Q345/316L钢焊接接头的腐蚀性能

目前,对Q345/316钢焊接接头腐蚀性能的研究报道较少。采用手工电弧焊焊接Q345钢和316L钢,并以不同温度作时效处理,利用高温高压釜腐蚀失重法研究了焊接接头在3种盐度模拟海水中的腐蚀性能。采用体视显微镜和扫描电镜观察了焊接接头整体及不同区域的腐蚀形貌并分析其机理。结果表明:在模拟海水中,Q345/316L钢焊接接头中Q345钢侧热影响区发生点腐蚀,随Cl-浓度升高,腐蚀程度加剧;在同一盐度海水中,经不同温度时效处理的焊接接头的腐蚀速率不同,250℃时效处理后的最低,而550℃时效处理的最高;焊接接头腐蚀产物膜的主要成分为Fe3OOH。     

30CrMnSiNi2A与Q235异种钢焊接接头组织与性能分析

目的探讨30CrMnSiNi2A与Q235异种钢焊接接头的组织与性能。方法采用手工电弧焊对两者进行焊接,为了获得性能良好的焊接接头,焊前对其进行焊前预热,焊后对其进行焊后退火。通过X射线探伤检测,拉伸、冲击试验,显微硬度检测及光学显微镜金相分析等一系列工艺试验,对焊接接头进行研究。结果焊缝质量等级达到Ⅰ级;焊缝组织为先共析铁素体、针状铁素体、珠光体组织;30CrMnSiNi2A侧热影响区组织为回火索氏体,粗晶区组织片层厚度大于细晶区组织片层厚度;Q235侧热影响区由不完全重结晶区、细晶区、粗晶区组成。结论 30CrMnSiNi2A与Q235钢焊接后,获得了工艺性、力学性能良好的接头,可运用于2种材料焊接的实际生产。     

ER50-6焊丝激光焊接Q345B/304异种钢接头组织与性能

目的 研究异种钢激光填丝焊接工艺对焊接组织与性能的影响规律,以降低Q345B/304异种钢激光焊接的成本,扩大异种钢激光焊接的应用范围,使其能够满足使用要求,实现Q345B/304异种钢激光焊接低成本的产业化应用。方法 采用便宜的ER50-6碳钢焊丝代替价格高昂的ER308L不锈钢焊丝以及不锈钢药芯焊丝对Q345B/304异种钢进行激光焊接,主要采用填丝ER50-6焊丝对5 mm厚的Q345B/304异种钢板进行激光焊接,再结合焊缝区、熔合区及热影响区的纳观-微观-宏观多尺度表征和测试结果,研究不同工艺参数下焊接接头的组织与结构,同时结合焊接工艺参数和多尺度的表征结果,研究焊接接头硬度、焊缝中元素分布、物相特征、力学性能的变化规律。结果 当激光功率为4.5 kW、焊接速度为6 mm/s、焊丝直径为1.2 mm、装配间隙为1 mm、送丝速度为2.5 m/min时,焊缝成形最好,且在焊缝中没有出现大量的M23C6和σ等有害相,焊接接头的力学性能等也完全满足使用要求。结论 采用ER50-6焊丝对Q345B/304异种钢进行激光焊接,能够得到完全符合质量要求的焊接接头,且降低了焊接成本。     

焊丝成分对T91/316L异种钢焊接接头微观组织和力学性能的影响

T91马氏体钢与316L奥氏体钢异种钢的焊接主要应用于超超临界机组(USC)和核电领域中的加速器驱动次临界洁净核能系统(ADS)。本研究采用ER309L、ER316L和ERNiCr-3三种不同的焊丝,使用钨极氩弧(TIG)焊对T91马氏体不锈钢和316L奥氏体不锈钢进行了焊接,并对焊接接头进行了微观组织和力学性能分析,同时研究了焊后热处理对焊接接头的影响规律。研究结果表明,使用三种焊丝获得的焊缝的微观组织都是粗大的奥氏体枝晶,且其枝晶的晶粒垂直于熔合线往焊缝中心生长。焊态下焊接接头拉伸试样在T91侧的粗晶热影响区(CGHAZ)发生脆性断裂,经过焊后热处理(750 ℃/1 h)的焊接拉伸试样的韧性断裂均发生在316L母材处,且抗拉强度显著上升,这表明焊后热处理能够提高T91/316L异种钢焊接接头的拉伸性能。在未焊后热处理状态下,使用ERNiCr-3焊丝获得的焊接接头焊缝的冲击性能优于其他焊丝。焊态下焊接接头硬度在T91侧熔合线处显著升高,而焊后热处理后T91侧熔合线处的硬度凸起几乎消失。     

异种钢焊接工艺研究

异种钢焊接为了可以得到满意的焊接接头质量,常常要采用比同种钢焊接更为繁杂的工艺方法来保障,所以,焊接时,要比同一种钢本身之间的焊接要繁杂得多。焊接异种钢的主要是准确的选用焊材,焊接接头的质量与运用性能以及所选用的焊材紧密相关。     

TP347HFG/12Cr1MoVG异种钢焊接接头开裂原因

某大型电站锅炉屏式过热器TP347HFG/12Cr1MoVG异种钢钨极气体保护全氩弧焊接接头服役1.5×10⁴ h后频繁发生开裂泄漏。利用宏观观察、金相检验、扫描电镜分析及力学性能测试等方法对该过热器TP347HFG/12Cr1MoVG异种钢接头进行开裂原因分析。结果表明：异种钢接头焊接工艺不当,导致了12Cr1MoVG侧熔合线镍基填充金属与母材未有效熔合,使TP347HFG/12Cr1MoVG异种钢接头发生早期开裂失效。     

不同钢材在储罐沉积水中的电化学腐蚀行为

目前,鲜有多种钢材在储罐沉积水中腐蚀机制的研究报道。采用电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化曲线测试技术研究碳钢Q235,管线钢X65、X80,不锈钢316L等4种钢材在原油储罐沉积水中的电化学腐蚀行为,并结合扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)和X射线衍射谱(XRD)对钢材腐蚀形貌和腐蚀产物成分进行分析。结果表明:Q235钢、X65钢和X80钢浸泡24 d后表面生成疏松腐蚀产物,316L钢表面没有明显腐蚀现象发生;Q235(3.462μA/cm~2)、X65钢(4.122μA/cm~2)和X80钢(5.848μA/cm~2)在原油沉积水中极化曲线自腐蚀电流密度远大于316L(0.118μA/cm~2),316L钢极化曲线有明显的钝化区;随着浸泡时间延长,Q235钢、X65钢、X80钢的EIS谱阻抗模值缓慢增加,随后阻抗模值降低,而316L钢的阻抗模值没有明显变化。     

电弧增材制造TC4微观组织调控及力学性能研究

目的 研究固溶时效处理对电弧增材制造TC4钛合金微观组织和力学性能的影响规律。方法 设置了1组时效处理(AT,600 ℃/2 h/空冷)和2组固溶+时效处理(SA1,800 ℃/1 h/炉冷+600 ℃/2 h/空冷;SA2,870 ℃/1 h/炉冷+600 ℃/2 h/空冷)策略,对电弧增材制造TC4钛合金进行了热处理试验。通过扫描电镜(SEM)进行微观组织形貌和断口形貌观察,通过拉伸试验机进行室温力学性能测试。结果 沉积态试样的微观组织均匀性较差,主要由马氏体α¢相、网篮组织、不连续的晶界α相(α Grain Boundary,αGB)和集束组织构成。AT并未完全消除马氏体α¢相,但提高了其延展性。经固溶+时效处理后,马氏体α¢相消失,晶粒内部主要由网篮组织和αGB组成。平均抗拉强度由沉积态的999.67 MPa降低到SA2的936.46 MPa,而平均延伸率从6.23%提高到12.48%,且SA2样品显示出更低的力学性能各向异性。其中沉积态试样抗拉强度、屈服强度和延伸率的各向异性值(IPA)分别为4.82、0.96和28.7。SA2试样抗拉强度、屈服强度和延伸率的IPA分别为0.3、0.42和5.56。结论 固溶时效处理有助于提高电弧增材制造TC4钛合金微观组织均匀性,并显著降低力学性能的各向异性。     

热处理对激光选区熔化成型316L合金综合性能的影响

为获得力学性能优良的316L合金,研究了激光选区熔化(SLM)成型316L合金试样在400℃/2 h、900℃/2 h、1050℃/2 h热处理后的微观组织与力学性能.使用拉伸试验机和冲击试验机分别对试样进行拉伸和冲击实验;用数显硬度计测试316L合金在不同热处理工艺下的硬度差别,通过光学显微镜和SEM观察试样的断裂表面组织形貌,分析断裂机理.采用电子背散射衍射仪观察热处理前后晶面的相位变化.结果表明:SLM成型试样在900℃/2 h水冷条件下,抗拉强度最高达到680 MPa;在1050℃/2 h水冷条件下,试样具有最大(18％)的延伸率;试样的硬度随着热处理温度的升高呈现出先升高后降低的趋势.未处理的SLM成型试样沿沉积方向形成柱状晶粒,但经处理的试样随着热处理温度的升高,合金元素固溶重组,晶面位向差减小,得到较均匀的各向同性配置.     

NM360钢与Q345钢异种钢焊接接头组织与性能研究

为了解NM360钢与异种钢焊接应用过程中焊接接头的力学性能,本文对NM360调质钢和Q345热轧钢采用气体保护焊进行异种钢焊接,对焊接接头进行了力学性能试验及微观组织观察,并分析了NM360钢ICHAZ的软化机理.研究表明:Q345热轧钢焊接接头CGHAZ组织为贝氏体+魏氏组织,为HAZ硬度值最高的区域,FGHAZ和ICHAZ组织为P+F;NM360调质钢焊接接头CGHAZ组织为低碳马氏体,FGHAZ组织为低碳马氏体+少量的粒状贝氏体,晶粒细小,为HAZ硬度值最高的区域,ICHAZ组织为回火马氏体+铁素体+粒状贝氏体,铁素体组织是造成ICHAZ硬度值大幅度降低的原因.     

316L/S32101异种金属焊接接头的显微组织与力学性能研究

目的 研究乏燃料水池用钢板316L与覆板S32101双相不锈钢的焊接性、接头不同区域显微组织特征及接头与母材之间的性能差异.方法 利用氩弧焊接技术对5 mm厚的316L底板与3 mm厚的S32101覆板以搭接的形式进行焊接,利用金相显微镜、扫描电镜、维氏显微硬度仪和电子万能材料试验机对焊接接头的宏观形貌、显微组织以及力学性能进行研究.结果 316L/S32101焊缝组织主要由铁素体基体、晶界树枝状奥氏体以及晶内细小片状奥氏体所组成;316L侧靠近焊缝处存在一个较窄的熔合区,其组织由奥氏体基体和少许细小分散的铁素体组成,而S32101侧靠近焊缝处组织则由粗大铁素体晶粒和沿晶粒边界分布的若干小块状奥氏体组成.从316L母材区到焊缝区,硬度显著增大,而从焊缝区到S32101母材区,硬度变化很小;焊接接头的抗拉强度高达510 MPa,为两侧316L和S32101母材强度的87.9％和88.6％.结论 在焊接电流为240 A和焊接速度为300 mm/min的条件下,可以通过氩弧焊获得成形良好的搭接接头,且接头的力学性能优异.     

Q235钢与1Cr18Ni9Ti不锈钢异种钢焊接接头性能的研究

主要研究Q235钢与1Cr18Ni9Ti不锈钢焊接中存在的焊缝金属化学成分不均匀和熔合区塑性降低(脆性层)这两个问题。采用焊条电弧焊进行焊接,然后对焊接接头进行宏观和微观研究。实验表明,制定合理的焊接工艺,可以在一定程度上控制热影响区晶粒的长大趋势,从而提高Q235和1Ci18Ni9Ti异种钢的焊接性。     

添加Ni箔中间层的Mg-Al扩散焊接接头界面结构和力学性能

采用扩散焊接工艺,通过添加Ni箔中间层对镁铝异种金属进行焊接。利用无损检测、电子探针、扫描电镜、万能材料试验机研究了Mg/Ni/Al焊接接头界面的组织结构和力学性能。结果表明:Ni箔中间层可以有效阻止界面处Mg,Al元素的相互扩散,接头界面处没有生成Mg-Al金属间化合物。在焊接温度440℃,保温时间90min时,接头抗剪强度达到最大值20.5MPa。Mg/Ni/Al接头由Al,Ni和Mg,Ni的相互扩散形成,接头界面形成Al-Ni过渡区和Mg-Ni过渡区,界面主要物相分别为Al3Ni2,Al3Ni和Mg2Ni,过渡区厚度随焊接温度升高而增加。     

高温锅炉管T22/TP347H异种钢焊接接头早期失效原因

采用化学成分分析、力学性能测试、金相检验和硬度测试等方法，分析了T22/TP347H异种钢焊接接头早期失效的原因。结果表明：在T22钢侧熔合区发现了氧化缺口；T22钢与焊缝的边界附近存在元素浓度梯度，产生了马氏体脆化层。建议选用合金元素含量更高的焊材或者镍基焊材，避免早期失效的发生。     

12Cr2Mol与TP321异种焊接性分析及实践

本文对石化加氢装置常用的铬钼钢12Cr2Mol与不锈钢TP321异种钢的焊接特性进行了分析.工程实践中采用镍合金焊材对铬钼钢材质接管坡口先堆焊隔离层,热处理后再用镍合金焊材进行常规接管组对焊接,克服了母材稀释的不利影响,获得了优良的焊接接头性能.     

12Cr2Mo1与TP321异种焊接性分析及实践

本文对石化加氢装置常用的铬钼钢12Cr2Mo1与不锈钢TP321异种钢的焊接特性进行了分析。工程实践中采用镍合金焊材对铬钼钢材质接管坡口先堆焊隔离层,热处理后再用镍合金焊材进行常规接管组对焊接,克服了母材稀释的不利影响,获得了优良的焊接接头性能。     

热处理工艺对1Cr15Ni4Mo3N钢组织和性能的影响

通过力学性能测试和显微组织观察,研究了热处理工艺对1Cr15Ni4M03N钢显微组织和力学性能的影响。结果表明：该钢经780℃×5h空冷和590℃×4h空冷二级退火处理后具有良好的切削性能,适合进行机加工;再经过1070℃×1h油淬、-70℃冷处理和200-470℃回火处理后,可获得较好的综合力学性能。     

16MnR低合金钢与Q235B铸钢焊接接头的组织与性能

通过拉伸、冲击、显微硬度试验以及金相观察对16MnR与Q235B铸钢异种材料焊接接头的组织形态及力学性能进行了研究。结果表明：16MnR与Q235B铸钢采用JM-56焊丝焊接时，焊接接头具有良好的低温冲击韧性。焊缝组织为先共析铁素体、针状铁素体和少量珠光体。16MnR侧的热影响区组织主要为先共析铁素体，晶内是一定量的魏氏组织铁素体、针状铁素体、粒状贝氏体和珠光体；Q235B铸钢侧的热影响区组织主要为先共析铁素体、魏氏组织铁素体和珠光体。16MnR母材组织为带状的铁素体和珠光体。Q235B铸钢母材组织为大块状的铁素体和珠光体。     

Ag对热电耦合作用下铝/钢摩擦焊接头界面组织演变的影响

目的 解决铝/钢摩擦焊接头在热电耦合后失效的问题,探究过渡元素对热电耦合后接头力学性能与界面组织的影响机理。方法 采用刷镀法在Q235钢棒端面添加过渡元素Ag并与1060纯铝棒进行连续驱动摩擦焊接,与未添加Ag的接头一起开展为期56 d、静载40 kg、高温300 ℃、直流60 A的热电耦合实验,对比分析热电耦合影响下未添加Ag与添加Ag两种接头力学性能与界面微观组织的变化。结果 经过热电耦合处理后的接头界面发生脆断,其抗拉强度为原始接头的96.2%,伸长量为原始接头的28.9％,界面金属间化合物出现裂纹、孔洞等缺陷。添加过渡元素Ag后,接头抗拉强度为原始接头的98.2%,断裂部位为铝母材并出现颈缩,界面金属间化合物层未出现裂纹、孔洞等缺陷。结论 在为期56 d、静载40 kg、高温300 ℃、直流60 A的热电耦合作用下,添加过渡元素Ag的铝/钢接头可以维持原始接头的力学性能和界面组织。     

异种金属焊接研究现状及发展趋势

随着新材料、新设备、新工艺的应用日益广泛,异种金属焊接在工程应用中显得越来越重要.从焊接工艺、组织特征、力学性能、稀释和碳迁移、应力/应变状态、腐蚀性能及焊后热处理等方面对国内外在异种金属焊接方面的研究成果进行了综述,得出异种金属焊接接头各区域的组织和性能极其不均匀、熔合区为最薄弱环节的结论.指出异种金属焊接今后的研究重心将偏向新焊材的研制、接头抗腐蚀性能的提高、轻合金异种材料的焊接等领域.