大线能量焊接用EH36钢的FCB焊接接头组织与性能

利用FCB铜衬垫三丝单面埋弧焊方法,在热输入为190 k J/cm条件下,制备出大线能量焊接用EH36钢焊接接头。研究了焊接接头不同区域的显微组织以及横向显微硬度分布,采用线性极化方法分析了纵向焊缝金属不同区域的电化学行为,随后观察了电化学极化后的腐蚀形貌。结果表明,FCB大线能量焊接技术制备出的EH36高强钢焊接接头具有均匀微观组织和良好电化学性能,焊缝热影响区存在软化现象且横向区域呈对称分布,焊缝纵向电化学性能存在不均匀性。     

焊接力学不均匀性对316L焊缝扩展裂纹端部场的影响

由于接头组织和材料力学特性的不均匀,特别是当焊接热影响区的硬化对应力腐蚀破裂有重要的促进作用时,核电一回路316L管道焊接接头的应力腐蚀裂纹更容易扩展。考虑到焊接力学不均匀性,本文分析了恒应力强度因子(KI)和恒载荷条件下316L管道焊缝扩展裂纹尖端的局部应力应变场。研究结果表明,由于焊接力学不均匀性和裂纹长度的影响,恒KI和恒载荷条件下,扩展裂纹端部力学场有很大差异;恒载荷对扩展裂纹尖端应力应变的影响比恒KI要大得多。     

玛依纳水电站WDB620焊接工艺试验

微合金低碳贝氏体钢WDB620是60 kg级新型低焊接裂纹敏感性高强度钢,在大型水电站压力钢管制造中应用较广泛。针对42 mm的WDB620厚板焊接接头进行手工焊性能试验研究,分析焊接接头的力学不均匀性,采用微观金相技术分析两种焊接接头的微观组织。结果表明,在该焊接工艺条件下,预热80℃和不预热的焊接接头强度、冲击功等性能均满足GB/T5017-2007的标准要求。未预热的焊接接头过热区出现了少量的回火马氏体组织,导致热影响区硬度升高、冲击韧性下降。     

细晶粒结构钢XG800CF和B780CF焊条电弧焊工艺

XG800CF和B780CF是两种新型国产800 MPa超细晶粒高强钢,逐步替代进口的水电机组蜗壳材料,并首次应用于大型水电站的压力钢管焊接工程。为了研究其焊接性和焊接工艺,针对两种焊接接头的焊接性、力学性能、力学不均匀性和微观组织进行试验和分析。结果表明,在制定的焊接工艺条件下,XG800CF和B780CF钢焊接接头的拉伸强度、弯曲性能和硬度值均满足标准GB 50766-2012要求。XG800CF钢焊接接头的强度高于B780CF,同时从微观组织上客观分析了焊接接头的力学不均匀性。两种高强钢在水电站大型压力钢管工程中值得推广。     

基于局部应变法的焊接微区低周疲劳性能

针对忽略焊接力学不均匀性的名义应变法评价焊接接头低周疲劳性能不准确的问题,提出一种考虑焊接接头力学不均匀性、基于弹塑性有限元计算的局部应变法,对焊接接头的低周疲劳性能进行准确评价.通过耐热钢电弧焊接头光滑试样和焊缝光滑试样的低周疲劳试验,以及焊接接头光滑试样在加载过程中的弹塑性有限元计算,采用名义应变法和局部应变法分别对耐热钢电弧焊接头光滑试样进行低周疲劳性能评价.结果表明,耐热钢电弧焊接头在低周疲劳载荷下断裂于焊缝区域.采用名义应变法评价该焊接接头时,结果偏保守.由于局部应变法考虑了焊接接头的力学不均匀性,基于断裂微区的局部应变进行疲劳性能评价,发现采用局部应变法得到的焊接接头应变—寿命曲线与断裂微区焊缝的应变—寿命曲线一致.     

H65铜合金搅拌摩擦焊接头电化学腐蚀性能研究

通过测定H65铜合金搅拌摩擦焊接接头在3.5%NaCl溶液中的开路电位和极化曲线,研究其电化学腐蚀性能.结果表明,搅拌摩擦焊接接头微观组织的细化、均匀化和致密化降低了晶界和晶粒在电化学上的不均匀性,接头的抗腐蚀性能优于母材.     

1Ni9钢匹配碱性焊条飞溅和脱渣性的回归分析

通过分析1Ni9钢各项基本性能及其焊接特性,结合风机叶轮焊接接头强韧性要求,依均匀设计法安排试验,最终确定17种碱性焊条药皮配方;按电焊条焊接评定标准判定每组焊条的焊接工艺性能。运用统计分析方法研究焊条工艺性能与药皮辅料之间的关系,给出数学模型与趋势图。结果表明:多种药皮辅料对飞溅、焊缝脱渣性等工艺性能的影响呈交互作用的形式;回归分析能够把多种药皮辅料交互作用对工艺性能的影响进行量化,并可得出辅料交互作用下各自最佳的含量范围。     

铝/钢异种金属MIG熔钎焊接头腐蚀性能研究

采用脉冲旁路耦合电弧(DE-GMAW MIG)熔钎焊和ER5356铝合金焊丝对1060铝/Q235镀锌钢异种金属进行了搭接焊。用浸泡腐蚀试验和电化学腐蚀试验对焊接接头的腐蚀行为进行了研究,分析了焊接热输入对焊接接头腐蚀性能的影响。通过SEM并结合EDS对接头的腐蚀形貌和表面腐蚀产物进行了观察与分析。结果表明:铝/钢焊接接头处出现了显著的电偶腐蚀,且随着焊接热输入的增大,焊接接头的耐腐蚀性能下降。铝/钢焊接接头界面反应层金属间化合物的形成对铝/钢焊接接头的腐蚀性能是不利的,应尽量避免形成过多的界面层金属间化合物。     

力学性能不均匀焊接接头的强度预测

提出一种评价力学性能不均匀焊接接头强度的方法。从管线钢的低匹配焊接接头截取试样,进行硬度测量和拉伸试验。根据已有的材料硬度值和强度的关系,确定其屈服应力、最大载荷处的真应力和加工硬化指数。从而利用焊接接头的硬度分布,得到其对应各区域的局部材料性能。建立焊接接头的有限元模型,将焊缝和热影响区分割成小区,输入对应的材料性能参数,这样使有限元模型中能较准确反映焊接接头的力学不均匀性;进行有限元计算,得到相应焊接接头的试样的屈服强度和抗拉强度。与对应拉伸试验结果比较表明,这种预测焊接接头强度方法的精确度为±40 MPa。     

铝/钢异种金属电弧熔钎焊焊接接头的腐蚀性能

采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法用4043铝合金焊丝对1060铝合金/镀锌钢异种金属进行搭接焊;350℃下对铝/钢焊接接头进行退火处理,通过面扫描对退火前后焊接接头焊缝中合金元素的分布进行对比分析,用浸泡法和电化学法对退火前后焊接接头的腐蚀行为进行研究,分析焊接接头不同区域的腐蚀行为及退火热处理对焊接接头腐蚀性能的影响。结果表明:焊接接头退火热处理后,其焊缝中的合金元素Si发生均匀化扩散,同时,富锌区界面反应层的金属间化合物Fe_2Al_5Zn_(0.4)明显变厚;腐蚀试验表明铝/钢熔钎焊焊接接头发生电偶腐蚀,其钢侧被严重腐蚀,而焊缝侧仅发生轻微的腐蚀,界面反应层金属间化合物的存在对接头的腐蚀性能是不利的;除此之外还发现焊接接头富锌区的腐蚀电位较低,最易发生腐蚀;在此基础上通过面扫描对富锌区的腐蚀行为进行进一步的分析。     

铝铜系合金焊接接头应力腐蚀开裂与工艺的相关性

铝合金在用于焊接结构时,由于焊接热循环的作用,出现了因过时效而导致接头热影响区的软化(即沉淀相分解析出)现象,不仅使得接头强度性能降低,同时由于组织的不均匀性和贫铜区的形成,易产生电化学腐蚀破坏,也使接头的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性显著增大,这是长期以来一直未获解决的工程实际问题。在此阐述了铝铜系合金焊接接头开裂的机理、接头应力腐蚀开裂的特点以及与焊接工艺的相关性。采用慢应变速率试验和金相观测辅助技术,得到了该类铝合金在不同焊接方法下的焊接接头和母材的应力腐蚀敏感性对比。     

采用镍基和奥氏体焊材焊接Cr13钢焊接接头性能

采用ER309L氩弧焊丝的奥氏体焊材和ERNiCrFe-3镍基焊丝的镍基焊材对Cr13钢母材进行TIG焊接,通过无损检测、显微组织、力学性能和耐腐蚀性能试验,对两种焊材的焊接接头性能进行研究.结果表明,两种焊接接头均未发现焊接缺陷,焊接接头属于高强匹配,弯曲性能合格.与奥氏体焊材焊缝相比,镍基焊材的焊缝冲击韧性低,硬度高,耐电化学腐蚀性能高.     

经济型铁素体不锈钢与耐候钢异种金属接头的耐蚀性能

采用ER-309焊丝焊接了T4003与Q450NQR1耐候钢、Nirosta4003与Q450NQR1耐候钢两种异质接头,用金相方法分析了母材和接头的显微组织,通过盐雾腐蚀试验及电化学极化曲线测量对异种金属焊接接头的耐蚀性能进行了评价。结果表明,对T4003和Nirosta4003铁素体不锈钢同种金属所形成的焊接接头而言,焊缝的耐蚀性能均优于对应的母材,但热影响区的耐蚀性能变差。对T4003和Nirosta4003铁素体不锈钢与Q450NQR1耐候钢焊接形成的异质接头而言,焊缝的耐蚀性能下降。在盐雾状态下,同种金属焊接所形成的焊缝与母材的耐盐雾腐蚀性能水平相当,耐蚀性能较好;T4003和Nirosta4003不锈钢与Q450NQR1耐候钢焊接而成的异质接头腐蚀较为明显,尤其是耐候钢一侧的腐蚀较为严重,出现了大量的腐蚀坑。在异种金属所形成的焊接接头中,不锈钢母材、热影响区、焊缝以及耐候钢母材由于腐蚀电位差的不同形成原电池,致使耐候钢母材的腐蚀加剧。     

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。     

焊接工艺对2205双相不锈钢焊接接头组织与性能的影响

采用等离子弧焊打底,分别用钨极氩弧焊盖面和熔化极氩弧焊盖面两种焊接工艺对2205双相不锈钢进行焊接,并对焊接接头进行了固溶处理。对采用两种焊接工艺的焊件的铁素体-奥氏体两相比例以及抗点腐蚀性能进行了分析和检测。结果表明,两种焊接工艺都可以满足焊接接头的各项性能技术要求,钨极氩弧焊焊盖面的焊接接头铁素体含量低于熔化极氩弧焊焊盖面,且冲击韧性也优于熔化极氩弧焊焊盖面,而熔化极氩弧焊焊盖面的焊接接头的抗点腐蚀性能优于钨极氩弧焊焊盖面。     

焊后热处理对Al-Zn-Mg-Cu合金MIG焊接接头组织与性能的影响

采用ER5356焊丝对Al-4.6Zn-1.5Mg-0.15Cu合金板材进行熔化极钨极氩弧焊试验,并对焊接接头进行了不同的焊后热处理。借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)研究不同焊后热处理试样的组织变化规律,并进行了显微硬度测试与拉伸试验。结果表明:经固溶加时效处理后,焊接接头抗拉强度与显微硬度得到明显提升,抗拉强度与焊缝硬度均值分别提高至304 MPa与85 HV,相比焊后未处理的263 MPa与66 HV,增幅分别达15.6%与28.8%。焊接接头经时效处理后,组织的不均匀性及强化相的分布得到改善;而经重新固溶后,第二相发生回溶,再经时效处理将使得一部分不稳定的过饱和固溶体重新析出且弥散分布。     

ON FATIGUE CRACK PATH DEVIATION AT ELEVATED TEMPERATURE IN ELECTRON BEAM REPAIRED WELDMENTS OF TURBINE DISK

Fatigue crack growth behaviors in electron beam weldments of a nickel-base superalloy are. studied. The objective of this paper is to discuss effects of the inhomogeneity of mechanical performance on fatigue crack growth (FCG) rate and crack path deviation (CPD). The base metal served in a turbine disk of aerospace engine was selected to fabricate bead-on-plate weldments by using electron beam welding. Some wedge-type opening loading specimens, notched in three different zone of weld metal, HAZ and base metal, were employed and performed fatigue crack growth tests at 650℃. The results show that the fatigue crack growth of electron beam welded joints is instable due to the influence of mechanical heterogeneities. Owing to the crack deviation at the weld metal and heat-affected-zone (HAZ), the effective growth driving force at the tip of fatigue crack was reduced with the reduction of the effective stress intensity factor (SIF) which finally causes fatigue crack rate decrease. Fatigue crack was strongly affected by size and the symmetrical characteristics of the plastic zone at the crack tip, which means that the integrity of the welded structure containing the fatigue crack mainly depended on the toughness of the low strenqth zone.     

2219高强铝合金焊接接头的腐蚀性能

采用浸泡试验、极化曲线以及电化学阻抗测试,对2219高强铝合金母材和焊接接头在3.5%NaCl溶液中的腐蚀性能进行研究。浸泡后试样的显微形貌表明,试样中铜元素的分布及存在形态与其腐蚀性能密切相关;极化曲线表明,在电化学腐蚀过程中,搅拌摩擦焊接头的腐蚀电流最小,电子束焊接接头次之,而钨极氩弧焊接头的腐蚀电流最大;电化学阻抗测试表明,腐蚀过程中体系阻抗值由大到小顺序为搅拌摩擦焊的接头,电子束焊的接头,母材,钨极氩弧焊的接头。     

氯化聚乙烯反应釜内部锆复合层失效分析

通过金相检验、能谱分析、物相分析等技术手段对反应釜内部锆复合层焊缝处开裂问题进行分析,结果表明:该反应釜内部锆复合层的主要腐蚀形式包括点蚀、晶间腐蚀以及由于第二相引起的腐蚀;点蚀发生的主要原因是金属基体和氧化膜之间形成活化—钝化腐蚀电池,从而不断地从表面向内部腐蚀,形成点蚀;局部严重腐蚀的主要原因是在焊接过程中气体保护不充分,焊接时导热性不好或焊接参数过高,造成在焊缝处形成二氧化锆,导致晶界和晶粒之间存在电化学不均匀性,从而产生晶间腐蚀。     

Microelectrochemical corrosion study of super martensitic welds in chloride-containing media

Pitting corrosion was studied in welded joints of supermartensitic stainless steels. The electrochemical behavior of three different weldment zones (weld metal (WM), parent metal (PM) and heat affected zone (HAZ)) was characterized independently using an electrochemical minicell through potentiodynamic and potentiostatic techniques. The minicell design selected for this work has the additional advantage of showing promise for service application. Macro-electrochemical characterization was also used to provide a basis for comparison and check the effectiveness of minicell techniques in characterizing the corrosion resistance of welded super martensitic stainless steels. Minicell experiments exhibit a great capacity to discriminate between the different welding zones. The electrochemical response can be correlated with the microstructure of the different zones. Thermal cycles resulting from the welding procedure do not have an important effect on the amount of retained austenite or on the values of the pitting potential E_P in the HAZ.