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).     

船用高韧性埋弧焊焊丝

介绍了Mn-Ni-Cr-Mo-Ti-B-Ce和Mn-Mo-Ti-B-Ce-Zr系高韧性埋弧焊焊丝成分设计原则。对所研制的焊丝匹配烧结焊剂进行了熔敷金属的埋弧焊试验。测定了熔敷金属成分、冲击韧度、组织和强度。用扫描电镜分析了断口形貌和夹杂物组成。结果表明，所研制的焊丝在与两种不同的焊剂匹配时都能获得良好的熔敷金属力学性能，尤其是和较高碱度焊剂匹配时腑〉500MPa；ReL〉600MPa；Akv（-20℃）〉150J；熔敷金属组织主要是针状铁素体，少量的先共析铁素体。     

高强韧轨道交通用钢药芯焊丝的力学性能及组织分析

针对轨道交通装备用屈服强度为450 MPa级低合金高强钢研制了一种焊接工艺性能优良、具有高强韧性、良好抗疲劳性能的药芯焊丝,并对研制的药芯焊丝熔敷金属拉伸、低温冲击韧性和疲劳强度等力学性能及组织进行了分析.结果表明,研制的药芯焊丝成分设计合理,焊缝组织以针状铁素体和粒状贝氏体为主,晶粒细小,有效提高了焊缝的强韧性,使焊缝具有优良的低温韧性和疲劳性能.药芯焊丝熔敷金属的抗拉强度达到620 MPa,-40℃低温韧性夏比冲击吸收功为96 J,指定寿命为2×106次循环下的疲劳极限为354 MPa,分别是设计目标值的1.1倍、1.6倍和2.2倍,能够满足轨道交通装备用屈服强度为450 MPa级低合金高强钢的焊接需求.     

X80埋弧焊丝熔敷金属性能试验讨论

在X70埋弧焊丝研制的基础上,确定以贝氏体强化针状铁素体的技术路线研制X80管线钢的配套焊丝。采用维氏硬度仪测量熔敷金属的硬度;在冲击试验机上进行熔敷金属低温冲击韧度试验;在拉伸试验机上进行熔敷金属拉伸试验;采用金相显微镜观察熔敷金属的显微组织;在扫描电子显微镜上进行断口分析。结果表明:熔敷金属不仅具有高的强度,而且具有优良的低温韧性(KV(-20℃)=151.5 J),满足了X80管线钢焊缝力学性能要求。     

钛对熔敷金属扩散氢逸出特性及组织的影响

利用酒精法测氢技术、三点弯曲法试验，并结合显微分析和断口分析方法探讨了铣含量对熔敷金属扩散氢逸出特性、焊缝组织以及断口形貌的影响。研究结果表明，随着钛含量的增加，熔敷金属扩散氢含量以及扩散氢逸出速率随之下降，焊缝组织中针状铁素体量明显增多，断口纤维率随之增加。     

一种核电核岛主设备用镍基焊丝的研制

通过试验分析了核电核岛主设备用镍基焊丝中各元素对焊丝和焊缝熔敷金属性能的影响.结果表明,随着焊丝中Al,Ti,Mn,Nb元素含量的增加,焊丝的强度、硬度及焊缝金属的抗拉强度增加;随着焊丝中Al,Ti,Nb元素含量的增加,室温焊缝熔敷金属的冲击吸收功增加;随着焊丝中Mn元素含量的增加,焊缝熔敷金属的冲击吸收功降低.通过调整焊丝成分得到了符合核电核岛主设备使用要求的焊缝熔敷金属.     

高强高韧性管线钢埋弧用焊丝的研制

研制的高强高韧性管线钢用埋弧焊丝与SJ10 1和SJ10 2焊剂匹配后的熔敷金属不仅具有很高的强度 (σs≥ 5 4 0MPa) ,而且还具有优良的低温韧性 (AKv - 1 0℃ ≥ 12 0J)。该焊丝的研制满足了屈服强度超过 5 0 0MPa以上管线钢对焊缝熔敷金属性能的要求。研究结果表明 ,要保证熔敷金属具有较佳的强韧性匹配 ,熔敷金属中的合金元素总量必须满足Ceq≥ 0 .38,Pcm≥ 0 .17,才能保证熔敷金属的强度 ,以及具有以针状铁素体为主焊缝组织 ;在文中的合金系统下 ,随着熔敷金属中C、Mn元素含量的增加 ,熔敷金属的针状铁素体组织的含量增加 ,韧性得到提高。随着焊剂碱度值的增加 ,熔敷金属中的氧含量降低 ,C、Mn元素增加 ,使得熔敷金属中的合金元素更趋向于最佳的配比 ,从而提高了韧性。     

对CaCO3-CaF2-SiO2渣系烧结焊剂的试验研究

研制了一种新型埋弧焊烧结焊剂,其渣系CaCO3-CaF2-SiO2,研究了其各种组分对焊剂焊接工艺性能和熔敷金属中扩散氢含量影响的规律,其碱度BⅡw,为2.3、脱渣性良好、焊缝成形美观、熔敷金属中扩散氢含量达到低氢水平、与合适的焊丝配合使用后,其焊缝金属力学性能达到650 MPa级的低合金钢埋弧焊焊剂要求.     

850MPa级碱性高强钢药芯焊丝SQJ857的研制

研制了一种新型850MPa级碱性高强钢药芯焊丝,并对其熔敷金属的化学成分、力学性能及焊接工艺性能进行了试验研究.结果表明,该碱性焊丝具有焊缝成型美观、电弧稳定、飞溅少、熔敷效率高等优点;熔敷金属抗拉强度可达830～970MPa,屈服强度大于745MPa,伸长率大于14％,-50℃低温冲击吸收功高于27 J,满足GB/T 17493-2008标准E830T5-K4M的要求,能够应用于相应强度等级钢结构的焊接,实际应用用户反映良好.     

新型高性能桥梁钢Q500qE用埋弧焊丝的研制

为了适应我国桥梁建设向高性能方向的发展,以及桥梁结构焊接中埋弧焊的使用情况,本文根据高强钢成分和焊接接头工作条件,研制出了适用于高性能桥梁钢Q500q E专用埋弧焊焊丝。研究结果表明,新研制的XY-H65Q焊丝选用铬镍钼的合金体系,焊丝与XY-AF105Q焊剂配套使用后,焊缝成形美观,脱渣性能优异,焊渣自动脱落,焊道光滑平整,具有优异的操作工艺性能;常规及极限线能量下的熔敷金属力学性能均符合技术要求,其R_m≥650 MPa,R_(p0.2)≥500 MPa,A_(KV)≥60 J(-40℃);其熔敷金属扩散氢含量均在3.4 mL/100 g以下;其脆性转变温度为-60℃以下;在热输入为28.8~35.0 kJ/cm条件下,焊缝强度、韧性等性能稳定。从熔敷金属焊缝组织看,其组织比较细小,主要为针状铁素体,约占85%以上,具有良好的力学性能。     

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。     

焊丝成分对耐候钢焊接飞溅及焊缝组织和性能的影响

针对目前采用现有的焊接材料和焊接工艺在耐候钢MAG焊中出现的焊接飞溅大、焊丝熔敷效率低、电弧稳定性差、焊缝表面成形不良等问题,对比研究了自制超低碳耐候钢焊丝与商用CHW-55CNH耐候钢焊丝的飞溅率大小,并分析了两种焊丝熔敷金属的组织和性能。结果表明,超低碳耐候钢焊丝的焊接飞溅率比CHW-55CNH焊丝降低了78.8%。超低碳焊丝熔敷金属中针状铁素体组织的数量明显增加,而先共析铁素体和侧板条铁素体数量减少,且熔敷金属的晶粒尺寸更加细小、均匀。超低碳焊丝熔敷金属的抗拉强度为640 MPa,室温下冲击吸收功为163 J。而耐候钢焊丝CHW-55CNH抗拉强度为637 MPa,室温下冲击吸收功为173 J,两种焊丝熔敷金属的强韧性能相当。     

高速列车转向架用耐寒焊丝研制及接头组织性能

在我国东北以及俄罗斯等极寒地区要确保高速列车的安全可靠运行,高速列车转向架焊接接头必须具备广域环境条件下的服役能力,因此开发耐寒高韧性转向架焊丝至关重要。采用微合金化设计,研制了一种新型耐寒高韧性焊丝55GⅡ。利用高速摄相系统观察熔滴过渡行为,测试熔敷金属力学性能,利用扫描电镜观察冲击断口形貌,研究焊缝金属耐腐蚀性能和疲劳极限。结果表明:55GⅡ焊丝在250 A和150 A电流条件下具有优异的电弧稳定性,短路或爆断次数少、飞溅颗粒小;其焊缝组织主要为贝氏体、珠光体及铁素体的混合组织,-40℃平均冲击功达到129 J,-60℃平均冲击功达96 J以上;1 000 h周浸腐蚀失重比3.56%;在4应力级条件下经1×107次循环,焊接接头疲劳极限为374 MPa。     

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。     

合金元素对建筑钢结构用耐火耐候焊丝性能的影响

采用不同成分的Q460 MPa级耐火耐候埋弧焊丝搭配SJ101焊剂进行熔敷金属的焊接,通过冲击试验、高温拉伸试验、电化学腐蚀试验及周浸腐蚀试验研究了合金元素对焊丝熔敷金属冲击性能、高温性能和耐蚀性能的影响。结果表明,Cr促进熔敷金属组织中先共析铁素体的生成,影响冲击韧性; w(Mo)在0.4%以上有助于焊丝满足Q460 MPa级耐火性能要求; Ni-Mo-Cu成分体系的焊丝可以满足与母材匹配的耐蚀性要求。     

超低氢高韧性无缝药芯焊丝TME711NiSF的研制

通过选择钛碱性渣系和Mn-Si-Ni-Ti-B合金系,在德国进口无缝药芯焊丝生产线上,制成了一种超低氢高韧性的无缝药芯焊丝TME711NiSF. 其焊接工艺性能和力学性能优良,对焊接热输入具有良好的适应性. 为探讨熔敷金属的韧化机理,对配方中的脱氧剂和合金剂含量进行了优化设计. 结果表明,Mn和Si元素含量居于优化水平时,焊缝组织主要是均匀细小的针状铁素体,这种组织的塑性和低温韧性高,熔敷金属在温度-40 ℃冲击吸收功可达到154 J. 该无缝药芯焊丝熔敷金属的扩散氢含量为2.4 mL/100 g,达到了超低氢水平,适用于船舶、桥梁、海洋工程等重要结构的焊接.     

500qE桥梁钢埋弧焊剂研究

考虑500q E桥梁钢焊接接头对低温冲击韧性、抗裂纹和焊缝中低扩散氢含量有较高要求,选择CaO-CaF_2-MgO-Al_2O_3-SiO_2渣系进行埋弧烧结焊剂设计,采用均匀设计法得到了优化的焊剂。采用优化的焊剂配合TGM-H65Q焊丝进行埋弧自动焊接试验,研究了焊接接头的力学性能及微观组织。结果表明,使用X105-3焊剂得到的焊缝成型美观,焊道光滑平整、无粘渣和咬边,脱渣性好;熔敷金属组织由块状先共析铁素体、针状铁素体和粒状贝氏体组成,熔敷金属力学性能达到母材的性能要求。使用X105-3焊剂进行埋弧自动焊得到的接头综合性能最佳,焊缝中分布着大量的细晶铁素体。     

高铬镍基合金熔敷金属的组织和性能

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析手段研究了一种高铬镍基合金焊丝熔敷金属的显微组织和力学性能。结果表明:试验用焊丝熔敷金属显微组织具有明显的柱状枝晶形态;在凝固过程中,除Cr元素外,Fe,Nb,Mo,Si等主要添加元素均表现出明显的偏析行为;γ基体上的析出物主要是TiC和γ/Laves共晶组织,其中TiC呈块状,分布较为均匀,而γ/Laves共晶组织呈层片状,主要分布于枝晶间区域。熔敷金属的强度较高,其冲击断口形貌为典型的韧窝状,在韧窝附近的γ/Laves共晶组织对熔敷金属的塑性和韧性有不良影响。     

中等厚度板埋弧焊焊缝研究

采用不同碳当量的焊丝WGX1和WGX2等对多种中厚板进行了埋弧焊试验及焊缝拉伸试验,对接焊缝强度与焊丝熔敷金属强度相比有明显的变化,建立了强度的变化量与焊丝及母材的碳当量差值的关联性,为控制中厚板埋弧焊缝强度奠定了基础。     

多晶硅制备关键设备用ENiCrMo-2焊条抗裂性

针对ENiCrMo-2镍基焊条采用焊条电弧焊方法焊接130 mm厚12Cr2Mo1R高强钢，通过拉伸试验、纵向弯曲试验及扫描电子显微镜(SEM)观察断口形貌，对熔敷金属的热裂纹敏感性进行探究，获得熔敷金属的裂纹敏感性指数，并利用组织形貌以及晶界析出物解释熔敷金属的抗裂性，通过SEM观察熔敷金属横纵向拉伸试验断口形貌。结果表明，在断口中绝大部分为韧窝，且韧窝大小均匀，未在断口中发现热裂纹；利用体式显微镜统计圆棒拉伸以及纵向弯曲表面裂纹长度，并通过计算得到焊缝金属的热裂纹敏感性分别为2.23×10^-3和6.08×10^-3 mm/mm²；借助JMatPro计算和熔敷金属显微组织表征得出熔敷金属裂纹敏感性较低的原因在于晶界形貌曲折，且在晶界上存在富钼碳化物钉扎晶界。