抗酸管线钢埋弧焊焊丝的开发研究

以Mn-Ni-Ti-B为主要合金系,采用低C、低Mn及超低S、P控制,研制出了一种能够适用于X65MS钢级及以下抗酸管用埋弧焊焊丝。该焊丝与相应的BG-SJ101G焊剂匹配,依据GB/T 12470-2003《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》要求进行熔敷金属试验检测,结果表明:屈服强度为465 MPa,抗拉强度为541 MPa,-20℃冲击功均在27 J以上;采用X65MS卷板结合抗酸焊丝进行螺旋埋弧焊管现场试制,结果显示:焊接工艺性能良好,焊接接头形貌优良,焊接接头抗拉强度556 MPa,实体管焊缝0℃冲击功为178 J,焊接接头所有硬度均小于250 HV10。经过HIC测试,焊接接头CSR、CLR、CTR均为零,经过SSCC测试,在72%、90%SMYS载荷下,焊接接头均未出现断裂,焊接接头表现出良好的力学性能和抗酸性,采用新开发的抗酸焊丝完全满足X65MS抗酸埋弧焊管性能要求。     

焊接材料对X70直缝埋弧焊管焊缝组织性能的影响

针对因钢板原料的化学成分发生较大变化,使得原焊材与母材出现焊接不匹配,造成X70钢级管线钢直缝埋弧焊管焊缝的低温冲击韧性不合格的现象,采取两种焊丝进行焊接试验,通过观察和检测焊缝显微组织、力学性能,研究焊接材料对X70钢级直缝埋弧焊管焊缝组织性能的影响。试验结果表明:在采用相同的焊接工艺参数焊接同批次同规格钢管时,选用Mn、Si、Cr、Ti含量较高的焊丝进行焊接,焊管焊缝中先共析铁素体和针状铁素体晶粒更为细小,低温冲击数值较高,韧性较好。     

焊接材料及其生产设备

无矿石粉堆焊焊条的工艺性能,稀土对高效铁粉焊条焊缝组织及性能的影响,高效低烟尘结构钢焊条的优化设计,不锈钢埋弧焊金属芯焊丝的研制及其工艺性能,X80钢及其埋弧焊丝的焊接性能[英],[编者按]     

缆式焊丝埋弧焊残余应力有限元分析

采用直径为2.4 mm的7根分焊丝,其中一根分焊丝（称为中心丝）位于中间,其余6根分焊丝（称为外围丝）围绕中心丝绞合组成直径为7.2 mm的缆式焊丝.试验用22 mm厚DH36船用钢板进行平对接缆式焊丝埋弧焊,采用小孔法对焊接接头进行残余应力测试;基于热弹塑性理论,建立缆式焊丝埋弧焊残余应力有限元数值分析模型,利用ANSYS软件对缆式焊丝埋弧焊残余应力进行模拟计算.结果表明,缆式焊丝埋弧焊的应力分布特征和幅值与单丝埋弧焊相近,纵向应力在焊缝及近缝区表现为拉应力,应力峰值为363 MPa;横向应力较小,焊缝上下部位呈现拉应力,中间呈现压应力.     

缆式焊丝CO2气体保护焊接头残余应力高效数值计算和试验

文中采用基于焊缝形貌的温度热源模型高效计算其热过程,通过单丝CO2气体保护焊堆焊件的温度场计算和焊缝形貌比较验证该热源模型的正确性,采用小孔法测试表面应力验证基于该热源模型的残余应力计算结果.结果表明,基于焊缝形貌的给定温度热源模型适用于缆式焊丝CO2气体保护焊的焊接温度场高效数值模拟;缆式焊丝CO2气体保护焊的上表面焊缝区域及焊缝中心沿厚度方向的应力分布与埋弧焊基本一致,但远离焊缝区域的纵向压缩应力幅值大于埋弧焊纵向压缩应力.     

高韧性X80管线钢埋弧焊焊丝的研制

从《西气东输二线管道工程用螺旋缝埋弧焊管技术条件》(以下简称《技术条件》)的要求出发,采用Mn-Mo-Ti-B合金系,成功地研制了一种高韧性X80级管线钢用埋弧焊焊丝。试验研究结果表明:所研制的埋弧焊焊丝与烧结焊剂F80匹配,在焊接速度为1.65m/min条件下,钢管焊缝金属的力学性能满足《技术条件》的要求,可实现焊缝组织以针状铁素体组织为主的设计目标。     

中等厚度板埋弧焊焊缝研究

采用不同碳当量的焊丝WGX1和WGX2等对多种中厚板进行了埋弧焊试验及焊缝拉伸试验,对接焊缝强度与焊丝熔敷金属强度相比有明显的变化,建立了强度的变化量与焊丝及母材的碳当量差值的关联性,为控制中厚板埋弧焊缝强度奠定了基础。     

X80埋弧焊丝熔敷金属性能试验讨论

在X70埋弧焊丝研制的基础上,确定以贝氏体强化针状铁素体的技术路线研制X80管线钢的配套焊丝。采用维氏硬度仪测量熔敷金属的硬度;在冲击试验机上进行熔敷金属低温冲击韧度试验;在拉伸试验机上进行熔敷金属拉伸试验;采用金相显微镜观察熔敷金属的显微组织;在扫描电子显微镜上进行断口分析。结果表明:熔敷金属不仅具有高的强度,而且具有优良的低温韧性(KV(-20℃)=151.5 J),满足了X80管线钢焊缝力学性能要求。     

焊接热输入对X70级管线钢埋弧焊接头组织的影响

采用埋弧焊的方法,研究了热输入对X70钢接头组织的影响。采用OLYMPUS分析软件分析了焊接接头的宏观结构尺寸。采用OLYMPUS-PMG3金相显微镜对埋弧焊接头显微组织进行了观察。结果表明,由于X70级管线钢为采用控扎控冷工艺获得的细晶粒钢,焊接热影响区晶粒长大倾向严重。随着热输入的增加,热影响区宽度明显增加、母材和焊丝熔化量增加、焊缝深宽比减小;在单道焊的情况下,随着热输入的增加,侧板条铁素体含量增加,针状铁素体含量减小,不利于焊接接头性能的提高。     

X80管线钢埋弧焊匹配焊丝试验

通过分析高强度低合金钢焊缝熔敷金属常见显微组织对其力学性能的影响,确定X80管线钢用埋弧焊丝熔敷金属组织应以大量针状铁素体(AF)和少量粒状贝氏体(GB)的复合组织.从相变动力学原理出发,结合针状铁素体(AF)非自发形核机制和微合金组织韧化理论,选择Mn-Ni-Mo-Ti-B合金系进行X80管线钢匹配焊丝的试制.结果表明,合理选择和控制合金元素,可以获得理想的焊缝熔敷金属组织和强韧性以及低温韧性要求,试制的1号焊丝能够满足X80管线钢的使用要求.     

50 MW机组锅炉集箱的焊接

对厚壁集箱的焊接采用特殊焊丝进行手工钨极氩焊打底，为了增加焊缝金属厚度，采用焊条电弧焊过渡，最后用埋弧自动焊填充盖面，改善了焊工的劳动条件。为了保证埋弧自动焊的焊接质量，在焊接滚轮架上采取了多项措施，解决了集箱埋弧自动焊过程中的集箱“窜动”问题，通过调整埋弧自动焊的焊丝偏移量，确定了合适的焊接位置和合适的焊接工艺参数，提高了焊缝探伤合格率，保证了焊缝的各项力学性能符合产品设计的要求。     

埋弧焊焊丝MK65HGX-Ⅲ的开发和应用

介绍了用于焊接深海天然气输送用直缝埋弧焊管的焊丝MK65HGX-Ⅲ的开发背景及研制过程。采用该焊丝和优化的H08DG焊丝与高碱度烧结焊剂SJ102G匹配焊接11.525万tX65钢级厚壁管线管,其低温韧性、断裂韧性和焊接接头的横向拉伸性能均符合标准要求,且性能稳定,富余量较大。实际生产证明:MK65HGX-Ⅲ焊丝是一种高性能的新型埋弧焊焊丝,所焊接的钢管焊缝具有高强度、高韧性和高塑性,适用于大线能量(约65kJ/cm)的焊接,可推广应用到更高钢级(X80)和抗H2S腐蚀要求的焊管焊接。     

合金元素对12SiMoVNb抗氢钢埋弧焊焊缝金属热裂纹敏感性的影响

本文用横向可变拘束裂纹试验法研究了合金元素对12SiMoVNb 钢埋弧焊焊缝金属热裂纹敏感性的影响,指出了Si、Nb、Ni 和Mo 提高焊缝金属热裂纹敏感性,Cr、W、V 等降低焊缝金属热裂纹敏感性.在试验基础上,提出了具有良好抗裂性的Cr-W 合金系统的焊丝,解决了该钢埋弧焊时的热裂纹问题.     

不锈钢埋弧焊焊接特点研究

奥氏体不锈钢的物理特性与碳钢的差异较大，采用埋弧焊焊接不锈钢时，在同样的热输入下，不锈钢母材的熔化速度和对焊丝伸出端的预热作用比碳钢要大。在大量焊接试验的基础上，分析了不锈钢埋弧焊的特点，提出了不锈钢埋弧焊合理的焊接工艺，使不锈钢母材及焊丝的熔化速度和焊缝金属凝固速度平衡，从而避免了焊缝金属过烧和满溢，使不锈钢埋弧焊得到了广泛应用。     

X80高强度高韧性厚壁管线钢及高速埋弧焊接头性能

研究分析了西气东输二线用X80管线钢的组织和性能,通过TEM观察了晶体结构特征,表明X80管线钢晶粒细小、晶界纯净,金相组织均匀,力学性能稳定,是一种高强度、高韧性管线钢.针对这种X80管线钢高速埋弧焊,通过焊丝焊剂的成分设计和焊缝组织设计,以及高纯净度炼钢技术,研制出高性能焊丝焊剂,采用优化的焊接工艺,使焊接接头不但具有较好的力学性能,而且焊接工艺性能良好,实现了高强度厚壁管线钢的高速焊接,焊速可达1.70 m/min左右.     

细丝窄间隙埋弧焊工艺参数寻优

主要研究A105钢小直径焊丝埋弧焊时,电弧电压、焊接电流和焊接热输入对焊缝成形的影响.在反复调节不同焊接工艺参数进行平板表面堆焊试验的基础上,得出保证最佳焊缝成形时,电弧电压与焊接电流的关系,以及它们的最佳匹配值,并量化了焊接热输入与焊缝宽度之间的关系.为窄间隙埋弧焊提供了有益的经验,同时也为小直径焊丝焊接工艺的全面优化奠定基础.     

X70管线钢药芯焊丝CO2焊接

X70管线钢是我国首次生产的微合金化高强钢,并用于西气东输管线。X70作为我国西气东输管线用钢,除了可以采用螺旋焊管埋弧自动焊方法焊接以外,采用药芯焊丝CO2气体保护焊接,也具有良好的焊接性。本研究针对钢桩结构进行了焊接材料与工艺试验。试验试板采用强度等级为60kg级别的药芯焊丝     

大直径焊丝埋弧焊接工艺研究

根据工厂现有设备输出参数(电流、电压)的情况,通过引入埋弧焊用大直径焊丝(φ5.0?mm、φ6.0?mm)替代现有φ4.8?mm埋弧焊焊丝,以提高埋弧焊单位时间的熔敷效率,达到提高埋弧焊焊接效率的目的.由熔敷金属试验和焊接工艺评定试验验证,φ5.0?mm和φ6.0?mm焊丝熔敷金属及焊缝的力学性能和化学成分基本一致,均...     

X100管线钢埋弧焊匹配焊剂及其接头性能分析

采用均匀设计法对X100管线钢埋弧焊用烧结焊剂进行设计,选用其中5种高碱度氟碱性焊剂,配合焊丝进行埋弧自动焊接试验,着重分析了两种焊剂焊接接头的拉伸性能、金相组织、硬度、冲击吸收功及冲击断口形貌等.结果表明,焊剂中适量添加MnO对焊剂工艺、接头韧性有较大影响,它可以提高焊缝熔深,增加渣的流动性,抑制咬边,同时抑制高温铁素体的生成而对焊缝中针状铁素体的形成有利.所研制的5种焊剂中,2号焊剂焊接接头综合性能最佳,满足X100管线钢API—5L标准要求.     

螺旋管埋弧精焊工艺研究

试验研究了X80管线钢埋弧精焊工艺。通过对不同内外焊参数下多丝埋弧焊焊缝成形的研究,得到一组合理的焊丝搭配方案;利用焊缝和热影响区的金相组织照片分析了焊后接头的组织组成;通过试样的拉伸、弯曲、夏比冲击试验和接头硬度试验,对接头的力学性能进行了相应的分析和研究。