超级马氏体不锈钢焊丝MAG焊熔敷金属冲击性能优化

白鹤滩百万千瓦水电机组全部采用国产HS13/5L焊丝进行焊接，成功实现了中国高端装备制造的重大突破. HS13/5L焊丝为水轮机转轮同材质焊接材料，属于13Cr型超级马氏体不锈钢，然而其MAG焊熔敷金属的韧性低于母材，针对此问题，将现有的MAG平焊焊接工艺调整为立向上焊焊接工艺，以提高熔敷金属的冲击韧性.对比分析了平焊、立向上焊熔敷金属的微观组织和冲击性能. 结果表明，立向上焊位置回火热处理态熔敷金属的室温冲击吸收能量达到120 J以上，比平焊位置提高了约40%. 两种焊接位置下的熔敷金属微观组织的相组成无明显差异，焊态组织为淬火马氏体 + 残余奥氏体 + δ-Fe，回火热处理态组织为回火板条马氏体 + 逆变奥氏体 + δ-Fe.立向上焊熔敷金属中的氧化夹杂物密度比平焊位置降低了约22%.平焊和立向上焊熔敷金属冲击断口整体呈现出韧性断裂的特征，立向上焊位置熔敷金属的韧性优于平焊位置.     

V含量及回火工艺对高强钢TIG焊熔敷金属组织性能的影响

采用四种不同V含量焊丝对高强钢板进行钨极氩弧焊试验,焊后对熔敷金属进行640 ℃保温2 h的回火处理. 研究了V含量和回火处理对熔敷金属微观组织及力学性能的影响. 结果表明,焊态及焊后回火态条件下,随着V含量的增加,熔敷金属强度升高,延伸率和冲击功降低,经回火处理后,不含V熔敷金属内晶界处析出M₂C碳化物,而含V熔敷金属内析出弥散分布的VC析出相,焊后回火过程中位错回复引起基体软化的作用高于M₂C及VC的析出强化作用,导致回火后强度降低,断后伸长率冲击吸收能量升高. 细小VC具有阻碍位错运动的作用,导致回火后含V熔敷金属仍保留较高的位错密度. 实际应用中应根据熔敷金属性能要求合理选择V含量及焊后回火工艺.     

大直径焊丝埋弧焊接工艺研究

根据工厂现有设备输出参数(电流、电压)的情况,通过引入埋弧焊用大直径焊丝(φ5.0?mm、φ6.0?mm)替代现有φ4.8?mm埋弧焊焊丝,以提高埋弧焊单位时间的熔敷效率,达到提高埋弧焊焊接效率的目的.由熔敷金属试验和焊接工艺评定试验验证,φ5.0?mm和φ6.0?mm焊丝熔敷金属及焊缝的力学性能和化学成分基本一致,均...     

药芯焊丝熔敷金属中扩散氢含量不同测定方法的对比研究

熔敷金属中的扩散氢含量,是产生延迟裂纹的主要原因之一.为防止产生裂纹,除焊前、焊后采取适当的热处理、合适的焊接工艺之外,选用高质量、低氢含量的焊接材料也是极为关键的元素.文中就测试E501T—1型药芯焊丝熔敷金属中的扩散氢含量使用不同标准、不同方法进行对比,客观地总结了它们之间的区别,以方便用户选择合适的标准和试验方法对焊接材料进行扩散氢检验.     

焊接工艺参数对核电用ER308L焊丝熔敷金属性能的影响

采用三代核电研制的HS308LH焊丝通过自动钨极氩弧焊方法选用不同的焊接工艺参数,对熔敷金属进行力学性能、铁素体数和晶间腐蚀性能测试。研究结果表明:在研究的焊接参数范围内,焊接热输入和道间温度对熔敷金属力学性能和铁索体数元明显影响,熔敷金属焊态及尺寸稳定化处理态均无晶间腐蚀倾向。     

BHG-5焊丝熔敷金属力学性能及其微观组织特征

BHG-5是目前国内市场普遍应用的屈服强度890 MPa级高强钢气体保护焊焊丝,在80%Ar+20%CO_2气体保护焊条件下,该焊丝熔敷金属具有良好的力学性能。对该焊丝熔敷金属的力学性能及其微观组织进行了试验分析,探讨了焊丝熔敷金属组织和力学性能的相关性及其强韧化机制。     

镍基合金药芯焊丝熔敷金属耐腐蚀性能的研究

采用镍铬带包裹镍、铬、钼粉末的方法,研制出镍基药芯焊丝.并用TIG焊的方法制备其熔敷金属.实验研究了Ni-Cr-Mo系合金耐腐蚀性能和抗氧化性能.通过ASTM G28试验的方法对熔敷金属的耐腐蚀性能进行评价,熔敷金属试样在50%的硫酸中煮沸24 h后,试样表面仍旧光滑,腐蚀失重接近实心焊丝;对熔敷金属的电化学腐蚀性能进行了测试,在0.5 mol/L H2SO4,溶液中镍基合金阳极极化曲线具有典型的活化-钝化转变特征,表现出较好电化学腐蚀性能;在800℃的高温下具有优良的抗高温氧化性能.     

X80管线钢气体保护焊用焊丝熔敷金属组织与性能研究

介绍了Mn-Ni-Mo-Ti-B和Mn-Ni-Mo系气体保护焊焊丝的成分设计原则.对所研制的焊丝进行了熔敷金属的气体保护焊试验,测定了熔敷金属的化学成分、冲击韧度、硬度、强度和显微组织.用扫描电镜分析了断口形貌和夹杂物组成.结果表明,通过焊丝向熔敷金属中加入微量的Ti和B,可以有效地抑制先共析铁素体的析出,使熔敷金属获得细小的针状铁素体组织.研制的X80管线钢用气体保护焊丝的熔敷金属不仅具有很高的强度(ReL≥550 MPa,Rm≥620 MPa),而且还具有优良的低温韧性(-20℃,Akv≥70 J).     

海洋工程用460 MPa级钢配套埋弧焊丝的研制

成功研制了海洋工程用460 MPa级钢的配套埋弧焊焊丝。进行了熔敷金属和对接等系列试验,并到船厂进行了工艺评定试验,各项指标满足设计要求,熔敷金属-40℃冲击吸收功达到150 J以上。研制的埋弧焊焊丝能够用于海洋工程460 MPa级结构钢的焊接。     

钢桥焊接中工艺参数与焊缝金属填充量的关系

根据熔化极焊丝填充焊的特性,对钢桥焊接中普遍应用的药芯焊丝CO2气体保护焊和埋弧自动焊进行了焊接试验.分析总结出有关工艺参数与焊缝金属填充量间关系的经验公式,并通过计算得到了其中熔敷效率的试验值.对于优化焊接工艺设计具有较大的参考价值.     

超声冲击处理管接头疲劳设计曲线

采用T形管接头形式进行了20钢及奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti焊态与超声冲击处理态的疲劳对比试验,对超声冲击处理管接头疲劳设计问题进行了研究.结果表明:(1)用热点应力表征,对于承载前进行超声冲击处理的管接头,其疲劳设计曲线的斜率m采用10较为合适,而对于承载后进行处理的管接头,m采用3.0较为合适;(2)当应力比R=0,20钢及奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti承载前超声冲击处理管接头的相应疲劳设计S-N曲线(热点应力表征)为lgN=30.78-101gS;(3)当R=0.5,20钢承载前和承载超声冲击处理管接头的疲劳设计S-N曲线(热点应力表征)分别为lgN=28.0-101gS和lgN=13.37-31gS.     

Q235B钢对接焊接头振动S-N曲线的分析

通过分析确定Q235B钢对接焊接头的振动疲劳S-N曲线与静疲劳S-N曲线是具有相同斜率的连续型曲线,并基于静疲劳S-N曲线推得振动疲劳S-N曲线的表达式.文中通过试验确定了Q235B钢对接焊接头的静疲劳S-N曲线和不同加载频率下对应的真实拉伸强度,确定了振动疲劳修正系数为0.345 2,经过残余应力和接头板厚修正后,利用振动疲劳S-N曲线预测了疲劳寿命为5×106周次时振动疲劳极限为114.84 MPa,与试验值相差仅为7.60%.结果表明,文中所用方法能够用于Q235B钢振动S-N曲线的推断.     

汽车用高强度弹簧钢54SiCrV6和54SiCr6 的超高周疲劳行为

研究了54SiCrV6和54SiCr6两种洁净高强弹簧钢的超高周疲劳行为,并利用FESEM和EPMA对疲劳断口进行了观察．实验结果表明,在高应力幅区,两种弹簧钢的疲劳破坏均起源于表面基体;而在低应力幅长寿命区,疲劳开裂均发生在试样内部．54SiCrV6钢的S-N曲线为典型的台阶式曲线,在10^9循环周次内,其疲劳极限消失;而54SiCr6钢存在疲劳极限．疲劳断口分析表明,54SiCrV6钢内部破坏是由钢中小夹杂物聚集引起的,而在54SiCr6钢中则起源于碳化物的偏聚．临界夹杂物尺寸的估算表明,当高强弹簧钢中的夹杂物尺寸大于临界夹杂物尺寸时,其疲劳极限消失．     

Effect of stress ratio on long life fatigue behavior of Ti-Al alloy under flexural loading

A new ultrasonic three-point bending fatigue test device was introduced to investigate fatigue life ranging up to 10^10 cycles and associated fr＇dcture behavior of Ti-Al alloy. Tests were performed at a frequency of 20 kHz with stress ratio R=0.5 and R=0.7 at ambient temperature in air. Three groups of specimens with different surface roughness were applied to investigate the effect of surface roughness on fatigue life. Furthermore, optical microscopy（OM） and scanning electron microscopy（SEM） were used for microstructure characteristic and fracture surface analysis. The S-N curves obtained show that fatigue failure occurs in the range of 10^5-10^10 cycles, and the asymptote of S-N curve inclines slightly in very high cycle regime, but is not horizontal for R=0.5. Fatigue limit appears after 10s cycles for R=0.7. Surface roughness （the maximum roughness is no more than 3 μm） has no influence on the fatigue properties in the high cycle regime. A detailed investigation on fatigue fracture surface shows that the Ti-Al alloy studied here is a binary alloy in the microstructure composed of α2-Ti3Al and γ-Ti-Al with fully lamellar microstructure. Fractography shows that fatigue failures are mostly initiated on the surface of specimens, also, in very high cycle regime, subsurface fatigue crack initiation can be found. Interlamellar fatigue crack initiation is predominant in the Ti-Al alloy with fully lamellar structure. Fatigue crack growth is mainly in transgranular mode.     

Q345桥梁钢焊接接头超高周疲劳性能

采用超声疲劳振动技术研究了桥梁钢Q345qC的母材和圆形对接焊接接头试件的高周与超高周疲劳性能.试验发现,在105～109循环周次内焊接接头的疲劳性能远低于母材,且无论是母材还是焊接接头其S-N曲线都是呈连续下降趋势.当母材服役超过107周次,焊接接头服役超过5×106周次以后,试件仍然发生疲劳断裂.结果表明,焊接接头...     

中低强度钢超声冲击处理焊接接头热点应力设计曲线

用ANSYS计算了对接接头、横向非承载十字接头和纵向非承载角接板的热点应力集中系数K_hs,根据Q235B和Q345B的超声冲击处理焊接接头的相关疲劳试验数据得出经过应力比、板厚和几何不平度修正后的超声冲击处理焊接接头的热点应力设计S-N曲线. 结果表明,经过超声冲击处理后,中低强钢(R_m≤355 MPa)对接接头、横向非承载十字接头和纵向非承载角接板的热点应力S-N曲线的分散性降低,与接头形式无关,可以用一条热点应力设计S-N曲线表达. 在采用热点应力法进行疲劳设计时,选取m=10.0,上述三种类型焊接接头在2×106次疲劳强度级别可统一采用FAT135来表示.     

焊接结构超高周疲劳主S-N曲线拟合及寿命预测方法

超声波疲劳试验是获得焊接接头超高周疲劳强度的实用方法.?目前还没有有效方法能够预测和评估任意焊接接头形式的超声超高周疲劳寿命.?文中提出了一种超声简谐共振条件下,评估焊接接头疲劳寿命的瞬态结构应力法,以及超声超高周疲劳主S-N曲线拟合方法.?基于已公开的300个焊接接头试验数据,拟合了铝合金焊接接头20?kHz超高周主...     

6005A铝合金激光-MIG复合焊接接头超高周疲劳性能试验研究

对18 mm 6005A铝合金厚板进行多层多道激光-MIG复合焊接,采用超声疲劳试验技术对板状焊接接头与母材的超高周疲劳性能进行试验研究。结果表明,焊接接头和母材在10~9循环周次后均会发生疲劳断裂。焊接接头的高周疲劳数据点分散性较大,母材和焊接接头的S-N曲线均呈连续下降趋势,在10~6~10~9周次范围内焊接接头的疲劳强度为母材的50%~80%。对比IIW标准疲劳曲线发现,焊接接头的疲劳性能在N=10~4循环周次下与IIW标准基本一致,在高周范围内表现优于IIW标准。经扫描电镜微观分析发现,焊接接头的裂纹通常萌生在表面气孔处,疲劳裂纹断裂形式为穿晶断裂,主要表现为准解理断裂特征。     

TC11钛合金电子束焊接接头超高周疲劳性能

采用天津大学自行研制的TJU-HJ-I型超声疲劳试验系统研究了TC11钛合金电子束焊焊接接头的超高周疲劳性能. 试验结果表明,TC11钛合金电子束焊接接头在107周次以上仍然会发生疲劳失效,S-N曲线呈现连续下降的趋势,没有明显的转折. 试件的断裂位置大多数为母材处,焊缝和热影响区的疲劳性能要比母材好,这与焊接接头的微观组织有关. 通过SEM对超声疲劳断口形貌进行观察发现,断裂试件的疲劳裂纹大部分在表面萌生,然而在应力范围较低时,疲劳裂纹的萌生位置有从表面转向次表面的趋势.     

高强度桥梁钢焊接接头疲劳性能的研究

利用高频疲劳试验机对高强度桥梁钢焊接接头测定了应力比R>0条件下的应力.循环次数(S-N)曲线,并对疲劳断口进行观察.系统分析疲劳裂纹的形成、扩展以及瞬断过程.结果表明,高强度桥梁钢焊接接头在R>O条件下的疲劳极限为470 MPa,稍低于焊接接头的屈服强度,应力幅σ与循环次数,N的关系为lgN=36.9-13.743 81gσ;在较高应力幅下的疲劳裂纹起源于试样表面的某种缺陷,在较低加载应力幅下的疲劳裂纹起源于大尺寸的夹杂物;疲劳扩展区断口微观形貌为疲劳辉纹和微坑,在微坑中可以观察到第二相粒子,局部区域可以观察到二次裂纹;瞬断区断口形貌具有典型的韧窝特征.