各种钢铁的焊接

T91小径管异质钢的焊接工艺研究;U71Mn与1Cr18Ni9Ti异种钢的角接接头焊接性试验研究。     

各种钢铁的焊接

T91小径管异质钢的焊接工艺研究;U71Mn与1Cr18Ni9Ti异种钢的角接接头焊接性试验研究。     

不同工艺条件下U71Mn和1Cr18Ni9Ti的焊接性试验

在不同的焊接工艺下对U71Mn和1Cr18Ni9Ti进行焊接，通过对焊接接头的组织结构和力学性能分析来研究其焊接性。结果表明：选用合适的焊接材料，采用小参数进行焊接，并控制层温，可以使熔合比控制在一定的范围内，焊接接头的最高硬度值不超过HV350，从而保证焊接接头的质量，并且满足水工结构的工程设计要求；焊接材料的Cr，Ni含量越高，焊接接头的性能越好，焊接工艺越简便。     

3Cr13与1Cr18Ni9Ti异种钢高压管焊接

在分析3Cr13与1Cr18Ni9Ti各自焊接性的基础上,根据异种钢接头焊缝金属成分与组织,选择不同焊接材料进行工艺试验,依据试验结果选定A307焊条成功地焊接了异种钢接头。     

不同工艺条件下U71Mn和1Cr1SNi9Ti的焊接性试验

在不同的焊接工艺下对U71Mn和1Cr18Ni9Ti进行焊接,通过对焊接接头的组织结构和力学性能分析来研究其焊接性.结果表明:选用合适的焊接材料,采用小参数进行焊接,并控制层温,可以使熔合比控制在一定的范围内,焊接接头的最高硬度值不超过HV350.从而保证焊接接头的质量,并且满足水工结构的工程设计要求;焊接材料的Cr,Ni含量过越高 ,焊接接头的性能越好,焊接工艺越简便.     

异种钢熔合区马氏体脆性层的消除

利用磁性测定仪、光学显微镜和扫描电子显微镜,分析了1Cr18Ni9Ti与15CrMo钢的焊接性能,研究了其接头在常温和长期高温下出现马氏体脆性层的主要因素,探讨了不同焊接材料和工艺对异种钢接头成分、组织和性能的影响规律,以及不同状态下异种钢接头马氏体脆性层宽度变化的规律,提出了一种在1Cr18Ni9Ti与15CrMo接头的15CrMo一侧的坡口表面上,预堆敷8mm厚自研制的NR417过渡层,后熔敷A307复合合金的有效方法。此方法彻底消除了异种钢熔合区在常温和高温下的马氏体脆性层,不仅解决了氨合成塔下出口管与配管的异种钢焊接问题,而且对其它化工压力设备上异种钢接头的焊接具有一定的参考价值。     

Effect of post-welding heat treatment on microstructure and mechanical properties of 1Crl8Ni9Ti and 2Cr13 steel welded joints

通过钨极氩弧焊方法,对1Cr18Ni9Ti与2Cr13钢实施焊接,并对焊接接头整体进行焊后热处理。采用OM、SEM对2Cr13与1Cr18Ni9Ti钢热处理前后的焊接接头组织进行分析,利用显微硬度计、电子万能拉伸机测量了焊接接头的力学性能。结果表明,1Cr18Ni9Ti和2Cr13钢焊接接头热处理前焊缝组织为典型的柱状晶,组织为板条马氏体＋残留奥氏体＋碳化物;热处理后焊缝组织为回火索氏体,而且碳化物析出量也明显增多。拉伸时,热处理前后焊接接头断裂的部位都发生在奥氏体不锈钢热影响区一侧,热处理前后焊接接头的抗拉强度分别约为635.56、649.44 MPa;焊缝区的显微硬度分别约为276、222 HV0.5,热处理后焊接接头的整体显微硬度比热处理前的明显降低。     

焊后热处理对1Cr18Ni9Ti与2Cr13钢焊接接头组织和性能的影响

通过钨极氩弧焊方法,对1Cr18Ni9Ti与2Cr13钢实施焊接,并对焊接接头整体进行焊后热处理。采用OM、SEM对2Cr13与1Cr18Ni9Ti钢热处理前后的焊接接头组织进行分析,利用显微硬度计、电子万能拉伸机测量了焊接接头的力学性能。结果表明,1Cr18Ni9Ti和2Cr13钢焊接接头热处理前焊缝组织为典型的柱状晶,组织为板条马氏体+残留奥氏体+碳化物;热处理后焊缝组织为回火索氏体,而且碳化物析出量也明显增多。拉伸时,热处理前后焊接接头断裂的部位都发生在奥氏体不锈钢热影响区一侧,热处理前后焊接接头的抗拉强度分别约为635.56、649.44 MPa;焊缝区的显微硬度分别约为276、222 HV0.5,热处理后焊接接头的整体显微硬度比热处理前的明显降低。     

细直径TA2/0Cr18Ni9Ti棒材储能焊接试验分析

采用电容储能焊机对直径2.5 mm的TA2纯钛和0Cr18Ni9Ti不锈钢异种棒材进行快速凝固对接研究,分析了接头显微组织和界面结合机制,测试了接头力学性能.结果表明,储能焊能够实现TA2与0Cr18Ni9Ti之间的快速凝固焊接,获得的焊接接头组织细小致密,极快的焊接速度有效抑制了接头中TiFe2,TiFe等脆性金属间化合物的生成.接头缺陷主要为裂纹,并具有脆性断裂特征,裂纹多发于0Cr18Ni9Ti侧,穿过熔合界面向熔核延伸.当焊接电压为195 V,电容为9 900μF,电极力为15 N时,接头抗拉强度达到480 MPa.     

两种奥氏体不锈钢TIG焊接头力学性能及组织对比研究

针对3种厚度规格,开展了两种奥氏体不锈钢TIG焊接头力学性能及组织对比研究。两种不锈钢焊缝均成形良好,无目视可见缺陷。拉伸试验表明,两种材料接头均断于母材,0Cr18Ni9不仅接头的抗拉强度、硬度高于1Cr18Ni9Ti,并且硬度分布更均匀。1Cr18Ni9Ti接头组织中包含粗大的铁素体和奥氏体,而0Cr18Ni9接头组织中则有均匀细小的蠕虫状铁素体,因此力学性能较1Cr18Ni9Ti更为优异。     

1Cr18Ni9Ti与1Cr13不锈钢的焊接试验

通过钨极氩弧焊方法,对 1Cr18Ni9Ti 与 1Cr13 实施焊接.采用光学显微镜、扫描电镜对 1Cr13 马氏体型与 1Cr18Ni9Ti 奥氏体型不锈钢焊接接头进行金相组织、断口形貌观察及分析;利用显微硬度计、电子万能拉伸机测量焊接接头的力学性能;并通过海水模拟溶液浸泡试验,测量焊接接头极化曲线和交流阻抗谱.结果表明,通过手工钨极氩弧焊,采用直流正接接法,在合适的工艺下(焊接电流为 80 A,焊接速度为 110 mm/min),能够获得外观平整、组织均匀,力学性能与电化学性能符合要求的焊接接头.

Abstract：

The stainless steels of 1Cr18Ni9Ti and 1Cr13 were welded through deterministic craft by tungsten inert-gas (TIG) welding. The microstructure and fracture pattern of weld joints of 1Cr13martensite and 1Cr18Ni9Ti austenite stainless steels were observed and analyzed by means of LOM and SEM, the mechanical properties of the weld joints were measured with micro-hardness tester and electronic universal stretcher, and the polarization curves and AC impedance spectroscopy of weld joints were tested by seawater immersion test of simulation solution. The results show that adopting manual TIG welding through electrode negative to direct current soldering machine to weld 1Cr18Ni9Ti austenite stainless steel and 1Cr13 martensite stainless steel is feasible; under suitable process (welding current is 80 A, welding speed is 110 mm/min), weld joints can obtain good appearance and uniform structure; mechanical properties and galvano-chemistry properties can meet use requirements.     

贝氏体钢辙叉与U71Mn钢轨的焊接

采用 Gleeble 热模拟试验技术,确定贝氏体辙叉钢与 U71Mn 钢轨钢电阻对焊时热影响区的温度场分布及顶锻压力工艺参数;利用该参数在小型闪光焊机上进行小试件焊接试验,确定闪光焊接试验参数;利用 Gaas-100 次级直流闪光焊机对贝氏体钢辙叉与 U71Mn 钢轨进行整轨实际焊接,分析焊接接头拉伸、冲击、硬度分布等力学性能以及其组织结构.结果表明,贝氏体辙叉与钢轨闪光焊接的最佳顶锻压力为 30 MPa 左右,其焊接热影响区很小,焊接接头各项力学性能均达到了铁道部有关标准要求,贝氏体钢辙叉与 U71Mn 钢轨采用闪光对焊直接焊接是可行的.

Abstract：

The temperature field distribution of heat-affected zone (HAZ) in weld joints of bainite steel and U71Mn steel and the technical parameters of upset pressure of flash butt welding were determined by using the Gleeble thermal simulation test technology.After some small specimens of bainitic crossing steel and U71Mn rail steel were welded with a miniature flash butt welder by using the results of the parameters to determine the technical parameters of flash butt welding experiment, bainitic steel crossing and U71Mn steel rail were practically welded with Gaas-100 direct current flash butt welder. The mechanical properties, including tensile toughness, impact test and hardness,and the microstructure of welded joints were analyzed. The results show that the best upset pressure of flash butt welding is about 30 MPa, which the HAZ is very small, and the mechanical properties of the welded joint comes up to the standard of the Ministry of Railway. The welding bainitic crossing steel and U71Mn rail steel by flash butt welding is completely feasible.     

FSS/ASS厚壁异种钢“TIG冷焊 + UNGW”组合焊的接头组织与力学性能

为了有效解决铁素体不锈钢的焊接热影响区晶粒易粗化问题，以及奥氏体不锈钢焊接时在接头部分熔合区及其附近热影响区内因易形成蠕虫状δ铁素体而显著降低该区域耐腐蚀性的问题，提出了“TIG冷焊 + UNGW”的组合焊接工艺，并进行了1Cr17/1Cr18Ni9Ti厚壁异种不锈钢的焊接，同时对所得接头的显微组织、力学性能及耐腐蚀性进行了测试与分析. 结果表明，组合焊接头的1Cr17母材热影响区晶粒未发生粗化，并且1Cr18Ni9Ti母材部分熔合区及其附近热影响区内未形成蠕虫状δ铁素体；组合焊接头的抗拉强度优于1Cr17母材，并且1Cr17母材热影响区的冲击吸收能量与1Cr17母材相当；组合焊接头的熔敷层、1Cr18Ni9Ti母材、1Cr17母材、UNGW焊缝区及完整接头的耐腐蚀性呈依次下降的趋势.     

激光冲击处理对焊接接头力学性能的影响（Ⅱ）

上文对GH3 0、1Cr18Ni9Ti焊缝进行了激光冲击处理 ,试验发现激光冲击处理提高GH3 0焊接接头强度 12 % ,但对疲劳寿命影响不明显 ;冲击提高 1Cr18Ni9Ti焊接接头强度仅为 5 % ,但提高疲劳寿命 3 0 0 %以上。为作进一步分析 ,本文测试了两种金属焊缝在有无激光冲击处理条件下的表面显微硬度分布和残余应力状态 ,并对GH3 0试件疲劳断口进行扫描电镜分析。经分析发现 ,激光冲击处理能明显提高GH3 0焊缝表层的显微硬度 ,也可以提高抗拉强度并获得较高的表面残余压应力 ,因此强化区域能抑制疲劳裂纹的萌生和扩展 ,降低裂纹扩展速率 ;但由于焊缝较宽 ,激光冲击光斑未能完全覆盖焊缝及热影响区 ,部分未冲击区域影响了疲劳寿命的提高。 1Cr18Ni9Ti在等离子焊接过程中产生相变马氏体 ,减弱了激光冲击处理产生形变马氏体对提高显微硬度的作用 ,因此对抗拉强度影响不大 ,但激光冲击处理可以使焊缝表面获得较高的表面残余压应力 ,因此能明显提高疲劳寿命。     

钛合金与不锈钢超塑性扩散连接工艺及机理研究

基于微细晶超塑性扩散连接方法,对TC4钛合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢成功实现了直接扩散连接,系统分析了接头性能、界面微观结构及超塑性扩散连接机理。结果发现：TC4钛合金与1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢直接超塑性扩散连接时,较佳连接工艺规范为：温度T=760~820 ℃,压力p=6~9 MPa,时间t=20~40 min;接头剪切强度τ＝125.3~148.7 MPa。与一般直接扩散连接相比,连接温度降低了约100 ℃,接头的剪切强度提高了1倍以上,且连接试样无明显变形。细化热处理TC4钛合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢超塑性扩散连接时,其接头的形成过程大致可分为3个阶段：形成紧密接触阶段、接触表面激活阶段及靠近活化中心的界面冶金结合区形成阶段。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢超窄间隙焊接接头组织与性能分析

采用超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接方法进行了1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的超窄间隙焊接试验,并对所得超窄间隙焊接接头的组织及性能进行了测试和分析。结果表明,1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢超窄间隙焊接接头的根焊焊缝区晶粒为等轴晶,而填充焊和盖面焊的焊缝区晶粒则为粗大的柱状晶。等轴晶和柱状晶的基体均为奥氏体,晶粒内部均分布有少量板条状铁素体。超窄间隙焊接接头的填充焊缝和根焊焊缝具有与母材相当的硬度,而盖面焊缝的硬度则略低于母材。超窄间隙焊接接头除了收缩率和冲击功比母材的略低外,抗拉强度、屈服强度及伸长率明显高于母材所对应性能的最低值。此外,试验还测得超窄间隙焊接接头的腐蚀速率为0.417 g/(m2·h),该值明显低于母材的腐蚀速率。     

5005铝合金与1Cr18Ni9Ti的真空钎焊分析

采用Al-Si-Mg钎料成功实现了5005铝合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的真空钎焊,借助扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对焊后接头界面组织进行分析,同时对接头抗剪强度进行测试.结果表明,焊后接头界面结构从1Cr18Ni9Ti不锈钢侧到5005铝合金侧的界面组织依次为FeAl,FeAl₃,Fe_mAl_n+αAl.随着钎焊温度的升高或保温时间的延长,接头抗剪强度均呈现先升高后降低的变化趋势.当钎焊温度为580℃,保温时间为15 min时,接头抗剪强度达到最大值49 MPa.接头断裂形式受钎焊温度的影响,当钎焊温度较低时,接头断裂于铝合金侧氧化膜层及Fe_mAl_n+αAl反应层;温度升高至580℃时,接头断裂于Fe_mAl_n+αAl反应层中,接头抗剪强度最高.     

5A02/0Cr18Ni9异种金属电子束焊接接头组织与性能

对5A02防锈铝与不锈钢0Cr18Ni9进行了电子束焊接,分析了接头成形、显微组织、力学性能与断口特征.结果表明,铝、钢的对中焊接头中生成了大量的脆性Fe-Al金属间化合物,未能实现有效连接.偏束焊接头成形总体较好,两母材实质为熔—钎连接,铝—钢界面上生成了一层厚度为1.5μm的化合物层,X射线衍射分析结果显示化合物层由FeAl,FeAl3与FeAl6等相混合组成.熔—钎焊接头最高抗拉强度达136MPa,为铝母材强度的62.7%,断口呈现出脆性断裂与韧性断裂的混合特征,接头的断裂发生在化合物层及其附近的铝焊缝区域.     

1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢冷变形与再结晶组织及性能

研究了1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢加工硬化时组织的演变过程及其对性能的影响。结果表明，冷变形可提高钢的各种强度性能指标，尤其大大改善疲劳性能。经60％变形后，钢的疲劳强度提高了65％左右。随着加热保温时再结晶过程的进行，钢的强度下降而塑性逐步恢复。