高铬镍奥氏体焊丝焊接10Ni5CrMoV钢接头组织性能分析

为解决10Ni5CrMoV高强钢厚板在大拘束度条件下焊接时无法避免的冷裂纹问题,自行研制了强度低于母材的高铬镍奥氏体不锈钢焊丝,采用低强匹配工艺对10Ni5CrMoV低合金高强钢厚板进行焊接并分析了接头组织性能.结果表明,采用该焊丝焊缝成形良好,无裂纹缺陷.焊缝主要由树枝状奥氏体组织组成,枝晶间有少量颗粒状析出相.其接头抗拉强度800 Mpa,弯曲试验无断裂,冲击韧性A_KV（-80℃）大于90 J,满足技术要求.     

焊趾TIG熔修对10Ni5CrMoV钢焊接节点疲劳性能的影响

对焊趾氩弧(tungsten-arc inert-gas welding,TIG)熔修与否的10Ni5CrMoV钢大角度焊接节点进行了疲劳试验,比较了相同加载条件下的疲劳寿命、载荷与位移关系及疲劳裂纹启裂位置,同时测量了焊接接头残余应力,并采用有限元计算方法对承载条件下焊接节点的应力应变场进行了分析.结果表明,焊趾TIG熔修显著提高了10Ni5CrMoV钢焊接节点的疲劳性能,在相同承载条件下使焊接节点的疲劳寿命提高了34%.其主要原因在于TIG熔修能有效改善焊趾处的几何形状、降低应力集中程度,从而降低焊趾在承载条件下的应力应变水平,使焊接接头疲劳性能得到提高.     

焊后热处理对10Ni5CrMoV钢热影响区低温冲击韧性的影响

采用焊接热模拟技术及冲击试验方法,研究了焊后热处理工艺参数对10Ni5CrMoV钢热影响区(HAZ)的组织与低温(-50 ℃)冲击韧性的影响规律.试验结果表明,粗晶区是HAZ各特征区中冲击韧性最低的区域,但是经过620 ℃×1.5 h焊后热处理后,HAZ粗晶区冲击韧性最高.     

10Ni5CrMoV钢的组织遗传规律及其消除工艺研究

对10Ni5CrMoV钢奥氏体化温度对晶粒尺寸的影响及奥氏体自发再结晶的基本规律作了研究。结果表明：奥氏体化晶粒急剧粗化的临界温度为1200℃；奥氏体自发再结晶的最低温度 为850℃；900℃以下奥氏体自发再结晶以形成针状奥氏体和球状奥氏体两种方式进行；二次加热时，加热温度低于900℃时都有组织遗传发生。加热温度在900℃以上时，再结晶奥氏体为球形，无组织遗传发生。加热温度超过950℃以上，细化了的奥氏体晶粒开始粗化；620－880℃等温退火＋950℃淬火具有很好的细化效果。     

固态相变对10Ni5CrMoV钢焊接残余应力的影响

10Ni5CrMoV钢属于低合金高强钢,固态相变效应在其焊接热-力耦合分析中不可忽略.固态相变效应表现为体积变化和屈服强度"滞后"现象,通过热膨胀试验测试相变参数,建立固态相变的数学模型,开展了考虑固态相变效应的10Ni5CrMoV钢焊接热-力耦合分析.结果表明,考虑固态相变效应后,焊缝及焊缝附近（相变区域）纵向拉应力大幅度降低,相变区域相邻位置拉应力仍然较高;横向应力的分布状态变化明显,应力峰值变化较小,约为室温屈服强度的25%.应力测试结果与数值模拟结果较吻合,验证了固态相变模型的准确性.     

10Ni5CrMoV钢旋转电弧窄间隙GMAW研究

采用旋转电弧窄间隙GMAW焊接方法对40mm厚10Ni5CrMoV钢进行了焊接。对焊接接头形貌、接头组织、硬度、低温冲击韧性及抗拉强度分别进行了观察和测量。结果表明:焊缝成形较好,没有缺陷,焊缝组织由粒状贝氏体和铁素体组成,焊缝内硬度比较均匀,低温冲击韧性和抗拉强度均符合使用要求,成功实现了大厚板10Ni5CrMoV钢旋转电弧窄间隙焊接。     

热处理工艺对10Ni5CrMoV钢组织的影响

对10Ni5CrMoV高强度船用钢板进行二次不同温度的淬火处理;测量其奥氏体晶粒度,确定了该钢晶粒度与加热温度的关系.结果表明:10Ni5CrMoV钢第一次淬火加热温度高于1200℃后晶粒急剧长大;二次淬火加热温度稍高于Ac3时,存在明显的组织遗传性,随二次淬火加热温度的升高,组织遗传性逐步消除,当淬火加热温度为810℃时组织遗传性开始消除;加热温度为960℃时发生再结晶,晶粒得到细化,组织遗传性完全消除,当加热温度高于970℃时细化的奥氏体晶粒开始长大.通过二次淬火,使该钢组织得到调整,晶粒细化,可获得更好的强韧性,满足工程的特殊性能需求.     

10Ni5CrMoV钢气体保护焊接头形貌及金相组织

母材：10Ni5CrMoV钢（调质）；焊接方法：95％Ar＋5％CO2气体保护焊；焊接热输入：23．4kJ／cm     

10Ni3CrMoV钢CO2激光多层焊的接头组织与性能

与传统电弧焊相比,激光焊接厚板优势明显。采用纯激光焊和激光电弧复合焊等多道焊接技术实现了28 mm厚10Ni3CrMoV钢的高效焊接,采用光学显微镜分析焊缝、热影响区和焊缝重叠区的组织,激光复合焊缝组织主要为针状铁素体,纯激光焊缝、粗晶区和细晶区组织主要为板条马氏体,激光复合焊缝重叠区组织为粒状贝氏体+马氏体,纯激光焊缝和激光复合焊缝重叠区组织为马氏体+少量粒状贝氏体。测试了焊接接头的力学性能,结果表明,激光复合焊缝金属的冲击韧性较高,焊接接头的抗拉强度和屈服强度与母材相当,延伸率略小于母材,焊接接头的最大硬度小于360 HV,弯曲性能合格。     

9Ni钢TIP-TIG焊接接头低温韧性研究

为研究TIP-TIG(TT)焊接技术在液化天然气（LNG）储罐用9Ni钢焊接中的应用价值,根据国标对9Ni钢埋弧焊（SAW）和TT焊接接头进行了低温夏比冲击韧性试验和裂纹尖端张开位移（CTOD）试验,并对接头进行了微观组织及CTOD试样断口分析。结果表明,TT焊缝和热影响区平均低温冲击吸收能量远高于SAW,低温冲击韧性更好。TT焊缝和热影响区CTOD特征值分别为0.455 mm和0.744 mm,SAW焊缝区和热影响区为0.621 mm和0.391 mm,CTOD特征值远高于常用工程标准要求,CTOD试样断口均为韧窝,断裂形式为韧性断裂。TT焊接时,送丝机的推拉振动送丝功能实现了对熔池的搅拌,使得焊缝金属成分更加均匀,细化了晶粒,也减少了焊接过程中气孔的产生;另一方面,TT焊接时采用钟摆型摆动方式,焊枪摆动也有助于晶粒的细化,从而提高焊接接头的低温韧性。将TT焊接技术运用到9Ni钢的焊接中,相比传统的弧焊方法,不仅能够获得高品质的焊接接头,还可以解决清根、大量打磨的问题,节省材料和人工成本,从而实现高效高质量焊接。     

A study of local brittle zone （LBZ） of 10Ni5CrMoV steel after double thermal cycles

The 10Ni5CrMoV steel examined was a 16 mm thick plate. Specimens measuring 12 mm × 12 mm × 120 mm were thermally cycled using DM-100 A weld simulator with various parameters. The main results are summarized as follows. In the coarse-grained austenitized region( Tm = 1 300℃ 1 300℃ ) ,the microstructure is in good toughness. At the condition of Tm = 1 300℃ 850℃ and ts/5 = 43 s, the toughness decreases heavily because M-A constituent and twin martensite appear at the prior austenite grain boundaries. When Tm = 1 300℃ 850℃ or 1 300℃ 730℃ and t/v5 = 85 s, local brittle zone is formed because of relatively coarse granular bainite.     

不锈钢PA-GTA双面弧焊工艺特点分析

详细分析了不锈钢等离子弧(PA)-钨极氩弧(GTA)双面弧焊(DSAW)的工艺特点,该工艺可以增加熔深,减小焊后热变形,尤其适用于中厚板的焊接.当小孔效应建立后,PA-GTA双面弧焊过程中的电弧均得到了不同程度的压缩,两焊枪之间的电弧电压出现下降趋势,节省了能源.形成小孔后,电弧穿过工件从工件内部进行加热,提高了热效率.表面张力、电弧吹力和电磁搅拌力均有利于获得较大的熔深,浮力有利于增加焊缝中间部位的宽度.     

1ONi8CrMoV钢热影响区粗晶区组织和性能研究

采用焊接热模拟技术研究了焊接热循环对IONi8CrMoV钢热影响区粗晶区（L为1300℃）组织和性能的影响。结果表明，经历不同冷却速度（t8/5为7-112s）的热循环后，1ONi8CrMoV钢粗晶区低温冲击吸收功较基体冲击吸收功有较大幅度的提高，且随着冷却速度的增加，冲击吸收功降低幅度很小；在不同的冷却速度下，粗晶区组织均为粗大的板条马氏体组织，晶粒尺寸较大，板条马氏体界面上奥氏体薄膜的存在是粗晶区韧性提高的原因。     

10Ni8CrMoV钢焊接过热区和细晶区的组织与性能

采用热模拟技术研究了10Ni8CrMoV这种超高强度钢(Rp0.2≥1000 MPa)焊接热影响区的过热区和细晶区的组织与性能.结果表明,10Ni8CrMoV这一新型钢种的模拟焊接热影响区的过热区和细晶区表现出与绝大多数材料完全相反的规律,过热区存在少量的铁素体组织,马氏体板条束之间形成了一定量的奥氏体薄膜,这些韧度相的存在使得过热区的冲击韧度与基体相比有了较大的提高;细晶区部位奥氏体含量很少,细小的板条马氏体端部呈针状特征造成应力集中,易于诱发裂纹.因此这一部位有可能成为焊接接头的薄弱地带.     

双面电弧焊接工艺及其温度场

采用由PAW(等离子弧) TIG(镐极电弧)构成的单电源双面电弧焊接(DSAW)工艺可以获得深宽比较大的焊缝，该工艺具有高效、低成本的优点。分析了单电源双面电弧焊接的基本原理，并采用数值模拟技术定量分析了双面电弧焊接条件下的温度场；同时作为对比也模拟了PAW焊接的传热现象，揭示了DSAW大幅度增加熔深的机理，为工艺参数优化设计提供了依据。     

Effect of arc distance on temperature field and weld shape during double-sided arc welding

A new high efficiency welding method, double-sided double arc welding with double powers (DSAW-D), is developed for thick plate of low alloy high strength steel in this study. It is well known that the thermal cycles have an important influence on the microstructure, shape, stress, distortion and mechanical property. The DSA W-D method can control the tempernture field on a wide range by regulating the distance between two arcs, improve the rnicrostructure and prevent hot and cold cracking of high strength steel. But at present, the effect of arc distance on the temperature field and shape is not clear. Therefore, the paper researches the effect of arc distance on the temperature field and weld pool during DSA W-D using finite element method. The transient temperature field of different arc distance in DSAW-D is calculated.To verify the numerical results, the temperature is measured by the thermo-couple and the calculated results agree approximately with experimental data. Farther, the thermal property and mutual effect of double-sided arcs are investigated. The temperature distributions and weld pool profile at different arc distances are obtained. The results show that arc distance is a very important factor to affect the heat process.