800MPa级低合金高强钢焊接工艺试验

本文针对乌东德水电站压力钢管制造,分别采用手工电弧焊、埋弧自动焊、富氩气体保护焊进行现场焊接工艺试验,通过分析研究焊接工艺试板力学性能,确定了合理的焊接工艺（埋弧自动焊）参数,为800MPa级低合金高强钢超大型压力钢管制造提供了经验借鉴。     

590 MPa级高强钢双面双弧立焊焊缝组织性能

为研究590 MPa级高强钢双面双弧工艺得到的焊接接头组织与性能的关系,采用钨极氩弧焊(TIG)与熔化极气体保护焊(MAG)方法获得成型良好的焊接接头,经过拉伸、冲击、弯曲试验及光学显微镜、扫描电镜、EBSD分析,对590 MPa级高强钢双面双弧立焊打底焊与盖面焊焊接接头的组织及性能进行了研究.结果表明:打底焊缝组织主要为贝氏体,盖面焊缝组织以贝氏体与针状铁素体为主;打底焊缝经历过一次热循环后组织得到一定程度的细化;打底焊缝硬度值与盖面焊缝相近,盖面焊缝热影响区最高硬度值高于打底焊缝热影响区最高硬度;2 mm坡口间隙性能较5 mm坡口间隙有较大提高,2 mm坡口间隙断口以韧窝断裂为主,5 mm坡口间隙断口以解理断裂为主.     

钛合金焊接接头组织性能研究进展

钛合金焊接在航天、海洋、化工等众多领域广泛运用,如何优化钛合金焊接接头组织、成分及分布,提高焊接质量成为人们关注的焦点。总结了不同热处理和填充物对钛合金焊接接头组织和性能的影响:焊后热处理可以稳定组织和调整相的尺寸及分布,提高焊接接头的强度或塑性;合适的填充焊丝和焊缝中焊丝所占的比例,可以在保证接头强度的同时改善其塑性和冲击韧性。最后展望了钛合金焊接和填充物的研究方向。     

高强钢焊接接头显微组织的研究进展

综述了热输入、合金元素、冷却速率和应变速率对高强钢焊接接头显微组织的影响和高温共聚焦显微镜原位观察高强钢显微组织的最新研究进展,总结了高强钢焊接接头粗晶热影响区显微组织的转变机理.结果表明:通过延长冷却时间、减少热输入量、控制合金元素的含量和采用预处理提高应变速率等方法,可以调控高强钢焊接接头显微组织中马氏体、粒状贝氏...     

T91钢焊缝及热影响区显微组织图象分析

T91钢具有良好的高温抗氧化性和抗腐蚀性,该钢含8％－9．5％Cr,合金含量复杂,焊接难度大,运用金相显微镜和扫描电镜（SEM）分析了不同爆接工艺条件下T91耐热钢焊缝及热影响区或区域显微组织特征,利用XQF－2000型显微图象分析仪对显微组织中各相的相对含量和奥氏体晶粒度进行了测量,分析了焊接线能量对T91钢焊接接头区组织性能的影响,结果表明,采用多道焊焊接工艺,严格控制焊接线能量在16kJ/cm左右,可以防止T91钢焊缝区奥氏体晶粒粗大,避免在热影响区出现声状铁素体组织,从而保证焊接接头区具有良好的组织性能。     

Al-Zn-Mg合金焊接接头性能分析

对研制的Al-Zn-Mg合金和焊丝施焊后的焊接接头进行了宏、微观组织分析以及力学性能测试。结果表明,焊接系数可达76．6％。焊接接头最薄弱的环节是焊缝区,其次是焊接热影响区的软化区。提高焊接接头的力学性能关键是焊丝成分进一步优化。另外,焊接接头留有余高可以在一定程度上提高其承载能力。     

线能量对铝/钢双光束激光焊接接头组织及性能的影响

为了研究线能量对铝钢异种金属双光束激光焊接接头组织和性能的影响,本工作通过激光双光束铝钢搭接焊工艺优化实验,获取了焊接工艺窗口,研究了焊接线能量与焊缝成形、显微组织和接头性能的关系.结果表明:不同焊接速度下,线能量过大或过小将导致焊缝出现坑洞或未连接,焊接速度超过0.05 m/s时,线能量的最高值和最低值基本维持不变,且线能量与熔深成正比,与熔宽无相关性.低线能量的焊接接头的抗剪切力为130.70 N/mm,断裂位置位于铝合金焊缝,而高线能量的焊接接头的抗剪切力仅有35.76 N/mm,断裂位置位于铝钢界面焊缝.低线能量接头的显微组织为板条马氏体,显微硬度的最高和最低值分别位于热影响区和焊缝中心,而高线能量接头的显微组织为粗大柱状晶或片状马氏体,显微硬度的最低值位于熔合区.在低线能量和高线能量接头处,主、辅助光束共同作用面积分别占整个焊缝截面积的1/3和2/3.     

Q960E超高强钢焊接接头组织和性能研究

目的 对Q960E超高强钢的焊接工艺进行研究以获得高强高韧的焊接接头。方法 选择超高强钢Q960E作为母材、FK1000ER120S–G焊丝作为填充材料进行MAG焊,采用改变焊接电流的方式来研究焊接热输入对焊接接头组织和性能的影响。结果 当焊接电流为155～230 A时,均获得了全焊透无明显缺陷的焊缝。随着焊接热输入的增大,焊接接头中各亚区宽度增大,其中焊缝区变化最为显著,在最小热输入条件下焊缝宽度为3.98 mm,在最大热输入条件下焊缝宽度增至5.53 mm。对焊接接头进行组织分析发现,焊缝组织主要为针状铁素体和板条马氏体;完全相变区组织主要为板条马氏体;未完全相变区组织主要为回火马氏体和部分重结晶形成的马氏体。硬度测试表明,在热影响区的回火区发生了软化现象,最低硬度仅为290HV;在完全相变区发生了硬化现象,硬度最大值可达500HV。在不同热输入条件下,焊接接头各亚区硬度变化趋势一致,焊接接头抗拉强度为995～1 076 MPa,拉伸试验均断裂在热影响区,断后伸长率为9.33%～10.21%,断裂时存在颈缩现象,为韧性断裂。随着热输入的增加,粗晶区马氏体板条束宽度增大,未完全相变区...     

SA240-S31803双相不锈钢焊接接头组织研究

研究了SA240-S31803双相不锈钢的焊接工艺,分析了双相不锈钢的相组织,结果表明,焊接接头的铁素体相比例约为35%～69%,焊缝打底层的铁素体含量比盖面层降低约15%,同焊接位置的焊缝比较,热影响区铁素体含量降低约20%。     

ZC71镁基复合材料激光焊接接头组织分析

前言:研究表明,镁基复合材料激光焊接接头的组织没有明显的热影响区,焊接接头狭窄,接头成形较好,焊接接头晶粒细小;Mg在焊接接头中蒸发,引起Zn含量的相对增加,但并不严重;运用扫描电镜观察了焊缝区以及母材区的金相组织,并进行对比,结果表明镁基复合材料的激光焊接接头微观组织与母材相     

焊接热循环对1 000 MPa级焊缝金属组织性能的影响

为研究多层多道焊对1 000 MPa级焊缝金属组织性能的影响,采用热模拟试验对末道焊缝金属进行一次及二次焊接热循环,并通过冲击、硬度试验,利用金相显微镜、扫描电镜、透射电子显微镜和电子背散射衍射技术分析热循环后焊缝金属组织性能的变化规律.结果表明:单次热循环下,随着峰值温度(Tp)的升高,冲击韧性逐渐下降,显微硬度先上升后下降;TP为800℃时出现了软化现象,显微硬度326 HV,冲击韧性较高为64 J;TP为950℃时,其奥氏体晶粒相对细小,具有良好的综合力学性能;TP为1 350℃时,显微硬度最高为383 HV,冲击吸收功只有19 J,其脆化原因是冷却时获得粗大原奥氏体晶粒以及粗大的、且方向性较为一致的板条马氏体和贝氏体硬脆组织;经800℃的二次循环后,再次出现软化现象,显微硬度为313 HV,并且焊缝热影响区中残余奥氏体体积分数为1.39%,冲击韧性得到改善为59 J.     

Influence of precipitation on dislocation substructure and creep properties of P91 steel weld joints

Abstract

Two trial weld joints were prepared using the GTAW and SMAW methods and they underwent creep testing at temperatures between 525 and 625°C. The longest time to rupture was 45,811 h. Two main processes occurred during creep exposures: recovery and precipitation of secondary phases. Slight coarsenings of the M₂₃C₆ carbide, precipitation of Laves phase and Z-phase were observed after long tests at high temperatures. Some differences in microstructure and creep failure were found in the individual zones of weldments. After long exposure at temperatures up to 600°C, fractures occurred in the fine-grain heat-affected zone as a result of a low density of fine vanadium nitride and a high density of coarse particles at grain and subgrain boundaries. At 625°C, growth of Laves phase caused a softening of the ferritic matrix and crack propagation in the weld metal.     

1 200 MPa级HSLA钢的SH-CCT曲线及其热影响区组织与性能

为在工程应用中对焊接工艺的合理选取与制定提供理论和试验依据,采用焊接热模拟技术研究了800~500℃冷却时间(t8/5)对1 200 MPa级低合金高强钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)显微组织和性能的影响.结果表明:t8/5为6~20 s时,该钢热影响区的粗晶区组织为板条马氏体,硬度为477~456 HV5;随着冷却时间的延长,组织中开始出现板条贝氏体,在t8/5为60 s时硬度下降到380 HV5;当t8/5为60~600 s时,粗晶区组织为板条贝氏体和粒状贝氏体,硬度为380~300 HV5;t8/5600 s时粗晶区组织主要为粒状贝氏体,硬度为300~315 HV5.试验钢碳当量为0.626%,冷裂纹敏感系数为0.335%,说明其淬硬倾向较大,焊接热影响区容易产生裂纹.     

固溶处理对304/Q245R焊接接头组织及性能的影响

为研究固溶处理对304奥氏体不锈钢和Q245R碳钢异种金属焊接接头显微组织及性能的影响,采用E309-16奥氏体不锈钢焊丝对6 mm厚的304/Q245R板材进行手工电弧焊,焊后使用箱式电阻炉对焊接接头进行固溶处理,对焊接接头进行显微组织观察和力学性能测试.结果表明:相对于固溶处理前,固溶处理后的接头焊缝组织为灰色奥氏体和黑色铁素体,枝晶偏析程度明显降低,Cr、Ni等合金元素分布较为均匀;焊缝和碳钢侧热影响区硬度值均有所提高,最高硬度值为304.59 HV,出现在焊缝位置;接头抗拉强度较高,达570 MPa,拉伸断裂发生在母材Q245R碳钢部位.另外,对焊缝进行XRD测定,未检测到不利于接头性能的相,这表明固溶处理后的异种金属接头性能良好,能够满足工程中的实际需求.     

TWIP钢激光拼焊板的力学性能及微观组织分析

为评价TWIP钢的焊接性能,对1.2 mm厚的Fe-Mn-C系TWIP钢进行了激光拼焊实验,用线扫描分析了锰元素的分布,对拼焊板进行了拉伸试验,用扫描电镜观察了拉伸断口形貌,采用背散射电子分析技术分析了拉伸前后的组织变化及孪晶形成,测试了维氏硬度的分布曲线.实验结果表明:焊缝区未发生Mn元素的挥发,室温下为显著的柱状枝晶铸态组织;断裂发生在存在气孔等微小缺陷的焊缝区,拼焊板强度与母材接近,韧性显著降低;拉伸过程中有大量的形变孪晶形成,拉伸前后均为全奥氏体组织.     

焊接参数对铁素体不锈钢搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响

对4mm厚T4003铁素体不锈钢进行搅拌摩擦焊接工艺实验,研究焊接参数对接头组织特征、硬度分布及常温和低温冲击韧性的影响。结果表明:接头搅拌区和热力影响区由铁素体和马氏体双相组织构成;接头搅拌区组织沿试样厚度方向存在非均质性,且随转速的降低及焊接速率的增加越发显著;转速从150r/min增加至250r/min,前进侧热力影响区组织呈现小梯度过渡趋势,无明显变形拉长特征。焊缝硬度分布相对均匀,其最高硬度为290HV,约为母材的1.87倍。焊接参数和温度对接头的冲击吸收功有较大影响:常温(20℃)下,热影响区为母材的90%～92%,搅拌区为母材的85%～103%;低温(-20℃)下,热影响区为母材的87%～97%,搅拌区为母材的82%～95%,表明焊缝区仍具有较好强韧匹配。     

调质工艺对X80级管件钢性能与组织影响研究

为研究调质工艺对X80级管件钢的性能和组织影响,通过力学性能检验、光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、萃取复型及电子背散射衍射(EBSD)等手段,研究了同一温度淬火后,不同回火温度对X80级管件钢性能和组织的影响.结果表明,经940℃淬火后,在500~650℃范围内回火,试验钢的屈服强度和抗拉强度随回火温度的升高均先增加后降低.随回火温度的升高,试验钢由板条贝氏体铁素体(BF)和粒状贝氏体(GB)的混合组织转变为GB和准多边铁素体(QF)混合组织,M/A岛由细长条状变为颗粒状,并发生分解,BF中的板条亚结构逐渐弱化.在500~600℃范围内,组织中析出相随回火温度升高逐渐增多,600℃时析出相开始聚集长大,温度继续升高,析出相尺寸明显增大.回火过程中,试验钢屈服强度受基体组织软化和析出强化两方面的影响.试验钢的低温冲击韧性随回火温度升高逐渐增大,主要是大角度晶界比例增加所致.     

回火温度对1500MPa级Nb-Ti低合金直接淬火钢组织与性能的影响

通过低成本成分设计,在控制轧制的基础上,应用直接淬火+回火工艺制得抗拉强度1 500 MPa级经济型低合金高强高韧钢,测定了该合金成分体系的连续冷却转变曲线,研究了不同回火温度对直接淬火钢组织与力学性能的影响.结果表明:随着回火温度的升高,试验钢抗拉强度逐渐下降,屈服强度先升高后降低,-40℃冲击功则呈现出先升高、后降低、再升高的趋势.回火温度为200℃时,试验钢获得了最优的综合力学性能,抗拉强度达到1 730 MPa,屈服强度为1 400 MPa,-40℃冲击功为43 J.     

A comparative analysis of metallurgical and mechanical properties of friction welded and post weld heat treated (oil quenched) duplex stainless steel joints

The effects of post weld heat treatment (PWHT) and oil quenching on the metallurgical and mechanical properties of the duplex (UNS S31803) welded joints were evaluated at three different temperatures namely 1080, 1150 and 1200 °C. The microstructural variation, austenite/ferrite phase changes, grain size measurements and microhardness aspects of the welded joint were observed. The fraction of ferrite and austenite phases was equivalent at 1150 °C. Nickel element was more efficient in controlling the twin phase balance. Finer grain structure was achieved at 1150 °C due to recrystallization effect. Twin phase presence and absence of precipitates were confirmed through XRD and TEM which followed Kurdjumov–Sachs relationship. At a heating pressure of 40 MPa, heating time of 4 s, an upsetting pressure of 80 MPa, and an upsetting time of 2 s during a PWHT at 1150 °C, a 50/50 balance between the duplex phases, fine grains, and increased microhardness were obtained.