大线能量低焊接裂纹敏感性钢的焊接(二)--热影响区组织及晶内铁素体形核机理研究

利用焊接热模拟技术和透射电子显微镜对大线能量氏焊接裂纹敏感性钢的焊接热影响区（HAZ）组织及晶内铁素体（IGF）的形核机理进行了试验研究。通过对大线能量焊接（100kJ/cm)条件下HAZ中IGF精细组织分析，认为IGF非均匀形核核心主要为富含MnS和Si元素的Ti2O3复合粒子。     

大线能量低焊接裂纹敏感性钢的焊接(一)——热影响区强韧性机理研究

利用焊接热模拟技术对一种610MPa级大线能量低焊接裂纹敏感性钢的热影响区(HAZ)强韧化机理进行了研究.结果表明:在大线能量焊接条件下,该钢HAZ的强韧性决定于HAZ组织中针状铁素体的含量和形态,其含量越高、越细小,对HAZ的强韧性越有利;钢中TiN粒子的存在可促进HAZ针状铁素体的形核,且当钢中Ti/N比值接近理想化学配比3.42时,可明显细化针状铁素体,提高HAZ韧性.     

大线能量低焊接裂纹敏感钢的焊接（一）——热影响区强韧性机理研究

利用焊接热模拟技术对一种610MPa级大线能量低焊接裂纹敏感性钢的热影响区（HAZ）强韧化机理进行了研究。结果表明：在大线能量焊接条件下，该钢HAZ的强韧性决定了HAZ组织中针状铁素体的含量和形态，其含量越高，越细小，对HAZ的强韧性越有利；钢中TiN粒子的存在可促进HAZ针状铁素体的形核，且当钢中Ti/N比值接近理想化学配比3.42时，可明显细化针状铁素体，提高HAZ韧性。     

线能量对大电流MAG焊缝组织和性能的影响

在15kJ/cm和28kJ/cm两种焊接线能量下,对大电流MAG焊接头进行了室温弯曲试验。后者接头弯曲180°合格,前者弯曲15°脆断。分析了焊缝金属化学成分、显微和断口组织,结果表明:小线能量焊接时,溶池停留时间短,脱氧反应不充分,焊缝金属中的碳、硅、钛偏多,形成脆而粗大的贝氏体组织,降低了接头的塑性;另外,小线能量时溶池冷却速度快,夹杂物来不及上浮而滞留在焊缝金属中,易形成裂源,导致脆性断裂。大线能量有利于夹杂物逸出,溶池脱氧充分,降低了焊缝金属中的碳、硅、钛含量,得到细小的针状铁素体,提高了塑性。     

大线能量低焊接裂纹敏感性压力容器用钢的性能

研制了一种大线能量低焊接裂纹敏感性压力容器用钢,研究了其力学性能、微观组织结构和焊接粗晶热影响区(CGHAZ)的微观组织结构特征及力学性能。结果表明：研制的新钢种集高强度(σs≥490MPa、σb≥610MPa)、高韧度(-20℃,Akv≥47J)、优异的焊接性能于一体,能够承受大线能量焊接(50kJ／cm),并具有低焊接裂纹敏感性。CGHAZ中弥散分布稳定的复合氧化物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并显著影响CGHAZ的力学性能。     

大型原油储罐用钢的焊接热模拟试验

用焊接热模拟的试验方法研究了大型原油储罐用钢在大线能量焊接条件下焊接热影响区的冲击韧性，热模拟试验结果表明：大型原油储罐用钢在焊接线能量为100kJ／cm条件下，焊接热影响区的冲击韧性能够满足设计要求。     

锆处理对微合金钢粗晶热影响区组织的影响

采用光学显微镜和透射电镜研究了锆处理对微合金钢粗晶热影响区组织的影响。结果表明：模拟粗晶热影响区的奥氏体晶粒尺寸随着焊接线能量的提高而变大;在焊接线能量相同时,锆处理后粗晶热影响区的奥氏体晶粒尺寸比未经锆处理的大。焊接线能量为30kJ／cm时,粗晶热影响区的组织以贝氏体为主;60kJ／cm时,粗晶热影响区中的马氏体-奥氏体数量变少,并出现铁素体和珠光体。经过锆处理后,粗晶热影响区中的夹杂物由长条的尖角状变为圆形或近圆形,且都是含锆的复合夹杂物,含锆夹杂物作为形核核心,在其表层沉淀析出Al2O3和／或MnS,其尺寸在1．0～3．0μm之间。     

06CuNiCrMoNb钢模拟焊接热影响区的组织和性能

采用热模拟试验机、拉伸及冲击试验机和显微镜研究了热输入对06CuNiCrMoNb钢模拟焊接热影响区不同部位组织和性能的影响,重点分析了粗晶区的韧性与组织的关系.结果表明:模拟焊接热影响区没有出现"软化"现象,但当线能量＞30 kJ/cm时,粗晶区低温韧性迅速下降.     

焊接工艺参数对X80管线钢焊接粗晶区低温韧性的影响

采用热模拟技术模拟了不同焊接条件下的焊接粗晶区 ,研究了工艺参数、组织和韧性的关系。结果表明 :线能量对冲击韧性的影响最为显著。当采用 8kJ/cm的线能量和 14 0℃的预热温度时 ,粗晶区的组织由板条贝氏体和一定量的粒状贝氏体组成 ,由于粒状贝氏体对板条贝氏体的分割作用 ,使板条贝氏体的长度较小 ,方向性弱 ,韧性优越。因此在焊接X80管线钢时 ,应采用较小的线能量和适当的预热温度。     

不同焊接工艺下FB780钢焊接接头热影响区的显微组织和冲击韧性

用Gleeble-3500型热模拟试验机模拟单道次焊接条件下FB780钢焊接接头热影响区(HAZ)的热循环过程,研究了在不同焊接峰值温度及不同t8/5(由800℃冷却到500℃的时间)下HAZ的显微组织,并测试了不同焊接条件下HAZ的显微硬度和冲击韧性。结果表明:在t8/5相同的条件下,随着峰值温度的升高,HAZ组织粗化;当峰值温度一定时,随着t8/5的增加,铁素体板条变宽并逐渐融合,M/A组元粗化,粗大铁素体晶粒与细小准多边形铁素体晶粒混合,组织的均匀性恶化;在相同的峰值温度条件下,HAZ的硬度和冲击功均随着t8/5的增加而降低;在峰值温度为1 175℃,t8/5为6s条件下,HAZ的低温(-20℃)冲击断口形貌为韧窝花样,韧窝尺寸较大,HAZ的低温韧性与母材的相匹配,同时硬度较高,该工艺为最佳的单道次焊接工艺。     

Domex700MC低合金高强钢药芯焊丝CO2气体保护焊焊接接头的组织与性能

用药芯焊丝CO2气体保护焊焊接Domex700MC低合金高强钢,用光学显微镜、硬度计和冲击试验机等对焊接接头的显微组织和力学性能进行了分析。结果表明：焊缝金属晶粒细小且分布均匀,有较多针状铁素体,但熔合区组织比较粗大,使熔合区附近塑性降低,为焊接接头的薄弱部位;焊缝金属显微硬度较高,为315HV,而在热影响区为225HV,出现软化现象;焊接接头力学性能优良,具有较高的抗拉强度（630．94MPa）和冲击功（135．34J）。     

热输入对1 000 MPa级工程机械用钢接头组织性能的影响

采用三种热输入进行1 000 MPa级控轧控冷(Thermo mechanical control process, TMCP)高强钢的熔化极气体保护焊,利用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究热输入对焊接接头组织和力学性能的影响。研究结果表明,三种热输入焊缝金属组织主要由板条马氏体和板条贝氏体为主、并含有少量残余奥氏体和粒状贝氏体;焊接热影响区粗晶区组织以板条马氏体和贝氏体为主,并含有少量粒状贝氏体。随着热输入的增加,焊缝组织中贝氏体板条粗化,马氏体板条减少,而粒状贝氏体逐渐增多,部分膜状残余奥氏体向块状转变;焊缝金属冲击韧度和硬度、接头强度逐渐降低,而接头热影响区冲击韧度先增后降;当热输入为15 kJ/cm时焊接接头强韧性匹配最佳。     

Q690C粒状贝氏体钢MAG焊接头中M-A组元的演变及其对热影响区冲击韧度的影响

为了研究Q690C低碳粒状贝氏体钢热影响区M-A组元演变及其对各亚区韧性的影响,采用全自动熔化极活性气体保护焊(Metal active-gas welding, MAG)施焊并在接头各个区域开V型缺口进行冲击试验,分析各亚区韧性与各亚区组织、断口、M-A组元统计结果之间的对应关系。结果表明,焊缝为针状铁素体,断口上韧窝细小密集,呈韧性断裂,虽然M-A组元数量很多,且存在于晶界,但是由于尺寸小,大都为块状,所以对冲击韧度影响不大;熔合区与粗晶区均为上贝氏体,且M-A组元大多以长条状分布于上贝氏体板条束间;其中熔合区的冲击韧度最差,系粗大基体引发的解理断裂;其余各亚区韧性接近母材,无明显恶化,M-A组元多呈较小块状,存在于晶界。由上述结果可知,M-A的分布、尺寸与形态的演变受控于为领先相的基体组织;细小的贝氏体基体及针状铁素体基体可弥补M-A组元对韧性的危害;组织控制仍应以基体组织控制为重点。     

硼对低合金高强钢大热输入焊缝韧性的影响

对不同硼(B)的质量分数的低合金高强钢大热输入焊缝进行组织性能研究,分析、讨论B对低合金高强度(High strength low alloy, HSLA)钢焊缝韧性的影响规律。研究表明,低合金高强钢焊缝中适量增加B元素质量分数可提高组织中针状铁素体质量分数,有效细化焊缝组织,而当B元素过量时则使焊缝组织中的针状铁素体质量分数下降,组织粗化。同时,适量B元素还可抑制晶界先共析铁素体的产生;随着焊缝中B质量分数的增大,贝氏体转变得到促进,M-A组元总量提高,从不含B时的2.4%提高到B质量分数为0.008 8%时的5.7%,且其尺寸也相应增大,由平均尺寸2.14 μm增加至2.83 μm。由于B质量分数增加先促进针状铁素体后促进贝氏体形成,因此其对焊缝韧性的影响呈现抛物线变化规律,即低温冲击吸收能量随着B质量分数的增加先上升后下降。在焊缝Ti质量分数约为0.03%的条件下,B质量分数为0.005 2%时,焊缝获得了最佳的低温冲击韧度。     

铌对船板钢大热输入焊接热影响区组织与韧性的影响

采用控轧控冷工艺(TMCP)生产含铌(质量分数0.025％)和无铌两种DH36级船板钢,并进行150 kJ·cm-1大热输入气电立焊,研究了焊接接头热影响区的组织与韧性.结果表明:铌元素的添加可推迟铁素体和珠光体相变,促进粒状贝氏体和贝氏体铁素体生成,导致含铌钢热影响区粗晶区中的晶界铁素体含量较少,粒状贝氏体和贝氏体铁...     

冶炼工艺对12MnNiVR钢板焊接性能影响

以生产冶炼工艺为基础,研究不同的合金添加方法及添加工艺,通过调整多种合金的添加顺序和添加时机,分析冶炼工艺对钢中夹杂物的数量、尺寸、类型的影响规律,探索冶炼工艺对大热输入焊接性能的作用机理。新冶炼工艺生产钢板,小尺寸夹杂物数量多,钢中大量夹杂物钉扎奥氏体晶粒长大的作用明显;夹杂物中多含Ti的氮化物或氧化物,并同时含有MnS;大热输入焊接热循环后,HAZ韧性远高于传统工艺生产钢板。     

Effects of weld cross-section profiles and microstructure on properties of pulsed Nd:YAG laser welding of Ti6Al4V sheet

In this study, the influence of weld cross-sectional profiles and microstructure, under different welding conditions, was investigated on the mechanical properties of pulsed Nd:YAG laser-welded joint of Ti6A14V alloy. The V- and H-shaped weld cross-section profiles were obtained under low and high heat input, respectively. The microstructure in the fusion zone (FZ) of V- and H-shaped welded joint consisted of a fine acicular martensitic α′ solidification structure within the prior-β grains, responsible for the maximum hardness in the FZ. Tensile tests revealed that the V-shaped welded joint fractured at the near heat-affected zone (HAZ)/base metal (BM) interface, but the H-shaped welded joint fractured in the BM. Furthermore, the tensile strength of the V-shaped welded joint was lower than that of the H-shaped welded joint. This was attributed to the fact that the heterogeneity of strain distribution at the interface of HAZ and BM of the V-shaped welded joint was greater than that of the H-shaped welded joint during tensile process.     

低合金高强度钢药芯焊丝焊缝中夹杂物诱导针状铁素体形核的作用

测量了HSLA钢药芯焊丝焊缝中夹杂物尺寸大小,分布状况,用透射电镜和能谱仪观测了焊缝中夹杂物的形态和化学成分,系统研究了焊缝中AF的形核机理。在药芯焊丝焊缝中,适量的Ni、Mn和Mo有利于提高焊缝显微组织中的AF质量分数,Ni、Mn和Mo的质量分数和焊接线能量对夹杂物的尺寸大小、化学成分影响不大,诱导AF形核、长大的夹杂物是Ti、Mn、Si、Al、Cu形成的氧硫复合物。夹杂物有高能惰性界面,以及夹杂物附近存在很高的应变能,两者共同作用诱导药芯焊丝焊缝中AF的形核。     

压力管道在役焊接粗晶区组织与硬度研究

采用自行研制的平板腔式带压焊接模拟试验装置,以水为介质,对X70管线钢在不同内部介质压力、不同壁厚和不同焊接线能量下粗晶区的组织与硬度进行了模拟研究。结果表明:内部介质的压力对粗晶区的组织和硬度影响不大,随着线能量或板厚的减小,焊缝平均硬度和焊接热影响区最大硬度值增大。水介质从焊件带走了大量的热量,加速了焊接接头的冷却速度,热影响区形成了贝氏体铁素体和粒状贝氏体组织,虽然改变板厚和线能量,但热影响区组织组成相基本不发生变化,只是组织形态和数量发生变化。适当增大焊接线能量,能减少高硬度不平衡相的形成,从而降低焊接热影响区氢致开裂敏感性。