焊接热输入对耐热钢埋弧焊(SAW)焊缝金属冲击韧性的影响

耐热钢因具有优异的焊接性能和加工性能而被广泛应用于许多制造工业。为了提高焊接接头的性能,同时延长构件的使用寿命和提高工作效率,选择合适的焊接热输入是非常重要的。本工作研究不同焊接热输入对耐热钢埋弧焊焊缝金属冲击韧性的影响。通过夏比冲击试验测试不同焊接热输入下焊缝金属的冲击韧性。利用扫描电镜、光镜和显微硬度等手段分析不同热输入下焊缝金属冲击韧性差异的原因。高热输入焊缝金属对应显微组织是块状铁素体、链状分布的碳化物和大尺寸的夹杂物。较大尺寸夹杂物越容易使裂纹形核。更多硬脆碳化物相的聚集导致裂纹形核扩展越容易。造成不同焊接热输入下耐热钢埋弧焊焊缝金属冲击韧性波动的原因是焊缝金属组织的不均匀,高热输入下出现的粗大块状铁素体、链状碳化物、块状M-A组元和较大尺寸的夹杂物导致冲击韧性的降低。     

705-ch埋弧焊剂焊缝压坑原因分析

分析了某705-ch熔炼型埋弧焊剂出现的焊缝压坑现象,研究了不同种类焊剂中夹杂物、不同焊剂熔敷金属组织及力学性能,结果表明,焊剂中混杂的大理石颗粒在焊接热作用下分解产生CO_2是形成焊缝压坑的原因。     

热输入对E40钢双丝埋弧焊焊缝组织及性能的影响

为研究最新研制的大热输入焊接所用低合金高强实心焊丝G55,对大热输入用钢E40进行热输入分别为60、122、158 kJ/cm的双丝埋弧焊焊接.经过拉伸、冲击试验及光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析,对焊接接头焊缝组织性能进行研究,并对接头强韧性进行分析.结果表明:不同热输入焊缝组织均以针状铁素体组织为主;随着热输入的增加,焊缝冲击韧性增加,这是因为焊接热输入增加时,柱状晶比例减小、宽度增加,针状铁素体含量增加;焊缝中含氧量减少,夹杂物数量减少;焊接道次减少导致块状铁素体含量减少等三方面因素.随着热输入的增加,焊缝金属强度提高,主要是因焊缝针状铁素体组织含量增加.     

焊缝性能影响因素的研究进展

埋弧焊和氩弧焊的焊缝合金元素及其含量、热输入、晶粒长大、预热温度、冷却速度和峰值温度对焊缝组织与力学性能均有一定的影响。总结了国内外对焊缝组织和力学性能的各种影响因素的相关研究,研究结果表明合金元素(如Mn、Cr、Ni、Mo等)能明显提高焊缝力学性能,每种元素都有合适的添加范围;焊缝接头强度和韧性以及伸长率随热输入的增大而减小;冷却速度的范围是8～12s。通过控制添加合金元素可以有效提高焊缝力学性能并改善焊缝组织,控制合理的热输入范围和冷却速度可提高焊缝的韧性。     

热输入对E36钢SAW焊缝组织及韧性的影响

为提高建造海洋采油平台的效率、减少生产周期,进而为实际生产提供数据支持,采用3种不同热输入对海洋采油平台用E36钢进行埋弧焊焊接,通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)对焊缝微观组织及夹杂物形貌进行了观察,研究了不同热输入对焊缝组织及韧性的影响,并分析了不同热输入对焊缝夹杂物尺寸分布和成分的影响.结果表明:热输入为50 k J/cm时,焊缝金属韧性较好;随着焊接热输入的增加,焊缝的冲击韧性降低,但仍能满足性能指标,焊缝金属中夹杂物成分相差较大,有效夹杂物数量减少,焊缝金属中大角度晶界比例减少;对于E36钢,热输入为160 k J/cm时不仅能使韧性符合要求还能提高生产效率.     

高强度贝氏体钢板不同焊接方法接头的组织和性能

利用二氧化碳保护焊、埋弧焊、手工电弧焊研究了高强度贝氏体钢板焊接接头的组织和力学性能.结果表明:二氧化碳保护焊焊后不热处理接头焊缝组织为贝氏体、少量铁素体和珠光体,热影响区为新型贝氏体组织;手工焊焊后不热处理焊缝组织主要为块状铁素体和少量珠光体,热影响区组织为新型贝氏体组织;埋弧焊焊后不热处理焊缝部分组织为针状铁素体,熔合线结合良好,组织分布均匀,晶粒细小,热影响区组织为新型贝氏体.各种焊接方法焊接接头具有良好的强韧性.     

磷对焊缝裂纹影响的探讨

在大板梁埋弧自动焊焊缝上发现了沿焊缝纵向分布的裂纹,经分析,是焊剂中磷含量严重超差所造成的。     

不锈钢埋弧焊烧结焊剂研制

研制了一种不锈钢埋弧焊烧结焊剂,采用CaF2-Al2O3-CaSiO3焊剂渣系,碱度BⅡw为1.7-2.3.研发焊剂与H00Cr21Ni10焊丝匹配,焊接工艺性能良好,施焊过程电弧稳定,脱渣性能良好,焊缝成形美观.研发焊剂冶金性能良好,焊缝合金元素烧损少,杂质元素渗入少,具有良好的力学性能和耐晶间腐蚀性能.     

X80管线钢埋弧焊用焊丝、工艺及焊接性研究

根据晶粒细化机制和微合金化理论研制了X80管线钢埋弧焊用焊丝,该焊丝与高碱度烧结焊剂SJ102匹配焊接所得的熔敷金属,不仅具有高的强度(σ_s≥540MPa),而且具有优良的低温韧性(A_kv_(-10℃)≥120J)。满足了X80管线钢对熔敷金属强度和韧性的要求。其接头性能达到了欧洲钢管公司的直缝埋弧焊焊管的实物水平。 建立了熔敷金属化学成分与力学性能的人工神经网络预测模型。该模型在熔敷金属力学性能预测方面的精度比较高,相对误差在10％以内。用该模型研究了合金元素和杂质元素对熔敷金属低温韧性的影响。结果表明,随着O、N含量的增加,韧性显著下降。S对韧性基本无影响。随着C、Mn含量的增加,韧性值增大。Ti、B的作用主要是减弱杂质元素O、N的不利影响而提高韧性。P对低温韧性的影响须做进一步的研究。利用所建立的预测模型通过正交试验得出较佳的熔敷金属化学成分,即C0.06-Mn2.2-Ti0.020-B0.0015-O0.02-N0.004(wt％),在该成分下能获得较好的低温韧性和其它各项力学性能。 采用氩弧快速加热处理焊缝焊趾部位,结果表明该方法的使用使焊缝与母材过渡圆滑,有利于消除该部位的应力集中;同时焊缝柱状晶和粗大的热影响区组织得到细化。 采用氩气保护的埋弧焊工艺来改善埋弧焊焊缝的性能,研究结果表明采用氩气保护减     

10Ni2CrMoV钢焊接接头腐蚀特性研究

通过室内挂片和电化学测试试验,结合微观分析,比较了手工焊和埋弧焊工艺制备的10N i2CrMoV钢焊接接头的腐蚀特征,讨论了相关因素的影响。结果表明:两种工艺的焊接接头均以焊缝金属的耐蚀性最差,热影响区的耐蚀性最好;接头各区中的化学成分和微观组织的差别,是导致接头各区耐蚀性差异的主要因素;埋弧焊接头的耐蚀性优于手工焊接头的,焊接过程中输入的线能量较高是主要原因。     

含Nb、 Ti不锈钢丝极埋弧焊焊剂研制

研制了一种含Nb、Ti不锈钢丝极埋弧焊用烧结焊剂,通过控制焊剂的总SiO_2含量在7.55%～8.15%,解决了粘渣问题。焊剂采用CaF_2-Al_2O_3渣系,匹配ER347和ER321焊丝埋弧施焊,焊接时电弧稳定性好,渣壳脱落良好,焊道成形良好。焊剂具有优良的冶金性能,熔敷金属的化学成分、力学性能和耐晶间腐蚀性能良好。     

热输入对1200MPa级HSLA钢焊缝组织性能的影响

为了研究焊接工艺条件对焊缝金属组织性能的影响,采用不同热输入对1200 MPa级低合金高强钢进行熔化极气体保护焊,利用OM、SEM、TEM观察并分析不同焊接热输入对焊缝组织及力学性能的影响规律。结果显示,当热输入为16、20、25 k J/cm时,焊缝组织主要以针状铁素体为主,并含有少量M-A组元以及粒状贝氏体。随焊接热输入增大,针状铁素体组织有所增多且板条宽度逐渐增大,而粒状贝氏体组织减少。焊缝内非金属夹杂物类型多为促进针状铁素体形核的Ti-Mn-Al-O-S系复合氧化物夹杂。焊缝金属硬度、冲击韧性及焊接接头强度随热输入增大基本呈下降趋势,并且各焊接热输入条件下焊缝金属具有良好的强韧性匹配。随热输入增大,焊缝金属断裂特征由韧性、脆性混合型断裂向脆性断裂转变。热输入为20 k J/cm时,焊接接头综合性能最佳。     

Nb、Ti微合金元素对连铸10MnNiCr钢埋弧焊接头组织与韧性的影响

利用金相显微镜、冲击试验等研究了Nb、Ti微合金元素对连铸10MnNiCr钢埋弧焊焊接接头组织与韧性的影响。结果表明,Nb V Ti钢的焊缝和焊接热影响区比Nb V钢的具有更高的冲击韧性。其中Nb元素易促进侧板条铁素体形成,对韧性不利;Ti元素易使焊缝金属产生针状铁素体,并抑制CG HAZ晶粒粗化,对改善埋弧焊接头韧性有显著作用。     

焊剂对焊接接头成型的影响的优化设计

埋弧焊烧结焊剂在焊接中发挥着越来越大的作用。因此,进行试验寻找一种最适合于埋弧焊的烧结剂非常有必要。首先采用正交试验设计方法得到焊剂成分的三水平正交表,对每组焊剂进行制样和焊接工艺性能试验。观察焊接过程中电弧的燃烧状态及其他焊接工艺情况,分析对比,总结出一组焊接工艺性能较好的焊剂配方。     

超细晶Q460高强钢焊接接头组织与韧性研究

采用手工焊条电弧焊和熔化极活性气体保护焊对超细晶Q460钢进行了焊接,分析表征了焊接接头的组织结构、显微硬度和冲击韧性的变化规律。研究结果表明,采用E5515焊条焊接,焊缝金属主要为先共析铁素体、多边形铁素体与少量珠光体。采用ER55-G焊丝,熔化极活性气体保护焊,焊缝金属主要由针状铁素体和少量多边形铁素体组成,焊丝中Ti元素的添加有利于获得针状铁素体组织。采用较小的焊接线能量,超细晶Q460钢热影响区粗晶区组织为粒状贝氏体组织。焊缝金属的显微硬度高于热影响区和母材的显微硬度,热影响区未出现软化现象。冲击试验表明,焊缝金属和热影响区均具有较高的冲击韧性,而且热影响区的韧性高于焊缝金属的韧性。     

双丝埋弧焊FCB法单面焊双面成形工艺研究

埋弧焊FCB法单面焊双面成形工艺在船厂已有大量应用,针对国内单面焊工艺应用现状和高强钢的特点研制了高强钢双丝埋弧焊单面焊工艺配套焊丝与焊剂,同时系统分析了焊接规范、坡口形式、背面焊剂对焊道成形的影响。通过调整工艺使其接头性能达到技术要求,该技术有望实现埋弧焊FCB法单面焊工艺的国产化应用。     

高碱度低活性超低氢型烧结焊剂的研制

研制了一种高碱度、低活性、超低氢型烧结焊剂 ,并用该焊剂配合低合金焊丝进行了熔敷金属拉伸、冲击和落锤试验 ,通过分析焊缝金属的金相组织阐明了焊缝金属获得高韧性的机理 ,并且通过测定焊缝金属扩散氢和焊接裂纹试验对该焊剂进行了评定     

热输入对Q890高强钢焊缝组织及性能的影响

针对国内某钢厂最新研制的Q890高强钢,采用三种不同的热输入对其进行气体保护焊接,研究了不同热输入对焊缝金属组织、硬度及冲击韧性的影响.结果表明,3种热输入下,焊缝组织主要以板条贝氏体为主,并含有粒状贝氏体、少量的板条马氏体和残余奥氏体.随着热输入的增大,焊缝组织中贝氏体铁素体板条粗化,板条马氏体逐渐减少,而粒状贝氏体逐渐增多,部分残余奥氏体由薄膜状向块状转变;焊缝金属硬度随着热输入的增大而下降;焊缝金属的冲击韧性亦呈逐渐下降的趋势.     

铝-镀锌钢板异种金属Pulsed DE-MIG熔钎焊方法研究

为精确控制焊接热输入,从而控制铝钢异种金属界面区金属间化合物生长,提出一种新型高效低热输入的脉冲旁路耦合电弧MIG焊(Pulsed DE-MIG)方法,用ER5356铝合金焊丝在镀锌钢板上利用平板堆焊实验对工艺参数进行优化.在焊丝总电流保持不变,不同的Pulsed DE-MIG焊接参数下焊接,结果表明随着旁路电流的增大,焊缝宽度显著变小,且焊缝堆高明显变高.采用OM、SEM、EDS等测试手段观察和分析连接界面区的微观组织,发现在连接界面区形成Fe2Al5、FeAl3金属间化合物层,且母材热输入大时,FeAl3析出得多,随着母材热输入的减小,FeAl3析出逐步减少直至FeAl3无析出.     

热输入对高强度气体保护焊丝焊缝金属强韧性的影响

采用拉伸、冲击试验和显微组织观察,研究了热输入在10~27 kJ/cm时对超低碳气体保护焊丝焊缝金属强度、韧性及显微组织的影响。结果表明,随着焊接热输入的增加,焊缝金属的强度和韧性呈下降趋势,其原因在于,随热输入的提高,合金元素烧损增多,焊缝冷却时间延长,焊缝金属高温再热区中强度较低、韧性较差的铁素体含量增加。