30CrMo合金表面堆焊Inconel625镍基合金的耐腐蚀性能

为了解决石油、天然气井口装置在高含硫介质中的强腐蚀问题,以30CrMo钢作采油树的阀体或阀盖材料,在其表面堆焊两层Inconel625镍基合金。采用全浸式均匀腐蚀试验测定堆焊层的腐蚀速率。结果表明,Inconel625镍基合金堆焊层的腐蚀速率约为30CrMo钢的腐蚀速率的1／8,Inconel625镍基合金具有良好的抗...     

双相不锈钢堆焊温度场数值模拟

采用有限元方法对2209双相不锈钢堆焊温度场进行了模拟,分析了道间冷却时间、焊接电流、电压及焊接速度对温度场的影响。结果表明,多层多道堆焊时,在道间留足够的冷却时间,可以降低各焊道的峰值温度和高温停留时间,降低后续焊道焊接时导致的温度升高,有利于保持堆焊层的相平衡;后续焊道堆焊时,会导致前面相邻焊道靠近后续焊道侧出现较高温度升高,对前面相邻焊道中心及更远处没有显著影响;多层堆焊时,后一层焊道焊接时,会导致前面一层对应焊道产生较高温升;焊接热输入增加,导致堆焊焊道峰值温度升高、高温区范围扩大,而且对前一道焊道造成的温升增大。     

基于响应面法的Inconel625镍基合金GTAW堆焊工艺优化

堆焊层稀释率和厚度是影响电弧堆焊质量的重要因素,它们是由各焊接参数相互影响综合作用决定的。文中通过中心复合设计试验方案,基于响应面法建立了Inconel625镍基合金GTAW堆焊参数（焊接电流、焊接速度、送丝速度）与响应值稀释率、堆焊层厚度之间的数学模型,分析了各焊接参数对稀释率和堆焊层厚度的影响,并对堆焊参数进行了优化。结果表明,文中试验条件下送丝速度对堆焊层的厚度有着显著的影响,焊接速度和焊接电流对堆焊层厚度的影响较小;焊接电流对稀释率的影响最大,而焊接速度的影响最小;焊接电流和送丝速度的交互作用对稀释率有着重要的影响。     

管板堆焊镍基合金625焊接工艺

镍基合金625是一种既具有高强度又有优异耐蚀性能的材料,在石油化工领域应用广泛,介绍了镍基合金625的焊接特点及焊接过程中的注意事项,同时采用带极埋弧焊方法,焊带为EQNi Cr Mo-3,焊剂为ES200,对管板堆焊镍基合金625进行了焊接工艺试验,通过无损检测、堆焊层化学成分分析、弯曲试验、晶间腐蚀试验、显微组织及显微硬度检验,验证了焊接工艺的合理性,选出了最优的焊接工艺参数,并指导实际产品的管板堆焊,获得了满意的效果。     

Inconel625合金堆焊层组织和性能的研究

采用钨极氩弧焊,在2.25Cr1Mo基体上堆焊Inconel625合金,并对堆焊层进行了金相观察和性能测试。结果表明:堆焊层的显微组织为树枝状奥氏体,堆焊层与基体熔合良好,无分离现象及裂纹、气孔等缺陷;堆焊层的硬度高于基体;在50℃的10%FeCl3溶液中,Inconel625表现出良好的抗腐蚀性能。     

外加纵向磁场GTAW平板堆焊温度场数值模拟与验证

利用ANSYS对外加纵向磁场作用下GTAW平板堆焊过程温度场进行了数值模拟,并进行了实验验证.结果表明.所采用的简单磁控焊接电弧热源模型在外加磁场作用下形成"钟罩形"电弧,模拟焊接温度场与实验结果基本吻合.     

基于ANSYS的柱塞堆焊过程温度场的数值模拟研究

利用有限元分析软件ANSYS对45钢表面堆焊复合金属层的焊接温度场进行三维计算机数值模拟分析研究,得到了不同焊接速度下任意时刻的焊接温度场情况,并进行比较分析,为焊接工艺改进和焊接接头结构疲劳相关研究提供了重要依据。     

剪切闸板堆焊Inconel 625合金与抗硫性能试验

为保障钻探高温高压、高含硫油气井的安全,剪切闸板需要承担在特殊情况下剪断井内钻具、密封井压和抗硫化氢应力腐蚀与开裂的作用,提出以低合金高强钢40CrNiMoA为剪切闸板材料,经正火、调质、激光淬火-渗氮及表面堆焊Inconel 625镍基合金工艺。在规定的时间内,通过对闸板母材与堆焊层作抗硫试验和现场将闸刀块置于高含硫化氢的油气井中作抗硫试验、剪切φ127 mm(5")的高强钢钻杆试验和密封试验,均能满足API Spec 16A推荐标准的技术要求,具有很高的硬度、强度、韧性和抗硫性能。因此,高强钢40CrNiMoA表面堆焊Inconel 625镍基合金,在高含硫化氢的酸性矿井中工作是安全和可靠的。     

耐蚀合金堆焊技术在土库曼斯坦南约洛坦项目的应用

小管内壁自动堆焊装置适用于小管直径φ150~φ300mm,选用熔化极气体保护焊(GMAW)焊接方法,与非熔化极气体保护焊(GTAW)相比,不但耐蚀堆焊层性能可达到GTAW的堆焊效果,而且其堆焊效果是后者的8~10倍,缩短了生产周期,节约了堆焊成本。在由川庆油建公司承建的土库曼斯坦南约洛坦气田100亿产能建设的国外工程中,该项技术广泛应用于22口单井站井口装置中的大部分管配件制造。     

国产镍基Inconel 625堆焊材料的力学性能与耐腐蚀性能

对国产Inconel 625型镍基材料的耐腐蚀性能进行研究,从国产镍基Inconel 625堆焊焊材的堆焊层取样,分别进行化学成分、剪切、弯曲、硬度等试验,化学成分和力学性能均满足技术要求;堆焊层进行晶间腐蚀、点腐蚀、应力腐蚀开裂(SCC)等试验,耐腐蚀试验数据较好,耐腐蚀性能优良。     

电火花堆焊温度场、应力场的二维与三维数值模拟

国内有文献报道，用电火花表面堆焊技术精密修复失重型失效零部件，但对其表面堆焊温度场、应力场的模拟并未系统研究，本文运用有限元软件ANSYS对电火花堆焊的温度场、应力场分别建立二维与三维模型，进行焊接过程模拟，并计算出了温度场、残余应力场的分布及残余变形的状况。二维计算得到的应力数值范围是-9MPa～57．5MPa，三维计算得到的应力数值范围是-12MPa-52MPa，并对二维模型进行残余变形分析，计算得到最大变形为0．861E-6m，证明了电火花堆焊这种精密修复工艺的优良性。     

我国核电事业的发展与 Inconel 690 合金的研制

针对目前中国新一代核电装备制造对镍基合金堆焊金属性能提出更高的要求,国际通用的690合金ERNiCrFe-7A 带极堆焊材料已难以满足 350 ℃高温强度和低DDC（Ductility dip cracking）裂纹敏感性要求。

通过对690合金中各元素作用的分析,确定690合金抗DDC的影响因素。

在690合金ERNiCrFe-13成分基础上,试制了WHDNi693焊带,并成功研制了配套埋弧焊焊剂WSJ693HR,依据所研制的焊接材料,进行了带极堆焊工艺评定试验。

研制的新型镍基合金ERNiCrFe-13带极堆焊材料,堆焊金属力学性能、耐腐蚀性能以及抗DDC性能优良。

     

40Cr钢平板表面激光堆焊三维温度场数值模拟

基于ANSYS数值模拟平台,建立了三维瞬态激光堆焊40Cr钢温度场有限元模型,利用APDL参数设计语言实现热源的移动,对40Cr钢表面激光相变硬化处理过程的温度场进行模拟,得出熔池温度随时间的变化规律,并对比了不同功率和不同扫描速度对温度场的影响。结果表明:随热源的移动,温度场呈现彗星状云图,且激光光斑前缘温度梯度大,后部温度梯度小;不同功率对比结果表明,在相同的激光扫描速度6 mm/s时,表面温度最大值随激光功率增大而升高,在900 W时达到4238℃;不同速度对比结果表明,在相同功率800 W时,表面温度最大值随激光速度增大而减小,在6 mm/s时达到3738℃。     

复合管管端堆焊Inconel625合金工艺及性能研究

采用福尼斯自动堆焊机及滚轮架设备、脉冲熔化极气体保护焊方法对规格为φ219.1 mm×(14.3+3) mm、材质为X65+316L的复合管管端内壁堆焊3mm厚、50mm长的Inconel625耐蚀合金层,堆焊后对堆焊层进行化学分析、金相组织观察和性能测试.结果表明,在堆焊层与基层界面处化学元素扩散不严重,未影响堆焊层的耐蚀性能;堆焊层的显微组织为树枝状奥氏体;堆焊层与基层形成致密的冶金结合,界面处没有出现气孔、裂纹及熔合不良等冶金缺陷;堆焊层的硬度高于基层;堆焊后界面结合强度平均为415MPa.     

Inconel 625堆焊接头组织与性能分析

采用焊条电弧焊在0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢表面堆焊Inconel 625,并对堆焊层的金相组织、化学成分、拉伸性能、弯曲性能及断裂形貌进行了分析测试。试验结果表明:堆焊接头焊缝熔合良好,未出现焊接缺陷;焊接接头抗拉强度达到780 MPa,断裂形式为韧窝状的韧性断裂;弯曲性能能够满足要求;堆焊层显微组织为枝晶状的γ组织;化学成分检测未见异常。     

移去热源前后中高碳钢堆焊温度场和应力场的数值模拟

以中高碳钢60CrMnMo为研究对象,测量了堆焊后的残余应力场.采用有限元分析对热源移去前后堆焊温度场和应力场进行了数值模拟.残余应力场实测结果与模拟结果基本吻合,证明了模型的有效性.温度场模拟获得了不同时刻整个试样的温度分布及试样上各典型截面的温度变化曲线.堆焊16 s后移去热源前后温度场分布有很大差异,堆焊结束后,热量迅速向下表面及周界方向传播.直至180s,试样温度场显现平衡态,传热基本停止,此时温度峰值位于靠近下表面心部,内外温差不大.利用温度场模拟结果模拟了堆焊热源移去前后几个关键时刻的瞬态过程应力.结果表明,应力峰值出现于热影响区与母材区交界面,跃变点前后变化十分显着.     

基于Elman网络算法的Inconel625合金堆焊稀释率的控制

文中建立了5-8-3结构的反馈Elman神经网络模型,以电弧长度、焊接电流、焊接速度、送丝速度和保护气流量为输入量,堆焊焊缝的熔宽、熔高和稀释率为输出量进行堆焊仿真计算分析.计算结果表明,Elman模型的预测结果比BP和GRNN神经网络更精确.建立了以电弧长度（X）、堆焊电流（Y）和送丝速度（Z）为空间坐标,堆焊稀释率δ等于f（X,Y,Z）为目标函数的四维图像来确定δ≤5%的堆焊工艺窗口.分别进行Elman模型仿真计算和堆焊工艺试验,得到的稀释率δ分别为2.55%和3.32%,仿真计算的稀释率的相对误差约0.8%,证实了Elman模型预测的Inconel625合金堆焊工艺窗口的可行性与可靠性.     

Inconel 718合金惯性摩擦焊温度场三维有限元数值模拟

根据能量守恒定律,在考虑摩擦面上周向摩擦对转速影响的基础上,提出了惯性摩擦焊的热输入模型,建立了Inconel 718合金惯性摩擦焊的三维有限元热力耦合模型,通过计算获得了其焊接过程中温度场的空间分布和时间分布,并分析了其变化特点.用基于热电偶的温度场检测系统对焊接过程中温度进行了实时检测,结果表明计算数据和试验结果基本吻合,这说明了该模型的可靠性,可以为Inconel 718惯性摩擦焊工艺参数的优化提供有效的依据.     

冷堆焊高硬度耐磨复合合金

运用正交试验法,试验测定了不同成分的熔炼焊剂与不同合金含量的陶质焊剂复合堆焊时,堆敷金属的主要成分、含量及渣系对堆焊层硬度与韧性的影响规律,探讨了其中各种合金元素的合适含量及比例、复合变质剂和活性剂的含量及影响、渣系的合理调整等,找出了陶质焊剂的最佳配方及合适的熔炼焊剂,并检测了其堆敷金属的硬度、耐磨性能、抗裂性能和金相组织,最终研制出了一种冷焊不裂、抗磨损性能不减、焊层硬度达HRC60的高硬度、高耐磨性自动堆焊复合合金。该研究对各种大型构件物料磨损面,在常温下自动堆焊提供了一定的参考数据。