新型超超临界S31035锅炉用钢焊接试验

针对700℃先进超超临界锅炉开发的310系列新型奥氏体耐热钢成分特点,分析了原材料的焊接性,结合备选焊材性能对比完成了焊材选型及焊接工艺方案,开展了小口径管TIG焊接工艺试验;对焊接接头进行了室温力学性能及高温持久性能测试,并分析了接头组织特征。试验结果表明,S31035锅炉用钢具有良好的焊接性,采用高匹配焊接材料可获得良好的接头性能及合格的显微组织。     

在用检验结果对P92钢的焊接工艺优化研究

P92钢是超超临界锅炉高温蒸汽管道用材料,具有良好的抗高温氧化和抗蠕变性能,研究其焊接特性并制订合理的焊接工艺,是保证超超临界锅炉机组安全运行的前提。本文通过试验和施工实践,通过焊接接头使用一定时间后的检验结果,总结了P92钢焊接工艺的技术要点。     

12Cr1MoV钢焊接接头开裂原因分析

在660 MW超超临界发电机锅炉的运行期间发现,其高温再热器12Cr1MoV钢入口管焊接接头开裂。对开裂的焊接接头进行了金相检验和能谱分析,以确定焊接接头开裂的原因。结果表明:裂纹位于焊接接头的热影响区粗晶区,有粗大、微小裂纹和孔洞;该焊接接头为小口径薄壁管与集箱短接管的对接焊,结构不合理,导致拘束度较大,存在残余焊接应力。此外,锅炉在使用中,入口管壁的实际温度高达580～610℃,在该温度区12Cr1MoV钢焊接接头对形成再热裂纹是敏感的。据此可以断定,高温再热器12Cr1MoV钢入口管焊接接头开裂,是由于锅炉使用中再次高温加热而产生再热裂纹所导致的。     

超超临界锅炉用新材料及对焊接接头的要求

介绍了超超临界锅炉采用的一些高温蠕变性能、高温抗氧化性能更好的新型材料,并概述了国内用于超超临界锅炉的新材料的成分及性能,简述了对新材料焊接接头的基本要求和焊接工艺要点.     

T92钢的焊接工艺和组织性能研究

T92钢是国家"863计划"项目之一的超超临界锅炉高温过热器管子材料,具有良好的抗高温氧化和抗蠕变性能.研究其焊接特性并制订合理的焊接工艺,是保证超超临界锅炉机组安全运行的前提.通过试验和施工实践,总结了1192钢焊接工艺的技术要点及焊接工艺对组织和性能的影响.     

电站锅炉厚壁蒸汽管道焊接接头开裂原因分析

通过宏观检查、成分分析、力学性能试验、金相检验、断口扫描电镜观察等试验方法及综合分析,对电站锅炉用厚壁蒸汽管道焊接接头开裂原因进行了分析。结果表明,焊接接头开裂泄漏的主要原因是由于焊接过程或焊后热处理控制不当,焊接接头中产生的再热裂纹在运行中承压扩展所致。     

国产SA-335P92钢的焊接工艺性能

新型马氏体耐热钢SA一335P92以其卓越的抗高温蠕变性能被广泛用于超超临界机组中。文中对国产SA-335P92钢的焊接性进行了试验研究,通过斜Y形坡口焊接裂纹试验和再热裂纹试验等确定了国产SA-335P92钢的预热温度和焊后热处理温度。然后选择合适的焊接材料和焊接工艺进行焊接试验,通过焊接接头的力学性能等试验证明国产SA-335P92钢能够满足使用性能的要求。     

P91耐热钢焊接接头服役组织与性能研究

P91耐热钢在超超临界电站锅炉的应用越来越广泛。采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、高温拉伸试验机等设备对不同服役年限的P91耐热钢焊接接头的微观组织及性能进行测试与分析。试验结果显示,随服役年限增加,接头各区晶粒尺寸逐渐长大,析出相逐渐粗化并向晶界聚集,析出相数量先增大再减小;焊缝区显微硬度逐渐下降,焊接接头高温抗拉强度逐渐减小,均断裂于母材,焊接接头性能满足要求。     

铁素体-奥氏体异种钢接头的界面组织及力学性能

为提高电站锅炉过热器铁素体－奥氏体异种钢焊接接头的高温蠕变断裂强度和服役寿命，设计了专用的镍基填充材料及组合焊接接头。通过对不同焊缝接头的高温蠕变力不试验，焊缝界面组织变化分析，碳扩散和热应力的测试分析，认为在高温低力的条件下，接头焊缝界面及热影响区碳元素扩散迁移和碳化物聚集是影响接头蠕变断裂强度的重要原因。     

热处理对TP304H/R102异种钢焊接接头组织和性能的影响

为了改善电站锅炉受热面管系高温段铁素体-奥氏体异种钢焊接接头的高温性能,提高接头的服役寿命,制定了专门的热处理制度和时效处理条件。通过力学性能测试、高温持久强度试验和光学金相组织观察等方法,分析了焊态及不同热处理制度下TP304H/R102异种钢接头的常温力学性能、不同时效条件下的显微组织、硬度分布及碳迁移等情况。结果表明,在选定的填充材料和焊接工艺下,适当的热处理制度,对消除TP304H/R102异种钢接头的淬硬倾向,提高低合金耐热钢的组织稳定性,减少碳迁移扩散(从低合金钢侧向焊缝金属)和碳化物聚集,保证高温持久强度、改善接头使用状况起到了积极作用。     

Relationship between microstructures and mechanical properties of resistance spot welded joint of spring steel

0IntroductionSpring steel(65Mn,60Si2Mn) has a high carbon e-quivalent (Ceq≈0.9) and strong hardening capacity. Inresistance spot welding process, the cooling rate of nuggetand heat-affected zone is quite rapid (about 104 -105℃/ s),and martensite which has high hardness forms atthe spot welded joint. Martensite structure, which is hardand brittle, makes mechanical properties of the resistancespot welded joint of spring steels greatly decline. There-fore, the weldability of resistance spot w…     

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。     

应变时效对高应变管线钢焊接接头断裂韧性的影响

为探究应变时效对高应变管线钢焊接接头的影响,对应变时效前后高应变管线钢焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究. 通过硬度测试、断裂韧性试验、数字图像相关(DIC)应变测试方法探究了应变时效处理前后高应变管线钢焊接接头的力学性能特点. 并基于光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)及X射线衍射技术分析了应变时效处理前后焊接接头的微观组织及亚结构特点. 结果表明,应变时效处理后,焊接接头的显微组织未发生明显变化,但内部微裂纹数量增多,焊接接头断裂韧性呈下降趋势,且下降幅度随预应变程度的增大而增大. 分析发现,位错密度增大,应变集中程度伴随几何必要位错密度的升高是导致焊接接头塑性变形能力下降,断裂韧性恶化的重要原因.     

Characterization of Mechanical Properties and Residual Stress in API 5L X80 Steel Welded Joints

The use of high-strength and low-alloy steels, high design factors and increasingly stringent safety requirements have increased the operating pressure levels and, consequently, the need for further studies to avoid and prevent premature pipe failure. To evaluate the possibility of improving productivity in manual arc welding of this type of steel, this work characterizes the mechanical properties and residual stresses in API 5L X80 steel welded joints using the SMAW and FCAW processes. The residual stresses were analyzed using x-ray diffraction with the sin² ψ method at the top and root of the welded joints in the longitudinal and transverse directions of the weld bead. The mechanical properties of the welded joints by both processes were characterized in terms of tensile strength, impact toughness and Vickers microhardness in the welded and shot peening conditions. A predominantly compressive residual stress was found, and shot peening increased the tensile strength and impact toughness in both welded joints.     

热处理工艺对M390/304 CMT焊接接头微观组织及力学性能的影响

基于改善M390高碳马氏体不锈钢与304奥氏体不锈钢焊接接头的力学性能特别是提高焊接接头硬度,以达到高端刀具生产的要求,对冷金属过渡焊接M390高碳马氏体不锈钢与304奥氏体不锈钢获得的焊接接头进行不同工艺的热处理研究.采用拉伸、维氏显微硬度测试及扫描电镜(SEM)表征不同热处理工艺的焊接接头力学性能及微观组织演变,统计了不同热处理工艺下焊接接头中M390母材、M390细晶区和M390粗晶区等区域的碳化物分布,研究了不同热处理工艺下焊接接头的断裂机理.研究结果表明,在1 150℃水淬热处理工艺下焊接接头既满足刀具钢硬度的要求,又具有良好的力学性能,可以作为M390/304焊接接头的最佳热处理工艺,对应焊接接头的抗拉强度和断后伸长率为502 MPa和20.8%,抗拉强度和断后伸长率分别是焊态的98%和95%. 1 150℃水淬热处理工艺的M390母材、细晶区和粗晶区中碳化物平均尺寸最小,碳化物形貌以细小的块状均匀分布.淬火温度升高,抗拉强度和断后伸长率均呈现出先下降后升高的趋势,随着冷却速度的减小,抗拉强度和断后伸长率均呈现出下降的趋势.不同热处理工艺下焊接接头的断裂位置在M390粗晶区...     

装配条件对X80钢外根焊接头成分与性能的影响

摘要： X80钢管道铜衬垫外根焊全自动焊接过程中,装配条件的改变对铜衬垫熔化导致的Cu元素向焊缝扩散及接头的力学性能具有一定影响。系统地分析了不同对口间隙与错边量对X80钢管道铜衬垫外根焊全自动电弧焊接接头的Cu元素含量和力学性能的影响。通过能谱分析和化学成分分析对焊缝中的Cu元素含量进行表征,利用拉伸试验、常温冲击试验及背弯和侧弯试验测量不同装配条件下接头的力学性能。结果表明,对口间隙大于1.0 mm或错边量大于3.0 mm的装配条件下焊缝成形质量差;在保证获得良好焊缝成形的条件下,对口间隙和错边量的增大会导致根焊层底部Cu含量的增加,但不同条件下焊缝的Cu元素含量均低于0.5%(质量分数),铜衬垫的使用对焊缝Cu元素含量影响不大。接头的力学性能测试结果显示,不同装配条件下得到的接头抗拉强度和冲击韧性差异较小,且拉伸试样均断裂在母材位置,热影响区的冲击韧性优于焊缝,而对口间隙和错边量的增加会降低接头的弯曲性能。 创新点： 研究了不同装配条件对X80钢管道铜衬垫外根焊接头的Cu元素含量和力学性能的影响,发现对口间隙和错边量的增大会导致根焊层底部Cu元素含量的少量增加及接头弯曲性能的下降,而对接头的抗拉强度及冲击韧性无显著影响。     

400MPa级超细晶粒钢电弧焊焊接接头组织与性能

采用普通电弧焊方法（手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊、埋弧焊）对400MPa级超细晶粒钢进行焊接,并对不同工艺条件下的焊接接头的组织与性能进行了分析。结果表明,400MPa级超细晶粒钢电弧焊焊接接头热影响区存在着明显的晶粒长大现象;手工电弧焊和埋弧焊焊接接头性能明显下降,而二筘化碳气体保护焊焊接接头性能下降不明显。根据试验结果,实际生产中可以利用二氧化碳气体保护焊方法焊接400MPa级超细晶粒钢。     

Mechanical and technological properties of welded joints produced after plasma cutting

The results of investigations of the mechanical properties of welded joints produced after cutting 09G2N steel by mechanical methods and by plasma torches of different design are presented. It is shown that the impact toughness and static bend strength of the welded joints, produced after plasma cutting without removing the zones of the thermal effect, are not inferior to the parameters obtained after mechanical cutting. In the application of the new single-circuit plasma torch for cutting metals prior to welding, it is possible to produce high-quality welded joints with high productivity and low energy consumption.     

激光冲击对X70管线钢焊接接头H_2S应力腐蚀断口的影响

利用激光冲击波对X70管线钢焊接接头进行了改性处理,通过慢应变速率法（SSRT）研究了其在NACE（national association of corrosion engineers）标准饱和H2S溶液中应力腐蚀的敏感性,并对其断口进行SEM观察,分析了激光冲击处理对X70管线钢焊接接头抗H2S应力腐蚀开裂（SCC...     

异种钢焊接接头失效机制的研究进展

由于异种钢理化特性的差异,在焊接过程中导致焊接接头的界面分布和裂纹失效机理与同种钢有所不同。文中从异种钢焊接接头的失效机制入手,介绍碳迁移导致熔合区出现软化和脆化现象,分析在焊接过程中导致其力学性能降低的本质原因,详细解释Type-II晶界和“白亮层”的形成机理,分析在高应力水平下异种钢焊接裂纹的形成机理和抑制措施。通过对异种钢焊接接头失效的本质原因进行系统性论述,为异种钢焊接失效机制的深入研究和工程应用提供理论指导,并提出针对异种钢焊接接头常见失效问题的解决方案。 创新点： (1)从焊缝过渡区域的特性着手,分析异种钢焊接接头失效机制的研究进展,提出抑制过渡区域中Type-II晶界的形成、缩小“白亮层”的宽度是提高焊接接头性能的关键措施。通过整理前人对异种钢焊接过程中的碳迁移过程的定量研究,明确了由于碳迁移造成的异种钢焊接接头软化和脆化机理。(2)提出基于精确施加冷源从而定量控制焊接热应力和残余应力的分布情况,是可能改善异种钢焊接裂纹失效问题的有效措施。