X100管线钢埋弧焊匹配焊剂及其接头性能分析

采用均匀设计法对X100管线钢埋弧焊用烧结焊剂进行设计,选用其中5种高碱度氟碱性焊剂,配合焊丝进行埋弧自动焊接试验,着重分析了两种焊剂焊接接头的拉伸性能、金相组织、硬度、冲击吸收功及冲击断口形貌等.结果表明,焊剂中适量添加MnO对焊剂工艺、接头韧性有较大影响,它可以提高焊缝熔深,增加渣的流动性,抑制咬边,同时抑制高温铁素体的生成而对焊缝中针状铁素体的形成有利.所研制的5种焊剂中,2号焊剂焊接接头综合性能最佳,满足X100管线钢API—5L标准要求.     

新型高性能桥梁钢Q500qE用埋弧焊丝的研制

为了适应我国桥梁建设向高性能方向的发展,以及桥梁结构焊接中埋弧焊的使用情况,本文根据高强钢成分和焊接接头工作条件,研制出了适用于高性能桥梁钢Q500q E专用埋弧焊焊丝。研究结果表明,新研制的XY-H65Q焊丝选用铬镍钼的合金体系,焊丝与XY-AF105Q焊剂配套使用后,焊缝成形美观,脱渣性能优异,焊渣自动脱落,焊道光滑平整,具有优异的操作工艺性能;常规及极限线能量下的熔敷金属力学性能均符合技术要求,其R_m≥650 MPa,R_(p0.2)≥500 MPa,A_(KV)≥60 J(-40℃);其熔敷金属扩散氢含量均在3.4 mL/100 g以下;其脆性转变温度为-60℃以下;在热输入为28.8~35.0 kJ/cm条件下,焊缝强度、韧性等性能稳定。从熔敷金属焊缝组织看,其组织比较细小,主要为针状铁素体,约占85%以上,具有良好的力学性能。     

2209型双相不锈钢丝极埋弧焊材料的研制

研制开发了2205双相不锈钢焊接用丝极埋弧焊材料,包括SAW2209焊丝及配套烧结焊剂SJ676,改善了目前国内双相不锈钢埋弧焊焊接材料大部分依赖进口的现状.研制的SJ676焊剂,采用CaF2-Al2O3碱性渣系,碱度为2.6,具有良好的焊接工艺性及冶金性能.熔敷金属理化性能与力学性能优异,无晶间腐蚀倾向.焊接接头各区域铁素体含量均在30％～70％范围内,性能满足标准要求.     

新型2205型双相不锈钢埋弧焊用烧结焊剂

开发了焊接2205型双相钢的埋弧焊用烧结焊剂,渣系为CaF2-SiO2-MgO-Al2O3,属于中性焊剂。该焊剂有良好的工艺性能和冶金性能,配合焊丝ER2209焊接所得熔敷金属为铁素体+奥氏体双相结构。熔敷金属有较高的强度和良好的塑性,其中铁素体含量为22%～35%。研究发现室温时效时间和焊道最终温度对熔敷金属中的铁素体含量有影响,随着室温时效的延长和焊缝最终温度的降低,熔敷金属中的铁素体含量增加。     

核电用SA508 Gr.3 Cl.1钢窄间隙埋弧焊剂的研制

介绍了一种核电用SA508 Gr.3 Cl.1钢窄间隙埋弧焊剂的渣系选择、配方设计与产品性能。该焊剂与专用焊丝进行埋弧焊接,研究较宽焊接参数范围内的焊接工艺性能适应性与热处理态熔敷金属的室温、350℃高温拉伸强度、低温冲击功稳定性。结果表明,该焊剂具有优异的焊接工艺性能适应性,焊接电流、焊接速度、道间温度等焊接参数在较宽的范围内变化时,热处理态熔敷金属力学性能均满足三代核电技术要求,且数值余量大,波动较小,具有较好的工程实用性。熔敷金属微观组织为粒状贝氏体+铁素体组织。     

对CaCO3-CaF2-SiO2渣系烧结焊剂的试验研究

研制了一种新型埋弧焊烧结焊剂,其渣系CaCO3-CaF2-SiO2,研究了其各种组分对焊剂焊接工艺性能和熔敷金属中扩散氢含量影响的规律,其碱度BⅡw,为2.3、脱渣性良好、焊缝成形美观、熔敷金属中扩散氢含量达到低氢水平、与合适的焊丝配合使用后,其焊缝金属力学性能达到650 MPa级的低合金钢埋弧焊焊剂要求.     

4YQ690级埋弧焊焊接材料国内外对比试验

采用国内外两种4YQ690级埋弧焊接材料分别进行了熔敷金属及焊接接头性能试验,对两种焊接材料熔敷金属的化学成分、力学性能及焊接接头的微观组织及力学性能进行了分析研究。结果表明:通过对比国内外两种焊接材料发现熔敷金属化学成分设计上有一定差异,但焊缝金属的微观组织及力学性能接近;在设定的工艺条件下焊接WQ690E钢板,焊接接头各项性能全面满足ABS及CCS船级社规范中4YQ690级的相关要求。     

9Ni钢埋弧焊用烧结焊剂的研制

为适应我国天然气行业发展,研制了一种适用于LNG储罐材料9Ni钢的埋弧焊用烧结焊剂,渣系为Ca F_2-Al_2O_3-Mg O-Ca O-Si O_2,碱度为1.8。使用该焊剂配合ERNi Cr Mo-3焊丝焊接9Ni钢板。结果表明,该焊剂具有好的工艺性能,脱渣良好,电弧燃烧稳定,焊缝表面无粘渣、压坑,焊缝边缘与母材过渡规整。在11.76~16.97 k J/cm线能量的条件下,熔敷金属力学性能好,熔敷金属扩散氢含量小于4.0 m L/(100 g),完全满足设计要求。     

一种9Ni钢埋弧横焊用烧结焊剂的研制

根据液化天然气低温储罐9Ni钢埋弧横焊成形工艺特点,从NiCrMo-4镍基埋弧焊材熔敷金属成形机理及性能控制角度,确定了CaF_2-MgO-SiO_2-Al_2O_3的氟碱性渣系,并进行了烧结埋弧焊剂配方的设计及试验研究,结果表明配方埋弧横焊工艺性良好,熔敷金属力学性能稳定,焊缝金属清洁度高,夹杂物的形态、数量、尺寸及分布均有利于焊缝金属的力学性能。     

16Mn钢双丝自动埋弧焊接头性能研究

在16Mn钢板上分别进行了单丝和双丝自动埋孤焊工艺试验.在相同的焊接速度条件下,比较了单丝直流、单丝交流和双丝自动埋弧焊熔敷金属的熔敷率,分析了焊接接头金属的显微组织,测试了焊接接头金属的硬度,进行了焊接接头的拉伸试验和冲击试验.结果表明,采用双丝自动埋孤焊工艺熔敷率明显增大,可以提高焊接生产效率,焊缝形状美观.双丝自动埋弧焊与单丝直流、单丝交流自动埋弧焊焊接接头的热影响区、焊缝金属组织基本一致,但由于双丝自动埋弧焊线能量大、加热速度快、高温停留时间长,使其组织较粗大.双丝自动埋孤焊时热为影响区未出现成分偏析现象,焊接接头力学性能满足产品技术要求.     

核电设备用埋弧焊焊剂CHF703HR1的研制

研制了一种适用于核电设备埋弧焊用烧结焊剂CHF703HR1,渣系为氟碱型CaF_2-MgO-Al_2O_3-SiO_2,碱度为2.4。使用该焊剂配合焊丝CHW-SEF3HR1焊接18MND5钢板,工艺性能优良。在3种焊后热处理条件下,熔敷金属力学性能优异,熔敷金属扩散氢含量小于4.0mL/100g,完全满足设计要求。焊后热处理保温16h时,熔敷金属的综合性能达到最优值。     

新型18-8型不锈钢埋弧焊用烧结焊剂

开发了焊接低温下使用的18—8型不锈钢的埋弧焊用烧结焊剂,渣系为CaF2-SiO2-MgO—Al2O3-CaO,属于中性焊剂。该焊剂具有良好的工艺性能和冶金性能。该焊剂配合焊丝ER308L焊接所得熔敷金属主要为奥氏体和含有不超过6％的铁素体,此时熔敷金属具有良好的韧性,在-196℃温度下冲击功值均在100J以上。     

焊剂碱度对埋弧焊熔敷金属性能的影响

采用两种碱度3.4、1.6的焊剂进行桥梁钢Q500q E的埋弧焊熔敷金属试验,分析了焊剂碱度对焊接工艺性、熔敷金属微观组织和力学性能的影响。结果表明,低碱度焊剂的脱渣性和熔池流动性优于高碱度焊剂。降低焊剂碱度提高了熔敷金属中Si、Mn和O含量,且使得夹杂物尺寸变大,数量增大。低碱度焊剂增加了熔敷金属中的贝氏体比例,降低了针状铁素体比例,增加了M-A组织,因而提高了熔敷金属的强度,恶化了其低温冲击韧性。     

高韧性TM13埋弧焊丝的研制

通过对合金成分的优化设计,得出了一种Ni3系TM13埋弧焊丝. 用TM13焊丝匹配高碱度烧结焊剂TMF105进行了熔敷试验、厚板对接试验、扩散氢和抗裂性试验. 结果表明,熔敷金属显微组织主要由针状铁素体、先共析铁素体和侧板条铁素体组成;TM13焊丝匹配TMF105焊剂可以获得具有良好CTOD断裂韧性的厚板焊接接头;并且所研制的TM13焊丝对热输入的适应性很好,热输入在22~36 kJ/cm之间变化时,熔敷金属都具有优良的低温韧性.     

双丝埋弧焊工艺及焊接接头性能研究

采用双丝争单丝埋弧焊方法进行焊接试验,比较了双筮和单丝埋孤焊务件下焊丝金属的熔敷率,从焊接接头断面、接头金相组织以及接头力学性能等方面进行了分析.结果表明,采用双丝埋弧焊工艺使焊接效率提高,焊缝熔深增加、熔宽增大,热影响区金属的成分偏析现象减弱,接头性能满足技术要求,但焊缝区有时会产生魏氏组织,使焊缝区金属的冲击韧度降低.     

不同焊剂下FCB法埋弧自动焊接低合金高强钢接头力学性能

使用国内焊剂TGF-55E、新日铁焊剂NSH-55EM和神钢焊剂PF-55E三种不同焊剂对DH40钢板进行FCB法埋弧自动焊接研究,探讨在不同焊剂下焊接接头力学性能差异,并分析焊缝微观组织形貌。结果表明:使用PF-55E焊剂所得焊接接头的伸长率和冲击韧性最好,其伸长率高达25.8%,0℃冲击功平均值为153 J,-20℃冲击功平均值为132 J,焊缝主要由针状铁素体构成;NSH-55EM焊剂次之,焊缝主要由先共析铁素体、针状铁素体和少量侧板条铁素体组成;TGF-55E焊剂最差,焊缝主要由先共析铁素体、侧板条铁素体及少量针状铁素体组成。     

1 000 MPa级高强钢埋弧焊熔敷金属组织及性能

针对水电用1 000 MPa级高强钢设计了一种埋弧焊用焊丝、焊剂。借助JMat Pro软件对熔敷金属的组织和力学性能进行模拟,并通过拉伸试验、冲击试验、OM,SEM,EDS等手段对其进行评价。研究了熔敷金属成分和焊接热输入对熔敷金属组织及力学性能的影响。试验结果表明,研制的焊材焊接工艺性优良,通过控制合金元素含量使熔敷金属力学性能远高于标准值;重点分析了Cr含量对熔敷金属组织和力学性能的影响,熔敷金属中少量的Cr元素会提高针状铁素体含量,Cr元素含量较高时,会增加贝氏体含量,使熔敷金属强度不断提高,冲击韧性先提高后降低;随着焊接热输入的升高,熔敷金属中针状铁素体含量不断减少,先共析铁素体含量提高,组织粗化,熔敷金属强韧性不断降低。     

X100管线钢用埋弧焊焊丝和烧结焊剂的开发

介绍了新研发的焊接X100管线钢用埋弧焊焊丝和烧结焊剂。新研发的焊剂渣系为CaF2-SiO2-MgO-Al2O3-CaO,属于高碱度焊剂。该焊剂具有良好的工艺性能和冶金性能。利用新研发的焊剂和焊丝焊接,所得熔敷金属具有良好的韧性和很高的强度,20℃时的熔敷金属强度达到875 MPa,在-60℃温度下的冲击吸收能量值均在42 J以上。     

X80管线钢双丝高速埋弧焊烧结焊剂的开发

提出一套快速开发焊剂的新方法,采用该方法研制了一种适用于高热输入、双丝、高速埋弧焊的烧结焊剂。试验结果表明:研制的焊剂工艺性能优良,焊缝微观组织以针状铁素体为主,焊接接头的抗拉强度达755 MPa,断裂于母材,180°接头弯曲未出现裂纹,-20℃焊缝金属冲击功为175 J,焊接接头的最大硬度分布在焊缝,为266 HV左右,各项力学性能均满足管线钢焊接技术要求。     

X80管线钢埋弧焊匹配焊丝试验

通过分析高强度低合金钢焊缝熔敷金属常见显微组织对其力学性能的影响,确定X80管线钢用埋弧焊丝熔敷金属组织应以大量针状铁素体(AF)和少量粒状贝氏体(GB)的复合组织.从相变动力学原理出发,结合针状铁素体(AF)非自发形核机制和微合金组织韧化理论,选择Mn-Ni-Mo-Ti-B合金系进行X80管线钢匹配焊丝的试制.结果表明,合理选择和控制合金元素,可以获得理想的焊缝熔敷金属组织和强韧性以及低温韧性要求,试制的1号焊丝能够满足X80管线钢的使用要求.