纯镍与304奥氏体不锈钢TIG焊接工艺及组织性能

采用TIG焊接工艺连接3 mm厚纯镍N6与1.5 mm厚304奥氏体不锈钢,通过拉伸试验机、金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计对焊接接头进行力学性能及微观组织分析,确定不同厚度纯镍与304不锈钢板材的合理焊接工艺参数。试验结果表明,采用合理的工艺参数焊接接头抗拉强度可达636MPa,金相分析焊缝区形成铁镍合金,焊缝区与N6熔合线比较模糊,较多晶粒贯穿其中,但304不锈钢与焊缝区熔合线较为明显,晶粒生长贯穿熔合线较少,拉伸断口为韧性断裂。     

铝合金焊接工艺与接头组织相关性的研究

利用光纤激光器与TIG交直流电焊机实现了6 mm厚2014高强铝合金的激光热传导焊、激光深熔焊和激光-TIG电弧复合焊,并借助于激光共聚焦扫描显微镜对其接头形貌特征和接头微观组织进行了分析。结果表明,焊接接头的熔深、熔宽、熔合线宽度、软化区宽度、焊缝中心区晶粒尺寸与焊接工艺具有显著的相关性,三种焊接工艺下得到的软化区和焊缝中心区等轴晶晶粒尺寸远小于目前采用的填丝TIG焊焊接工艺。     

0Cr18Ni9不锈钢脉冲Nd:YAG固体激光焊和TIG焊焊缝耐腐蚀性能对比研究

利用硫酸-硫酸铜溶液对0.6mm厚304不锈钢Nd:YAG固体脉冲激光焊焊接接头耐腐蚀性能进行了试验研究,并与其TIG焊焊接接头及母材的耐腐蚀性能做了对比分析.结果表明,通过腐蚀前后显微组织发现母材没有晶间腐蚀现象,脉冲激光焊焊缝有轻微腐蚀,而TIG焊焊缝在晶界出现了较为明显的晶间腐蚀沟,腐蚀沟沿晶界有网状分布特征.通过腐蚀前后的显微硬度比较发现,脉冲激光焊焊缝最大硬度大于TIG焊焊缝,大于母材,TIG焊焊缝有部分低于母材的硬度区.提出了提高304不锈钢激光焊焊缝耐晶间腐蚀性能的方法和措施.     

2205双相不锈钢的激光-MIG复合焊接头性能

常规的高能束焊接方法因焊后冷速较快易导致双相不锈钢焊缝及热影响区两相比例失衡,接头性能恶化.采用激光-MIG复合焊接方法对2205双相不锈钢进行焊接,焊后对接头微观组织、力学性能和腐蚀性能分析发现,焊缝及热影响区铁素体相比例控制在40%～70%合理范围内,接头硬度和抗拉强度高于母材,焊缝、熔合线、热影响区的～40℃冲击...     

A304不锈钢薄板激光焊接接头微观组织及电化学腐蚀研究

为了研究A304不锈钢薄板的连续激光焊接工艺及电化学腐蚀性能,本文采用英国GSI公司的JK2003SM型Nd：YAG固体激光器进行焊接实验,并对焊接接头微观组织进行了研究。研究结果表明工艺参数为P=1 600 W,v=3 mm/s,焊后熔宽为1.6 mm,焊缝的中心位置有等轴晶;A304不锈钢焊接接头耐蚀性最强的是焊缝金属区、其次是母材区、最弱的是热影响区。     

MB8镁合金CO2激光焊接工艺及接头性能

采用高功率CO2激光器对MB8镁合金进行一系列激光焊接工艺试验,并对焊缝成形的形成规律、接头的微观组织和力学性能进行研究.结果表明:焊缝熔深基本和激光功率呈正比关系,激光功率每增加1 kW,熔深约增加2 mm.焊缝熔合区组织主要由粗大的等轴晶组成,晶粒内有连续析出的条纹状β-Mn,晶粒尺寸约为60μm;热影响区组织为相对细小但大小不一的等轴晶,晶粒尺寸为15~40μm.在消除焊缝表面缺陷后,焊接接头抗拉强度能达到基材的90%左右.此外,熔合区内的粗大晶粒、晶粒内连续分布的第二相及焊缝内气孔缺陷是造成接头拉伸性能低于基材的主要原因.     

超薄Inconel 625激光焊接接头组织与性能

采用YAG脉冲激光对0.2 mm厚Inconel 625薄板进行对接焊试验,研究了焊接电流、脉宽、焊接速度对焊缝宏观形貌、组织及性能的影响。结果表明,以氩气为保护气,采用YAG脉冲激光焊,在焊接电流65 A、脉宽3.0 ms、焊接速度150 mm/min时,可以获得较好质量焊缝。焊接接头显微组织由焊缝中心区的等轴晶和熔合线附近的柱状晶组成,热影响区晶粒基本没有变化。焊接接头抗拉强度可达母材的96.4%,拉伸断裂于熔合线附近,微观断口特征显示断口处分布有较多而相对较浅的等轴韧窝并伴有少量的撕裂带。焊缝区显微硬度相比母材区略有提高。     

7N01铝合金脉冲MIG焊与直流CMT焊多次补焊试验

高速列车用7N01铝合金有较大热裂纹倾向,而补焊时该问题更突出.分别采用脉冲MIG焊和低热输入直流CMT焊对4 mm厚7N01铝合金对接接头进行1次、2次、3次补焊,分析了补焊焊接接头的宏观成形、微观组织和硬度.结果表明,脉冲MIG补焊时下塌量和熔宽均大于直流CMT补焊,脉冲MIG补焊焊道与先焊焊缝微观组织界面明显,先焊焊缝晶粒粗大且晶界发生重熔,熔合区变宽,而直流CMT补焊焊道界面不明显,焊缝微观组织晶粒细小,熔合区无明显变化;脉冲MIG焊3次补焊后软化现象较直流CMT补焊严重.采用直流CMT焊进行7N01铝合金补焊,可有效降低热裂纹倾向并缓解接头性能下降.     

长期热暴露对304H耐热钢焊接接头组织和硬度的影响

使用Inconel 625合金焊丝对超(超)临界电站锅炉高温部件用304H奥氏体耐热钢进行焊接,对焊态焊接接头在650℃下进行5000 h的热暴露,研究了焊接接头组织和硬度随热暴露时间的演化规律。结果表明:焊后焊缝中Mo、Ti、Nb元素在枝晶间偏析,熔合线处未发生外延式生长,焊缝金属和热影响区(HAZ)的主要合金元素含量在熔合线处的浓度梯度明显。热影响区晶粒发生长大;经过3000 h热暴露后热影响区硬度达到母材的水平;随着热暴露时间的延长,母材和焊接接头均发生硬化,焊接接头微观组织无明显变化,组织稳定性较好。     

304不锈钢TIG焊与激光焊工艺对比研究

采用TIG焊与激光焊分别进行304不锈钢平板对接试验,通过万能试验机、显微硬度计、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线荧光衍射(XRD)等对比分析2种焊接工艺条件下焊接接头理化性能。结果表明:2种焊接工艺下304不锈钢焊接接头成形良好且无明显缺陷;激光焊焊缝面积、正反面熔宽更小; 2种焊接工艺的焊缝组织均为奥氏体和δ铁素体树枝晶组成,但激光焊树枝晶数量更多、尺寸更加细小;激光焊和TIG焊拉伸试样断裂位置均在焊缝区,但激光焊抗拉强度和伸长率更大,断口韧窝更细小均匀且更深,激光焊焊缝相较于TIG焊的塑韧性更好;激光焊接头的焊缝区显微硬度整体高于TIG焊接头焊缝区的显微硬度,由于晶界强化作用,2种焊接工艺的焊接接头显微硬度的最大值均出现在熔合区附近。     

不锈钢硝酸输送管道焊缝的腐蚀失效原因

通过化学成分分析、扫描电镜观察、能谱分析等方法,研究了硝酸管道焊缝腐蚀失效的原因。结果表明:304不锈钢硝酸管道在焊缝的腐蚀失效主要发生在焊缝热影响区,出现晶间腐蚀,沿热影响区出现刀口状腐蚀沟槽。三通母材的含碳量高于标准值,导致三通侧的管材在焊接过程中,其热影响区更容易发生敏化,晶粒粗大,导致耐蚀性下降。碳含量是影响304不锈钢焊接接头在硝酸中耐蚀性的关键因素,碳含量越高,焊接过程中热影响区的不锈钢越容易发生敏化,导致其耐蚀性显著降低。     

硝酸级(NAG)310L不锈钢焊接接头在含Cr~(6+)的HNO_3溶液中的耐蚀性

对硝酸级(NAG)310L不锈钢焊接接头在含氧化性离子的沸腾硝酸中进行浸泡实验及金相分析。研究表明,在不同Cr~(6+)含量的沸腾40%HNO_3中,材料的腐蚀程度主要受Cr~(6+)含量的影响。随Cr~(6+)含量的增加,母材和焊缝均出现不同程度腐蚀,但焊缝较母材腐蚀严重。Cr~(6+)含量是促进焊缝过钝化腐蚀和晶间腐蚀的主要因素。     

304不锈钢法兰焊接裂纹分析及返修

对检修过程中发现的304不锈钢焊缝裂纹及母材本体裂纹进行分析,焊缝存在较多的焊渣,以及根部未焊透是焊缝开裂的原因。母材的金相分析表明,304不锈钢晶界存在碳化物聚集,容易发生晶间腐蚀,引起母材开裂,焊接过程中,多层多道焊也容易使得热影响区晶间腐蚀加剧,引起母材开裂。304不锈钢锻造法兰的制造过程中应避免在敏化温度停留时间过长,固溶处理时应采取快冷的方式避免晶间腐蚀。焊接返修过程中,通过严格控制焊接层间温度,采用快速小热输入的工艺参数使得返修后的304不锈钢焊接质量检验合格。     

钛合金/不锈钢冷金属过渡焊接头组织及性能

采用铜基填充金属对TC4钛合金、304不锈钢进行冷金属过渡焊接,分析了钛合金/不锈钢接头的界面组织、力学性能及腐蚀性能. 结果表明,采用冷金属过渡连接方法实现了TC4钛合金和304不锈钢的焊接. 钛合金/不锈钢接头主要由焊缝金属、不锈钢-铜焊缝界面和钛合金-铜焊缝界面组成. 钛合金/不锈钢接头的拉剪强度为306 MPa. 由于钛合金-铜焊缝界面中Ti-Cu,Ti-Fe金属间化合物的生成,接头沿钛合金-铜焊缝界面反应层发生脆性断裂. 钛合金/不锈钢接头在人工海水溶液中发生了电偶腐蚀,其腐蚀机理为阴极区发生氧的还原反应和析氢反应,阳极发生焊缝金属的氧化,钛合金母材表面TiO₂氧化膜的形成,不锈钢母材发生点蚀.     

Microstructure and mechanical properties of dissimilar welds between 16Mn and 304L in underwater wet welding

Dissimilar joint between 304L austenitic stainless steel and low-alloy steel 16Mn was underwater wet welded using self-shielded nickel-based tubular wire. Microstructure, mechanical properties and corrosion behaviour of dissimilar welded joints were discussed. Ni-based weld metal was fully austenitic with well-developed columnar sub-grains. Type II boundary existed between Ni-based weld metal and ferritic base metal in underwater welds similar to that in air welds. Major alloying elements distributed non-uniformly across the austenitic weld metal/16Mn interface. Maximum hardness values in wet welding appeared in a coarse-grained heat-affected zone at the 16Mn side, which possessed very low impact toughness. Underwater Ni-based welded joints fractured at Ni-based weld metal under tensile test. Ni-based weld metal had favourable corrosion resistance similar to 304L base metal.     

304/Q235复合板多主元高熵化焊缝的组织与性能

对304/Q235复合板进行激光填粉焊接试验,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、材料万能试验机及电化学工作站等,对比分析了多主元高熵化CrNi₂MnTi_0.5Al_0.5焊料及Fe基焊料所得焊接接头的微观组织、物相结构、力学性能与电化学腐蚀性能,探索了焊缝填充材料对不锈钢复合板焊缝微观组织、接头性能的影响规律。结果表明,CrNi₂MnTi_0.5Al_0.5焊料焊缝区形成了FCC及Ti₃Al颗粒的双相结构,焊缝显微硬度仅为Fe基焊料焊缝区硬度的69%~75%。两种焊接接头都有较好的抗拉强度,拉伸试样都在母材区断裂。CrNi₂MnTi_0.5Al_0.5焊料焊缝区具有最佳的耐蚀性能,其腐蚀速率约为304不锈钢的41%。     

Thermal spray and weld repair alloys for the repair of cavitation damage in turbines and pumps: A technical note

The cavitation and erosion resistance of 21 thermal spray coatings and four weld repair materials were investigated in the laboratory using cavitation jet and slurry erosion testing. Of the thermal spray coatings, Stellite® 6 deposited by the high velocity oxyfuel (HVOF) process had the lowest cavitation rate (11.7 mg/h). This was higher than the corresponding cavitation rate (3.2 mg/h) of 308 stainless steel weld metal currently used as a reference. In the slurry erosion testing, the volume loss of Stellite® 6 applied by the HVOF process was 5.33 cubic mm/h, much lower than the corresponding loss (11.17 cubic mm/h) in the currently used stainless steel 304 reference. Furthermore, the electrochemical potential difference between the carbon steel and HVOF sprayed Stellite 6 coating was 0.25 volts, half the potential difference between the 304 stainless steel carbon steel substrate, and will result in reduced galvanic corrosion of the substrate near the contact areas. Stellite 6 deposited by the HVOF process was recommended for repair of damage resulting from erosion and subsequent cavitation by caused by surface roughening.     

基于镀锡银钎料钎焊304不锈钢接头的腐蚀行为

为揭示304不锈钢钎焊接头的腐蚀行为,以BAg50CuZn钎料为基材,采用电镀扩散工艺制备AgCuZnSn钎料,对304不锈钢进行感应钎焊,在60 ℃,3.5% NaCl溶液中评价不锈钢接头的局部腐蚀性,借助扫描电镜对其腐蚀形貌进行分析. 结果表明,经NaCl溶液腐蚀后,钎缝与不锈钢界面出现较长的腐蚀沟;304不锈钢表面腐蚀较严重,存在大范围坑洞、裂纹等缺欠,而钎缝区几乎无腐蚀缺欠,优先被腐蚀的是富铜相. 随着腐蚀时间延长,钎缝和304不锈钢的腐蚀速率均呈现先升高后降低的趋势,钎缝腐蚀速率略低于母材;腐蚀2.5 h后,钎缝区和304不锈钢的平均腐蚀速率分别为0.098和0.104 g/(m2·h).     

金属材料在模拟地热水环境中的腐蚀与结垢特性

目的地热水的腐蚀和结垢是地热资源开发利用的核心问题,研究几种常见金属材料在地热水中的腐蚀和结垢规律,为地热资源开发利用提供理论依据。方法通过扫描电子显微镜,X射线衍射仪、动态挂片试验、极化和交流阻抗测试等方法,对比研究紫铜、304不锈钢和20#碳钢在模拟地热水溶液中的腐蚀和结垢情况。结果 3种金属材料表面的结垢产物均为Ca CO3,20#碳钢表面的Ca CO3均为方解石相,304不锈钢和紫铜表面的Ca CO3包含方解石相和少量文石相,304不锈钢表面的Ca CO3分布较紫铜疏松,且含垢量较小。20#碳钢表面腐蚀产物的内层主要是黑色的Fe3O4,外层主要是黄色的Fe2O3;紫铜表面的腐蚀产物主要是铜的氧化物;304不锈钢表面无腐蚀产物。浸泡期间,304不锈钢未发生腐蚀且腐蚀电流密度最小;紫铜的整体耐蚀性能不及304不锈钢,但耐点蚀性能最佳;20#碳钢腐蚀严重,腐蚀电流密度较大。结论在模拟地热水溶液中,304不锈钢拥有比紫铜和20#碳钢更好的耐腐蚀性能和阻垢性能。