核反应堆蒸汽发生器压力边界焊接接头的显微组织及硬度

根据核反应堆蒸汽发生器压力边界水室分隔板与定位板之间的结构特点,采用不对称X形坡口形式对Inconel600合金进行对接焊,研究了焊接接头的显微组织与硬度。结果表明:与母材相比,焊接接头热影响区的晶粒变大,熔合区组织过渡良好;焊缝边缘为垂直于熔合线向焊缝中心生长的柱状晶,焊缝中心为柱状晶和等轴晶的混合组织;在正面焊缝和反面焊缝之间的重熔区形成了较多的等轴晶;焊缝区物相组成与母材的相似,均由基体γ相、γ′间隙相及碳化物组成;焊缝重熔区的硬度最高,热影响区的硬度最低。     

CAP1400蒸汽发生器关键制造技术

根据第三代非能动压水堆(CAP1400)水堆核电蒸汽发生器制造过程中积累的经验并结合其他压水堆型核电蒸汽发生器的制造经验,介绍了CAP1400蒸汽发生器的结构特点,并分别对制造过程中的一些关键制造技术,如管板一次侧镍基堆焊、管板深孔钻、内套筒的装配、管束穿管、液压胀管和水室封头焊接等进行详细的阐述,为后续压水堆型核电蒸汽发生器的制造提供经验参考。     

X100管线钢焊接接头的显微组织和性能

利用光学显微镜、拉伸试验机、冲击试验机及维氏硬度计等对X100管线钢埋弧焊焊接接头的组织及性能进行了研究。结果表明:X100管线钢焊接接头粗晶区组织为粗大的先共析铁素体和粒状贝氏体,细晶区主要为细小的铁素体,不完全重结晶区为细晶铁素体、粗晶针状铁素体和粒状贝氏体混合组织;接头的抗拉强度平均值为576MPa,达到母材的80%,拉伸试样断裂于焊缝处;接头焊缝、热影响区的冲击功分别为198J和259J;焊缝区最高硬度为316HV,在临界温度热影响区(ICHAZ)和亚临界温度热影响区(SCHAZ)之间存在软化现象。     

2024铝合金电子束焊接接头的显微组织与力学性能

采用电子束焊(EBW)对2024铝合金进行焊接,研究了接头的显微组织和力学性能。结果表明:接头焊缝显微组织呈细小的等轴晶,主要由α-Al基体相及其上分布着的θ(CuAl_2)和S(Al_2CuMg)强化相组成,热影响区为粗大的枝晶;接头的抗拉强度达到母材的80%左右,热影响区是强度最薄弱的部位;焊缝的硬度低于母材和热影响区的,且热影响区存在一定的软化现象;其拉伸断口呈典型的韧窝状断口,韧窝尺寸较小且均匀。     

NM450耐磨钢板焊接接头的显微组织和力学性能

采用ER50-6焊丝对NM450耐磨钢板进行了CO_2气体保护焊,研究了接头的显微组织、力学性能,以及焊接冷裂纹敏感性。结果表明:焊缝组织为块状铁素体+针状铁素体,热影响区粗晶区和正火区的组织分别为板条马氏体和铁素体+渗碳体;焊缝区、粗晶区、正火区和不完全重结晶区的硬度分别为220,412,234,386HV,马氏体分解导致正火区和不完全重结晶区硬度降低;接头的抗拉强度为768 MPa,焊缝中心、影响区和母材的-20℃夏比冲击吸收功分别为110,140,88J;此钢有一定的冷裂纹敏感性,在环境温度32.6℃、不预热焊接时不会产生裂纹,在环境温度-1.4℃、不预热焊接时,接头根部裂纹率和截面裂纹率均为100%,80℃预热焊接则不会产生焊接裂纹。     

基于显微组织的多层焊接接头断裂韧性试验研究

对NiCrMoV钢多层焊接接头进行了准静态断裂性能试验,试验中发现埋弧焊焊缝断裂韧性J值分散性较大。根据焊接试样韧性断裂和脆性断裂的情况,分组拟合J-R阻力曲线和计算有pop-in效应的尺寸敏感断裂韧度Jc(25)值。分别对呈现韧断和脆断的多层焊接试样断口的启裂部分进行扫描电镜分析,发现多层焊接焊缝的断裂韧性与试样预制裂纹尖端在焊缝接头中的位置有很大关系。对多层焊接接头各组织的成因以及对断裂韧性的影响进行了分析和研究,可知多层焊缝的粗大柱状晶、再结晶粗晶和再结晶细晶区交替存在的复杂组织是焊接接头断裂韧性分散性大的根本原因。     

EPR蒸汽发生器上部水平支承焊接

对EPR核岛蒸汽发生器上部水平支承主要结构和材料进行了介绍,结合焊接工艺评定,对焊接方法的选择、焊接坡口的设计、焊接材料的选择和具体的焊接工艺参数进行了试验研究。简述了工艺评定和产品应用的过程,达到了良好的效果。     

核电蒸汽发生器传热管/管板接头传热管内壁的焊接残余应力分布

采用自行搭建的管道内壁残余应力测试平台,通过切割法测得核电蒸汽发生器传热管/管板接头传热管内壁的焊接残余应力,结合有限元模拟,研究了传热管内壁焊接残余应力的分布规律。结果表明:试验测得传热管/管板接头中传热管内壁近焊缝处的轴向和周向残余应力均为拉应力,随着距焊缝中心线距离的增加,残余拉应力减小并变为压应力,在距离焊缝中心线12mm处,残余压应力最大,在距离焊缝中心线21mm处残余应力减小至焊前初始应力;传热管内壁焊接残余应力分布的模拟结果和试验结果基本吻合,该有限元模型可以准确模拟核电蒸汽发生器传热管/管板接头传热管内壁焊接残余应力的分布规律。     

钛基复合材料TIG焊接接头的显微组织和拉伸性能

采用非熔化极惰性气体钨极保护(TIG)焊技术对非连续增强钛基复合材料进行焊接,研究了焊接接头的显微组织与拉伸性能。结果表明:TIG焊接可较好地实现钛基复合材料的连接,焊缝成形良好,表面均匀洁净,未见微裂纹、气孔等焊接缺陷;接头由焊缝区、热影响区和母材区组成;接头中焊缝区和靠近焊缝的热影响区中β相晶界上分布的增强体TiB具有较高的长径比,细化程度较高,同时焊缝区和靠近焊缝的热影响区中存在大量针状马氏体α′相;接头的抗拉强度为1 137MPa,为母材的92%,断后伸长率为2.20%;接头拉伸时均在母材区断裂,拉伸断口主要呈韧性断裂特征,部分区域呈沿晶断裂特征。     

铜/铝合金冷压-扩散复合焊接接头的显微组织

用冷压-扩散复合连接技术焊接T2铜与2A50铝合金,用SEM、EDS、XRD等方法对焊接接头进行了分析.结果表明:T2铜与2A50铝合金经200 MPa冷压+(515～525)℃×90 min热扩散和100 MPa热压+(515～525)℃×90 min扩散后,能在结合界面形成2 mm的异种金属焊缝;焊缝中铜的质量分数为56.91%,铝为43.09%;焊缝中CuAl2质量分数为56.4%,明显高于2A50铝合金的(7.6%);焊缝中没有单质铜.     

16Mn热轧钢焊接接头疲劳裂纹扩展的显微组织分析

１６Ｍｎ热轧钢焊接接头疲劳裂纹扩展的显微组织分析鞍山钢铁学院金学伟随着焊接结构在工程上的广泛应用,由于焊接接头的疲劳失效引起整个结构的破坏,已经引起人们的广泛关注。而且由于接头中物理冶金和力学因素的相互作用,使得问题变得更加复杂。本文以生产上广泛应用...     

CAP1400核电站接管和安全端焊接变形与残余应力研究

系统研究了CAP1400核电站接管和安全端模拟件焊接变形与残余应力分布特点。接管和安全端在焊接过程中焊接变形主要集中于焊接的初始阶段,焊接1/4厚度时,变形量为3 mm左右,焊接完成后,焊缝收缩量高达4.5 mm。盲孔法测试结果表明,在整个接管和安全端焊接接头内,环向与轴向焊接残余应力均为拉应力。焊接残余应力的最大值位于安全端镍基堆焊层与对接焊缝熔合线附近,测试结果达到500 MPa。     

10Ni5CrMoV钢MAG焊接接头的显微组织与力学性能

采用MAG(熔化极活性气体保护焊)对25mm厚10Ni5CrMoV钢进行了焊接,观察了接头显微组织与冲击断口形貌,并对其硬度、冲击性能和拉伸性能进行了研究。结果表明:接头焊缝区组织主要为板条马氏体/贝氏体+粒状贝氏体,且存在较多的沿奥氏体晶界分布的M-A组元,硬度接近于母材,冲击韧性较低,-50℃时的平均冲击功为42J;随着距焊缝中心距离的增大,热影响区组织依次为淬火马氏体、板条马氏体/贝氏体+铁素体+粒状贝氏体,且临界区碳化物积聚并长大,硬度先升高后降低,最低硬度为286.4HV,冲击韧性较高,-50℃时的平均冲击功为188J;焊接接头的平均抗拉强度达到920 MPa,拉伸试样的断裂位置均在母材;M-A组元及碳化物是影响接头性能的主要因素。     

不同焊接热输入下AZ31镁合金TIG焊接接头的显微组织与力学性能

采用交流钨极氩弧焊在不同焊接热输入下对2mm厚的热轧态AZ31镁合金薄板进行对接焊试验,采用显微镜、硬度仪及拉伸试验机等对焊接接头的显微组织与力学性能进行了研究。结果表明:焊接接头母材区的组织为单相α-Mg固溶体,热影响区和焊缝区的组织为α-Mg单相固溶体和弥散分布的β-Mg_(17)Al_(12)相;随着焊接热输入增大,焊缝区的晶粒变大,β-Mg_(17)Al_(12)相增多;焊缝区的显微硬度最高,母材区的次之,热影响区的最低;随着焊接热输入增大,焊接接头的抗拉强度先增大后减小,并在90A时达到最大,为223 MPa,可达到母材的89.2%,此时的伸长率为10.0%;拉伸断裂位置主要出现在热影响区,断裂方式为准解理断裂。     

LZ92镁锂合金激光焊接接头的显微组织与力学性能

采用CO2激光焊接厚度为2 mm的LZ92镁锂合金板,研究了焊接接头的显微组织、物相组成、显微硬度与拉伸性能.结果表明:LZ92镁锂合金焊接接头成形良好,焊缝中无明显气孔、裂纹等缺陷;母材与焊缝的物相组成相同,由α相、β相和中间相Mg7Zn3组成;母材由等轴状β相和枝晶状与颗粒状α相组成,热影响区由粗大的β相和少量细小...     

不同焊接工艺下FB780钢焊接接头热影响区的显微组织和冲击韧性

用Gleeble-3500型热模拟试验机模拟单道次焊接条件下FB780钢焊接接头热影响区(HAZ)的热循环过程,研究了在不同焊接峰值温度及不同t8/5(由800℃冷却到500℃的时间)下HAZ的显微组织,并测试了不同焊接条件下HAZ的显微硬度和冲击韧性。结果表明:在t8/5相同的条件下,随着峰值温度的升高,HAZ组织粗化;当峰值温度一定时,随着t8/5的增加,铁素体板条变宽并逐渐融合,M/A组元粗化,粗大铁素体晶粒与细小准多边形铁素体晶粒混合,组织的均匀性恶化;在相同的峰值温度条件下,HAZ的硬度和冲击功均随着t8/5的增加而降低;在峰值温度为1 175℃,t8/5为6s条件下,HAZ的低温(-20℃)冲击断口形貌为韧窝花样,韧窝尺寸较大,HAZ的低温韧性与母材的相匹配,同时硬度较高,该工艺为最佳的单道次焊接工艺。     

不同焊接方法下20Mn23Al无磁钢焊接接头的显微组织与性能

采用非熔化极惰性气体钨极保护焊-熔化极气体保护焊(TIG-GMAW)、非熔化极惰性气体钨极保护焊-手工电弧焊(TIG-SMAW)和非熔化极惰性气体钨极保护焊-埋弧焊(TIG-SAW)等3种焊接方法对12mm厚的20Mn23Al无磁钢板进行焊接,研究了不同焊接方法下焊接接头的显微组织和性能。结果表明:3种焊接方法下,接头焊缝的显微组织均由奥氏体、δ铁素体、碳化物组成,TIG-SAW接头焊缝的晶粒尺寸比其余2种焊接接头的大;TIG-SMAW接头焊缝的硬度最高,TIG-GMAW接头的次之,TIG-SAW接头的最低;TIG-GMAW接头的冲击韧性最好,TIGSMAW接头的次之,TIG-SAW接头的最差,TIG-GMAW、TIG-SMAW接头冲击断口均呈韧性断裂特征,而TIG-SAW接头的呈韧性和准解理混合断裂特征;TIG-GMAW接头的耐腐蚀性能最好,TIG-SMAW接头的次之,TIG-SAW接头的最差。     

核电蒸汽发生器水室隔板焊接工艺研究

某项目中,核电蒸汽发生器水室隔板的底部有两个小孔,两端有两个缺口,小孔与缺口需要分别与下封头进行焊接.对此,研究了核电蒸汽发生器水室隔板焊接工艺,介绍了焊接流程,并给出了焊接参数.     

1000MW核电蒸汽发生器管子管板焊接

管子管板焊接是核电站一回路主设备蒸汽发生器制造过程中的关键工序,管子管板焊接质量直接影响着蒸汽发生器的使用寿命和制造进度。分别对二代改进型压水堆和三代压水堆1000MW蒸汽发生器管子管板焊接工艺进行介绍,比较了RCC-M规范和ASME规范对管子管板焊接要求的异同,针对焊接过程中出现的问题,分析了缺陷产生的根本原因,对焊接参数重新进行优化,同时加强了焊接过程控制,得到了质量稳定、焊缝形状和尺寸均满足设计要求的焊接接头。     

不同焊丝MAG焊接新型超高强度钢接头的显微组织及性能

分别采用镍-铬-钼系和镍-钼系焊丝,在相同热输入条件下对一种新型超高强度钢进行了熔化极活性气体保护电弧焊(MAG焊),对比研究了两种接头的显微组织及力学性能;通过斜Y型坡口焊接裂纹试验评定了两种焊丝焊接接头的抗裂倾向。结果表明:镍-铬-钼系焊丝焊接接头焊缝组织主要为粗大的板条马氏体和少量贝氏体,镍-钼系焊丝焊接接头焊缝组织为细小的针状铁素体及少量的块状先共析铁素体;两种焊丝MAG焊都可以实现此钢的高强度连接,且镍-钼系焊丝焊接接头的韧性明显优于镍-铬-钼系焊丝焊接的,但焊接接头都在回火区出现了软化现象;镍-钼系焊丝焊接接头的抗开裂性能优于镍-铬-钼系焊丝的,两种焊丝斜Y型坡口焊接试样的冷裂纹断裂模式均以沿晶断裂为主,穿晶断裂为辅。