Heterogeneous Microstructure-Induced Mechanical Responses in Various Sub-Zones of EH420 Shipbuilding Steel Welded Joint Under High Heat Input Electro-Gas Welding

Heterogeneous microstructure-induced mechanical responses in EH420 shipbuilding steel welded joint by electro-gas welding processed have been systematically studied by scanning electron microscopy,electron backscatter diffraction and mechanical testing.Comparing with the coarse-grained heat-affected zone (CGHAZ),the weld metal presents higher toughness (129.3 J vs.37.3 J) as it contains a large number of acicular ferrites with high-angle grain boundaries (frequency 79.2％) and special grain boundary Σ3 (frequency 55.3％).Moreover,coarse austenite grains in CGHAZ and slender martensite-austenite constituents between bainite laths may likely facilitate crack propagation.Polygonal ferrites and tempered pearlites formed at the junction of the fine-grained heat-affected zone and the intercritical heat-affected zone induced a softened zone with an average hardness of 185 HV0.5,which is the main reason for the occurrence of tensile fracture.     

大线能量焊接用钢模拟热影响区的组织与性能

研究了一种低碳低合金600MPa级耐大线能量焊接用钢模拟大线能量输入焊接粗晶热影响区（简称CGHAZ）的微观组织及力学性能。结果表明，大线能量模拟CGHAZ具有优良的强韧性配合（σs≥490MPa，σb≥610MPa，-20℃时AKV≥47J）。模拟热循环过程中CGHAZ中的高温稳定的复合夹杂物促使针状铁素体的形成，针状铁素体的数量与输入线能量有关。奥氏体和铁素体晶粒大小及针状铁素体数量显著影响焊接粗晶热影响区的力学性能。     

回火温度对大线能量焊接用钢组织和性能的影响

通过常规力学性能测试设备、光学显微镜和扫描电镜研究了不同回火温度对一种大线能量焊接用钢性能和组织的影响。结果表明:试验钢在TMCP状态下的组织为铁素体+贝氏体+少量马氏体;高温回火后的组织主要为铁素体+回火索氏体,且析出了部分碳化物。断口呈韧窝特征,夹杂物一般为Al2O3、MnS和TiO2的两种或多种复合型夹杂物。随着回火温度升高,铁素体基体上的碳化物聚集长大。经过回火处理后,试样抗拉强度急剧下降,而冲击韧性得到大幅改善,延伸率逐渐升高,其最佳回火温度范围是600～630℃。     

船板生产工艺对高热输入焊接性能影响的对比与分析

利用热模拟技术研究了两种成分船板分别通过传统热轧和热机械轧制生产,经高热输入焊接后热影响区各区域的性能,观察了组织形态和晶粒尺寸的变化.结果表明,完全重结晶区性能与母材无关,部分重结晶区和粗晶区性能与母材性能有直接关系.粗晶区是热影响区中性能最薄弱的部位.碳当量是决定组织形式和韧性的主要因素,采用TMCP工艺有利于提高高热输入焊接性能.低碳当量设计和TMCP工艺相结合是生产具有良好高热输入焊接适应性船板的合理方法.     

新型EH36高强船板钢的气电立焊试验研究

分析了气电立焊的工艺特点和焊接熔深的影响因素,建立了气电立焊焊接热输入与坡口截面尺寸的回归方程,回归结果表明,两因素间线性相关非常显著,可以由坡口截面尺寸来控制焊接热输入大小.分析了气电立焊HAZ区性能变化规律,提出了应以焊接热输入控制为准则的工艺设计思想.进行了新型EH36高强船板钢的气电立焊试验,结果表明,经热输入为186 kJ/cm焊接,在-40℃条件下焊接HAZ区具有较高的冲击吸收功,各项力学性能完全满足船规要求,该钢具备高热输入焊接的适应性.     

低焊接裂纹敏感性高能量焊接用钢的应变时效行为

研制了一种低焊接裂纹敏感性高能量输入焊接用低合金高强钢,并研究了其冷应变时效行为.结果表明,该钢经2.5%及5%拉伸冷应变和应变时效后在常温及-40℃冲击吸收功分别高于100 J和47 J,与基材的冲击吸收功相近,试验钢时效脆性倾向不显著.金相组织观察显示,2.5%及5%拉伸冷应变试样中亚晶粒发生了塑性应变,原奥氏体晶粒未发生明显应变.     

高强高韧性管线钢埋弧用焊丝的研制

研制的高强高韧性管线钢用埋弧焊丝与SJ10 1和SJ10 2焊剂匹配后的熔敷金属不仅具有很高的强度 (σs≥ 5 4 0MPa) ,而且还具有优良的低温韧性 (AKv - 1 0℃ ≥ 12 0J)。该焊丝的研制满足了屈服强度超过 5 0 0MPa以上管线钢对焊缝熔敷金属性能的要求。研究结果表明 ,要保证熔敷金属具有较佳的强韧性匹配 ,熔敷金属中的合金元素总量必须满足Ceq≥ 0 .38,Pcm≥ 0 .17,才能保证熔敷金属的强度 ,以及具有以针状铁素体为主焊缝组织 ;在文中的合金系统下 ,随着熔敷金属中C、Mn元素含量的增加 ,熔敷金属的针状铁素体组织的含量增加 ,韧性得到提高。随着焊剂碱度值的增加 ,熔敷金属中的氧含量降低 ,C、Mn元素增加 ,使得熔敷金属中的合金元素更趋向于最佳的配比 ,从而提高了韧性。     

大线能量焊接用结构钢的研究进展

大线能量焊接钢板具有广阔的市场前景,已成为厚板的发展趋势。本文综述了目前国内外提高钢大线能量焊接性的主要技术手段,介绍了大线能量焊接用结构钢的开发应用情况,为大线能量焊接钢板的开发提供借鉴。     

交流方波在多丝埋弧焊中的应用研究

通过交流方波电源参数的对比性试验研究,得出占空比波形参数的调整比偏置波形参数的调整更能有效地控制埋弧焊缝金属熔敷率的结论。进一步试验证明：电源波形的占空比参数对焊接热输入存在较大的影响,当多丝埋弧焊采用较小占空比时,有利于提高焊接接头的低温冲击韧性。     

Microstructural Evolution and Toughness in the HAZ of Submerged Arc Welded Low Welding Crack Susceptibility Steel

Microstructural characteristics of different sub-regions of heat affected zone (HAZ) of low welding crack susceptibility steel weldment were investigated by using optical microscopy and scanning electron microscopy equipped with electron backscattered diffraction system. And the focus was put on the correlation between microstructural characteristics and HAZ toughness of the weldment. The results reveal that the toughness of fusion line zone (FLZ) specimens is much lower than that of fine grained HAZ (FGHAZ) specimens. The coarse inclusions in the weld metal and the large martensite-austenite constituents in the coarse grained HAZ (CGHAZ) have an obvious negative effect on the crack initiation energy of FLZ. Meanwhile, the coarse granular bainite with large effective grain decreases the crack propagation energy seriously. By contrast, fine crystallographic grains in the FGHAZ play a key role in increasing toughness, especially in improving crack propagation energy.     

大热输入焊接EH36船板钢接头力学性能

以EH36高强度船板钢为研究对象,通过拉伸和冲击分析试验手段,对EH36船板钢不同热输入埋弧焊接头进行了力学性能测试,同时采用扫描电镜对冲击试样断口形貌进行分析.结果表明,所有断裂均发生在拉伸试样的母材区,EH36船板钢在大焊接热输入条件下,焊缝和焊接热影响区的强度好于母材,并没有出现热影响区软化现象;随着焊接热输入增加焊缝的冲击韧性降低,从焊缝和熔合区断口形貌来看,断裂类型为韧性断裂和准解理断裂的混合断裂.随着远离熔合线距离的增加,冲击吸收功有增加的趋势,在距离熔合线4 mm处的冲击吸收功跟母材接近,说明该位置处韧性基本不受焊接热循环的影响.     

10CrNi3MoV钢手工电弧焊接维修预热温度的估算

利用图表法对10CrNi3MoV钢手工电弧焊接维修预热温度进行估算,并分析了化学成分、焊接热输入、板厚对预热温度的影响.结果表明,随着钢板的碳当量增加、焊接热输入降低和板厚增加,焊接预热温度升高.采用图表法预测10CrNi3MoV钢焊接预热温度与实际斜Y型抗裂性试验结果具有较好的一致性,用图表法估算焊接预热温度具有较好的工程适应性.     

16Mn钢埋弧焊接头组织及其性能研究

采用交流和直流反接焊接工艺，在相同焊接速度下对16Mn钢进行自动埋弧焊接试验。研究了交流和直流反接两种型式下焊丝金属熔敷率、焊接接头金属组织以及接头的力学性能。结果表明：交流和直流反接两种型式下焊接获得的焊接接头均具有良好的力学性能；与直流反接焊接比较，交流焊接时焊丝金属熔敷率较高；交流焊接焊缝区金属中形成了魏氏组织，致使焊缝金属冲击韧度值降低：交流和直流反接两种型式下焊接获得的焊缝和热影响区金属冲击韧度值均高于母材的冲击韧度值。     

热输入对TCS不锈钢焊接热影响区组织的影响

针对新型铁路车辆用TCS铁素体不锈钢，研究了热输入对其焊接热影响区粗晶区组织特征的影响，并以此提出了其合理的焊接热输入范围为5．8～8．3kJ／cm。     

能量配比对激光-MIG复合焊接头残余应力的影响

采用不同激光/电弧能量配比(QRLA)对8 mm厚Q345钢板进行激光-MIG(metal inert gas,MIG)复合焊接,研究了QRLA对复合焊接头的截面形貌和显微组织的影响,并分析了不同QRLA下焊接过程的温度场和接头残余应力分布的变化规律.结果表明,随着QRLA增大,熔宽显著下降,焊接过程的最高温度略有升高...     

线能量对2205双相不锈钢焊缝及热影响区组织的影响

采用手工电弧焊在平板上堆焊的方法,研究了不同线能量参数对2205双相不锈钢焊缝和热影响区组织的影响规律。结果表明,焊接线能能量对一次结晶的焊缝显微组织的相比例和高温热影响区(HTHAZ)的宽度影响较大,对HTHAZ显微组织的相比例影响相对较小。     

焊接区表面高频淬火后钢的超塑焊接

探讨了结构钢与工具钢待焊接区表面高频淬火后超塑焊接的可行性及影响因素。试验表明,焊接区局部高频淬火后的结构钢与工具钢在其超塑变形温度及应变速率范围内,经短时超塑压接即可实现接头抗拉强度达到母材强度的固相焊接。     

Effect of Welding Consumables on Fatigue Performance of Shielded Metal Arc Welded High Strength, Q&T Steel Joints

Quenched and Tempered (Q&T) steels are widely used in the construction of military vehicles due to their high strength-to-weight ratio and high hardness. These steels are prone to hydrogen-induced cracking in the heat affected zone (HAZ) after welding. The use of austenitic stainless steel consumables to weld the above steel was the only remedy because of higher solubility for hydrogen in austenitic phase. Recent studies proved that high nickel steel and low hydrogen ferritic steel consumables can be used to weld Q&T steels, which can give very low hydrogen levels in the weld deposits. In this investigation an attempt has been made to study the effect of welding consumables on high cycle fatigue properties of high strength, Q&T steel joints. Three different consumables namely (i) austenitic stainless steel, (ii) low hydrogen ferritic steel, and (iii) high nickel steel have been used to fabricate the joints by shielded metal arc (SMAW) welding process. The joints fabricated using low hydrogen ferritic steel electrodes showed superior fatigue properties than other joints.     

线能量对TC4钛合金激光焊接残余应力和变形的影响

利用有限元分析和实验测试，研究了TC4钛合金平板激光焊接线能量对变形和残余应力的影响规律，并通过焊缝金相实验分析了线能量与焊接残余应力和变形的内在关系。结果表明：钛合金激光焊接产生的纵向残余拉伸应力约700MPa～850MPa，而横向残余拉伸应力只有50MPa～80MPa。激光焊接线能量增加时，纵向残余应力拉伸区域变宽，峰值应力降低，而横向残余应力随线能量的增加而升高。在临界焊透规范以上焊接时，角变形随线能量的增大而减小，但横向收缩变形增大。试件被完全穿透焊接时，线能量对角变形的影响作用降低。     

车辆热交换器铝合金管的高频焊接

管材所用铝合金带料为三层复合材料,外层为Al-Si钎料层,中间为Al-Mn芯材,内层为Al-Zn防腐层。带材经成型机组成型后经高频焊接而成。研究表明:采用高频焊接铝合金管焊缝成形美观、无气孔等缺陷,焊速高,焊缝微观组织均匀,是一种理想的焊接工艺。