接头各区域硬度值变化较大,其中HAZ的硬度值最大;焊缝为针状铁素体组织,HAZ为晶粒粗大的马氏体组织.     

高碳钢片对铝硅镀层热成形钢激光焊接接头组织性能的影响

以45号碳钢薄片为夹层,利用CWX3000光纤激光器对1.5 mm厚的铝硅镀层热成形钢进行激光焊接试验,研究焊缝碳含量对焊接接头显微组织和力学性能的影响. 试验结果表明,碳钢薄片的加入使焊缝碳含量增加,奥氏体相区扩大,焊缝δ铁素体的体积分数由17.3%降低至4.5%,焊缝平均硬度由425 HV增加至557 HV,焊接接头的抗拉强度由980 MPa增加至1 280 MPa,杯突值由1.7 mm增加至3.2 mm,抗拉强度及成形性能均有所提升.