药芯焊丝堆焊耐磨覆层组织性能试验研究

采用埋弧焊方法对三种不同的高碳高铬自保护药芯焊丝进行堆焊,并对其堆焊覆层的硬度、耐磨性以及显微组织等进行了试验,研究其堆焊耐磨层的组织、性能及其相互关系。结果显示：1^#堆焊覆层材料耐磨性优于碳含量及硬度更高的2。堆焊覆层材料,表明同类堆焊覆层材料在硬度相近时其耐磨性主要取决于碳化物数量、形态、分布及大小,而合金元素对改变显微组织形态,晶粒大小与分布等方面有积极作用。     

Fe-Cr-C系药芯焊丝耐磨堆焊层的组织和性能

在Fe-Cr-C系药芯焊丝药芯中添加多种强碳化物形成元素,研究了堆敷金属的显微组织、耐磨性和抗氧化性.结果表明,堆焊层金属中大量呈针状和片状的细小碳化物均匀分布在共晶组织和马氏体基体上,改善堆焊金属的韧性,提高了抗裂性;焊缝金属的硬度为61.7HRC,耐磨性好,其相对耐磨性是市售某药芯焊丝堆焊层金属的3.75倍;堆焊层金属高温稳定性好,抗氧化能力强;焊丝适用于高温低应力磨料磨损环境.     

埋弧堆焊药芯焊丝的研制

采用H08A薄钢带作为外皮,研制出一种新型的免预热、耐磨、高硬度、脱渣性能好的药芯焊丝,堆焊后熔敷金届表面硬度达到65HRC.加人多种强碳化物形成元素,不但提高淬透性,使材料在焊接条件下更快地发生马氏体转变,而且能够形成碳化物、硼化物等细小碳化物硬质相,同时还细化基体颗粒,从而得到硬度和耐磨性较好的堆焊层.实验证明,所研制的药芯焊丝能够满足生产实践中堆焊修复的需要.     

Nb-Ni-Ti-B强化药芯焊丝堆焊金属组织结构及耐磨性分析

针对Nb-Ni-Ti-B强化药芯焊丝堆焊金属进行研究,采用XRD和SEM分析了样品的相结构和显微结构;研究发现焊丝熔敷金属中的Fe2B能使熔敷金属堆焊层更加稳固,具有良好的抗剥离性能,Fe2B的硬度高、耐磨性好、分布均匀,镶嵌在熔敷金属的基体中有着骨架的作用,使该合金具有了良好的耐磨性;堆焊金属中的TiC为NbC提供了...     

Fe/Cr-WC系药芯焊丝堆焊耐磨合金层性能研究

采用CO2气体保护焊方法,研制了一种耐磨损的Fe/Cr-WC系药芯焊丝堆焊合金.通过对堆焊层的平均硬度、磨损失重及微观组织的分析,研究了堆焊合金的耐磨损性能.同时系统地讨论了药芯中合金元素Cr,WC,Mo和V对堆焊层硬度和耐磨性的影响规律,从而确定了药芯中最佳合金元素含量.结果表明:Cr为5.5％～6.0％,WC为3....     

GMAW药芯焊丝熔滴过渡研究

基于计算机技术在焊接领域的应用现状,利用焊接电信号采集系统和光谱仪,基于Labview软件所设计的程序,实现同步采集,并把在每个时刻采集到的焊接电流,电弧电压波形信号及光谱仪采集到的光谱信息都在Labview的界面上同步显示,通过对两组药芯焊丝进行不同参数下熔化极气体保护焊药芯焊丝分析试验的同步采集,结合光谱信息、电信号及其前后时刻状态对药芯焊丝的典型熔滴过渡状态进行了分析。     

药芯焊丝形成WC增强铁基耐磨堆焊层研究

采用药芯焊丝技术在钢表面形成金属基陶瓷耐磨堆焊层.通过药芯焊丝配方的设计,结合TIG焊接方法,对堆焊层的耐磨性进行了研究.结果表明,堆焊层中WC颗粒与基体形成良好的阴影保护效应,WC颗粒对基体进行保护,同时基体对WC颗粒进行有效的支撑.在相同的磨料磨损条件下,大颗粒WC堆焊层具有较好的耐磨性.同时,采用大颗粒WC的药芯焊丝焊接工艺性优异.     

钻杆接头耐磨带堆焊药芯焊丝的研究

研制一种Fe-B-Nb-Ni系钻杆耐磨带堆焊药芯焊丝,采用CO2气体保护堆焊方法,制备Fe-B-Nb-Ni耐磨堆焊合金,利用OM,SEM,XRD等方法对堆焊合金的显微组织进行了观察分析,对堆焊层的硬度及耐磨性能进行了测试分析.结果表明,Fe-B-Nb-Ni堆焊合金耐磨性能比国外某进口药芯焊丝提高了约37％,其宏观硬度值达到HRC60.5～62.2.Fe-B-Nb-Ni堆焊合金的显微组织为马氏体+铁素体+少量渗碳体+颗粒状NbC+包晶Fe3(B,C)+共晶Fe23(B,C)6、Fe3(B,C)+少量共晶Fe2B相,其中NbC硬质颗粒弥散的分布于基体中,基体中的马氏体组织具有优异的强度和耐磨性,起到了很好的耐磨骨架的作用.Fe-B-Nb-Ni堆焊合金的磨损机理主要是犁沟式微切削和局部的硬质相剥落.     

自保护药芯焊丝熔敷金属韧化的机理

自保护药芯焊丝是近年来国际上发展较快而我国的研究和开发相对滞后的一种焊接材料。其研究的核心是焊丝的工艺质量和熔敷金属的韧性。本通过在高铝系熔敷金属中添加微量元素，控制熔敷金属中夹杂物的形态、数量、尺寸等特征参数，对熔敷金属的成分、微观组织和性能进行了深入研究，获得了针状铁素体较多的显微组织，使其0℃的冲击吸收功达到97J。其研究结果对于提高高铝系熔敷金属的韧性具有重要的参考价值。     

立向下自保护堆焊药芯焊丝的研制

针对用于立向下焊的自保护耐磨堆焊药芯焊丝进行了研究。试验结果表明,药粉中Al,Mg,Zr以及稀土等元素对焊丝焊接工艺性能有一定影响,对气孔、脱渣以及飞溅的影响尤为显著。新研制的堆焊药芯焊丝在合理的工艺参数范围内无气孔、熔渣覆盖完全、脱渣性优良、飞溅小,可实现立向下堆焊。焊丝的堆焊金属合金系为Fe-Cr-Mn-Si,金相组织主要是马氏体、贝氏体和残余奥氏体的混合组织,堆焊层硬度范围为HRC 41-57,该耐磨堆焊药芯焊丝通用性强、适用范围广。     

不锈钢药芯焊丝中铁粉/长石对焊接烟尘中Cr(Ⅵ)的影响

采用汉诺威电弧质量分析仪、高速摄像机和激光粒度仪等研究了不锈钢药芯焊丝中铁粉/长石比对不锈钢药芯焊丝电弧稳定性、焊接烟尘平均颗粒尺寸、烟尘中Cr(Ⅵ)含量及其生成率.结果表明,短路过渡生成的焊接烟尘平均颗粒尺寸比粒状过渡小,烟尘中Cr(Ⅵ)/总Cr(n/N)的比值大;在同一焊接参数下,当药芯中铁粉/长石比例在1.8时,短路过渡时间最短为1033μs,焊接电弧稳定、焊接烟尘颗粒平均尺寸为1154 nm, Cr(Ⅵ)的含量及Cr(Ⅵ)/总Cr(n/N)的比最小,分别为1555.8 mg/kg和24%.     

10CrSiNiCuA CO2气保护药芯焊丝焊接工艺适应性评价

通过试验,对10CrSiNiCuA CO2气保护药芯焊丝的焊接工艺适应性进行了评价.结果表明,10CrSiNi-CuA CO2气保护药芯焊丝的造船焊接工艺适应性良好.应用图表法对10CrSiNiCuA CO2气保护药芯焊丝焊接10CrSiNiCuA的抗冷裂能力进行了分析.     

自保护药芯焊丝工艺性评价

采用高速摄影、电弧参数快速采集分析系统以及焊接工艺性试验方法,对3种自保护药芯焊丝的熔滴过渡、焊接电流、电弧电压和焊接工艺性进行了试验研究.结果表明,在文中试验条件下,可以采用低于17.5 V,持续时间大于0.5 ms的电压值表征自保护药芯焊丝弧桥并存过渡,并统计出弧桥并存过渡的频次;可以计算出描述自保护药芯焊丝弧桥并...     

药芯铝焊丝的发展及应用展望

简述了铝与铝和铜与铝钎焊常用钎焊材料及其特点,介绍了市场上以及研究中的药芯铝焊丝,并以多种方式对药芯铝焊丝这一新产品进行归类.概括了国内外药芯铝焊丝的发展历程、研究现状和发展前景.分析了现有药芯铝焊丝存在的问题,提出了改进药芯铝焊丝性能的方向和途径,简要讨论了微量元素对药芯铝焊丝钎焊工艺性和焊接接头强度的影响.研究结果表明:药芯铝焊丝适宜于铝与铝和铜与铝的钎焊,采用药芯铝焊丝钎焊可以大大提高生产效率.     

氮合金化药芯焊丝对堆焊层组织和耐磨性的影响

在Cr13马氏体不锈钢药芯焊丝中添加2%铌铁、2%钒铁和5%氮化铬进行埋弧堆焊,研究氮合金化对堆焊层组织和耐磨性的影响。堆焊层试样分别在450℃、480℃、500℃、520℃、540℃、560℃和600℃下进行焊后回火处理,研究回火温度对堆焊层组织和耐磨性的影响。结果表明,焊态下硬面合金组织由马氏体、残余奥氏体和分布在基体上的碳氮化物组成。加入铌、钒和氮化铬后,组织的晶粒得到细化,耐磨性也随之提高。回火热处理使基体晶内及晶界弥散析出球状第二相粒子(Nb、V、Cr)x(C、N)y,随着回火温度的升高,氮合金化硬面合金中第二相粒子的数量先略有下降,再逐渐增加,随后急剧减少,耐磨性也相应改变。540℃时试样磨损量最小,耐磨性最佳,当回火温度升至600℃时,第二相粒子数量减少,耐磨性最差。     

Fracture toughness test for flux cored wire welded joint

Abstract

Test techniques using unloading compliance single specimens to determine crack opening displacement (COD) resistance curves for flux cored arc welded joints were investigated in detail. Computer based methods for data acquisition and processing were incorporated in the test procedure. The causes of the shorter calculated crack length in comparison with the length measured according to unloading compliance single specimen techniques were studied, and the counter measures used to correct the crack length were analysed. The COD resistance curves for YJ657 basic flux cored wire (FCW) weld metal and joint line regions were then obtained using these techniques. The correlation coefficient using the least squares method to fit the curves was greater than 0.99. The results showed that the present test system and computer based data acquisition and processing techniques offered advantages such as flexibility of operation, stability of performance, and high accuracy when they were used to measure the COD resistance curves for FCW welded joints. The test results also indicated that the characteristic value of fracture toughness (extrapolated COD at zero crack length) for the YJ657 basic FCW weld metal and joint lines at 253 K was greater than 0.1 mm, indicating high toughness. This was because the weld metal microstructure consisted of a large proportion of acicular ferrite plates which were in different orientations and therefore able to deflect propagating cleavage cracks.     

自保护药芯焊丝飞溅的形成机理及其影响因素

详细研究了自保护药芯焊丝飞溅的形成机理及其影响因素.高速摄影观察表明,自保护药芯焊丝在焊接过程中的飞溅主要有以下三种形式,电弧力引起的大颗粒飞溅、气泡放出型飞溅和气体爆炸引起的飞溅.通过混料回归试验分析了药粉中氟化物、氧化物、碳酸盐、脱氧剂、合金元素对焊接飞溅的影响规律.结果表明,氟化物和碳酸盐对飞溅的影响较大,氧化物、脱氧剂和合金元素对飞溅的影响较小.     

无渣含铌自保护堆焊药芯焊丝的研制

采用Fe-Cr-Nb-C堆焊合金体系,通过大量试验研制出焊接工艺性能和力学性能良好的无渣含铌自保护药芯焊丝.结果表明,在药芯中不添加任何造渣剂的情况下,药芯中各组分含量(质量分数)锰铁为12%、硅铁为6%、石墨为8%、钛铁为4%且其它组分合适时,自保护药芯焊丝的焊接工艺性能良好;该堆焊层组织由奥氏体、少量马氏体、一次碳化物及共晶物组成,随着铌含量的增加,硬度值先降后增,在铌铁含量3%时,最低硬度值为41.1 HRC.在碳含量有限的条件下,铌在焊接过程中形成碳化物质点,一方面增加了含铌硬质相,另一方面对碳化铬的形成造成影响.     

Comparison of the effects of fluorides in rutile-type flux cored wire

Various fluorides, CaF₂, Na₃AlF₆, K₂SiF₆, MnF₃, and MgF₂, were added to rutile-type flux cored wires at concentrations of 1.8–2.3% and their effects on hydrogen reduction in weld metals were studied. All the fluorides reduced the hydrogen content but there were differences in the levels of reduction among the wires; CaF₂ showed the greatest reduction and MnF₃ showed the least. The hydrogen content in the weld metals was not influenced by the fluorine formed in the arc but by the slag basicity due to the small amount of fluorides added. The weld metal with higher slag basicities had a lower hydrogen content. The effects of fluorides on the arc stability, weld metal hardness, and microstructure were also examined. Because of the higher ionization potential of Mn, the wire containing MnF₃ had the most unstable arc during welding. The wire containing MnF₃ also produced a lower weld metal hardness than the other wires owing to its lower weld metal hardenability due to the greater oxidation loss of the C, Si, and Mn elements during welding.     

药芯焊丝焊缝中先共析铁素体的数量预测

合理控制低合金高强钢药芯焊缝金属中的先共析铁素体含量,对获得理想的焊缝性能具有重要意义。将焊缝凝固过程中的偏析效应引入基于扩散控制增长的先共析铁素体生长机制,指出成份偏析效应改变了先共析铁素体生长温度和时间区间,从而影响偏析微区内先共析铁素体的体积比例,建立了预测和分析药芯焊丝焊缝中先共析铁素体体积比例的模型,与实际试验结果有很好的吻合。