DT300高强钢GMAW接头组织性能的研究

采用熔化极气体保护焊对DT300高强钢进行焊接,获得成形良好的焊接接头。通过对焊接接头进行拉伸、冲击试验及硬度检测,采用光学显微镜对焊接金属显微组织进行分析,对焊接接头组织性能进行研究。结果表明,焊缝组织为贝氏体和马氏体,热影响区随着距熔合线距离的增加,由高硬马氏体组织经过少量马氏体+贝氏体+多边形铁素体组织,逐渐向母材多边形铁素体变化。热影响区由于产生高硬马氏体,硬度明显增大。焊接接头具有较高强度,但是,焊缝、熔合线及近熔合线热影响区的冲击韧性明显低于母材的冲击韧性。     

35CrMnSiA超高强钢的焊接性试验研究

采用MIG焊焊接超高强钢35Cr Mn Si A,对热处理前后焊接接头组织进行分析,并对热处理后焊接接头进行了硬度测试、拉伸试验、冲击试验及断口分析,从而研究分析了35Cr Mn Si A的焊接性。结果表明:焊态下,焊缝区组织为针状马氏体和少量残余奥氏体,热影响区组织为板条状马氏体、贝氏体和残余奥氏体;热处理后,焊缝组织为回火马氏体和残余奥氏体,热影响区组织为回火马氏体、少量贝氏体和残余奥氏体;焊接接头焊缝区的硬度高于热影响区和母材;焊接接头抗拉强度为1640.8 MPa,伸长率为9.2%,焊缝区冲击功为37.6 J,焊缝区的冲击断口为混合断口。     

Q960E调质钢厚板的MAG焊接性及接头力学性能研究

通过焊接热影响区最高硬度试验和斜Y型坡口焊接裂纹试验,分析了30 mm厚Q960E调质高强钢板的焊接性,在此基础上优化了焊接工艺,采用熔化极混合气体保护焊进行钢板对接多道次焊接。研究表明,预热120℃时,钢板的淬硬倾向较小,表面和断面裂纹率均为零。焊缝区显微组织为细小的马氏体和针状铁素体,粗晶区组织为粗大板条马氏体,细晶区组织为细小的马氏体和贝氏体。焊缝的硬度高于母材,粗晶区的硬度最高;焊缝的冲击吸收功与母材相当,热影响区的冲击吸收功低于母材;焊接接头的抗拉强度与母材相当。     

焊接线能量对隧道钢拱架焊接接头组织与性能的影响

使用激光-MIG复合焊对隧道钢拱架10Ni3Cr Mo V钢板进行了焊接试验,研究了焊接线能量对焊接接头硬度、-50℃冲击吸收功、室温力学性能和显微组织的影响。结果表明,四种焊接线能量下焊接接头的焊缝和热影响区硬度都要高于基材,且随着焊接线能量的减小,焊缝区域的显微硬度逐渐升高;焊接线能量为5.06 k J/cm时,焊接接头的焊缝上、中和下部的冲击吸收功都最大;当焊接线能量为6.85、5.82 k J/cm时,焊缝组织分别为粒状贝氏体,粒状贝氏体+针状铁素体+少量上贝氏体,而热影响区组织都主要为马氏体及少量粒状贝氏体;焊接线能量为5.06、4.48 k J/cm时,焊缝组织分别为大量针状铁素体+少量粒状贝氏体、上贝氏体、马氏体,马氏体+少量上贝氏体,而热影响区组织都主要为马氏体,随着焊接线能量的减小,马氏体板条尺寸和马氏体束群宽度逐渐减小。     

建筑用C-Mn钢激光-电弧复合焊接接头的组织与力学性能研究

采用三种不同焊接速度对8 mm厚的800 MPa级建筑用C-Mn钢板进行激光-电弧复合对接焊试验,研究了焊接速度对焊接接头的成形、显微组织、显微硬度和冲击性能的影响,并对冲击断口形貌进行了观察。结果表明,三种不同焊接速度下的焊接接头成形较好,没有出现焊接飞溅、焊渣等;随着焊接速度的增加,焊接接头上下表面的宽度都呈现逐渐减小的趋势;当焊接速度为120、90 cm/min时,焊缝区上部、中部和下部的显微组织都为板条马氏体,而焊接速度为60 cm/min时,焊缝上部组织为板条马氏体+少量贝氏体,中部为粒状贝氏体,下部为先共析铁素体和针状铁素体;不同焊接速度下焊接接头热影响区和焊缝区的冲击功都要高于母材,焊接速度为120、60 cm/min时的冲击断口表现为准解理断裂特征,而焊接速度为90 cm/min时的冲击断口表现为韧性断裂特征。     

10Ni3CrMoV钢CO2激光多层焊的接头组织与性能

与传统电弧焊相比,激光焊接厚板优势明显。采用纯激光焊和激光电弧复合焊等多道焊接技术实现了28 mm厚10Ni3CrMoV钢的高效焊接,采用光学显微镜分析焊缝、热影响区和焊缝重叠区的组织,激光复合焊缝组织主要为针状铁素体,纯激光焊缝、粗晶区和细晶区组织主要为板条马氏体,激光复合焊缝重叠区组织为粒状贝氏体+马氏体,纯激光焊缝和激光复合焊缝重叠区组织为马氏体+少量粒状贝氏体。测试了焊接接头的力学性能,结果表明,激光复合焊缝金属的冲击韧性较高,焊接接头的抗拉强度和屈服强度与母材相当,延伸率略小于母材,焊接接头的最大硬度小于360 HV,弯曲性能合格。     

焊接热输入对Q890/Q550异种钢激光-MAG复合焊接头组织及力学性能的影响

采用激光-MAG复合焊进行了Q890/Q550异种钢焊接试验,研究不同焊接热输入对异种钢焊接接头显微组织和力学性能的影响。试验结果表明,在相同热输入下,焊缝两侧过热区主要由板条马氏体和少量贝氏体组织组成,细晶区为致密的板条马氏体组织,Q890钢侧的马氏体含量比Q550侧多,板条更加粗短,焊缝冲击断口具有剪切韧窝特征,冲击韧性优于热影响区;随着热输入从3.5 kJ/cm增加到9.6 kJ/cm,过热区晶粒粗化,贝氏体逐渐增多,马氏体含量减少,焊缝和热影响区冲击吸收能量略微减小。三种热输入下拉伸试件均断在母材Q550钢,断后伸长率相当,断裂方式为韧性断裂,焊接接头强度高于母材。     

低合金高强钢结构的焊接工艺与组织性能研究

分别采用普通ER80-G焊丝和LTT低温相变焊丝对调质态钢结构用Q690低合金高强钢板进行了熔化极活性气体保护焊,对比分析了两种焊接接头的显微组织、显微硬度、拉伸力学性能和冲击功,并对冲击断口形貌进行了观察。结果表明,LTT焊缝区组织为马氏体+少量残余奥氏体,ER80-G焊缝区组织为针状铁素体+少量粒状贝氏体,两种焊接接头焊缝处成形较好,未见明显焊接气孔、夹杂或者微裂纹等缺陷存在。熔合区组织均为粒状贝氏体+板条贝氏体,而热影响区组织为马氏体+贝氏体。LTT焊接接头焊缝区的显微硬度较ER80-G的高。LTT焊接接头的屈强强度和抗拉强度高于ER80-G焊接接头,但是断后伸长率低于后者;ER80-G焊接接头相同部位的冲击功都高于LTT焊接接头。LTT焊缝区断口呈现脆性断裂特征,ER80-G焊缝区断口呈现韧性断裂特征。     

不同热处理状态AMS6308钢惯性摩擦焊接头组织及力学性能

在HWI-IFW-130型轴/径向多功能惯性摩擦焊机上,成功实现热轧态与热轧态AMS6308钢、淬火+回火态与淬火+回火态AMS6308钢惯性摩擦焊接. 对两种不同热处理状态的焊接接头进行检测分析. 结果表明,母材为热轧态的焊接接头,焊缝区为马氏体组织,热力影响区和热影响区为马氏体+贝氏体组织;母材为淬火+回火态的焊接接头,焊缝区为马氏体组织,热力影响区和热影响区为马氏体回火组织. 以焊缝为中心,显微维氏硬度呈对称分布,焊缝区显微维氏硬度最高;两种不同热处理状态母材获得的焊接接头,拉伸均断于母材.     

预热温度对10Cr9Mo1VNbN钢接头组织和性能的影响

通过对不同预热温度下E9015-B9焊条焊接10Cr9Mo1VNbN钢焊接接头的组织和硬度分布进行分析,并通过插销试验测试了10Cr9Mo1VNbN钢焊接接头的冷裂纹倾向。结果表明:室温下HAZ组织为马氏体+残余奥氏体,焊缝区组织为马氏体+铁素体;预热到100℃时,HAZ组织为回火马氏体+少量贝氏体,焊缝区组织为回火马氏体+铁素体+少量贝氏体;预热到150℃时,HAZ为回火马氏体+贝氏体,焊缝区组织为马氏体+铁素体+贝氏体;焊接接头的硬度呈马鞍形变化趋势,HAZ硬度最高,母材区硬度最低;随着预热温度的升高,焊接接头的硬度整体呈现下降趋势;焊接接头的临界断裂应力随预热温度的提高而增大,在室温和100℃下插销试验的临界断裂应力较小,10Cr9Mo1VNbN钢的冷裂纹倾向较大,预热150℃时,焊接接头临界断裂应力明显提高,高达667 MPa。     

00Cr13Ni5Mo不锈钢的焊接裂纹敏感性试验研究

采用小铁研试验对正火及正火+回火态的00Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢进行了焊接冷裂纹敏感性研究。焊接接头微观组织和显微硬度分析结果表明,两种热处理状态条件下的00Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢均有良好的抗冷裂纹敏感性,正火态马氏体不锈钢焊后热影响区发生明显软化,正火+回火态焊后接头硬度则为焊缝区至母材区逐步降低的趋势。     

P12钢厚壁高压管焊接接头的组织和性能

采用光学显微境、扫描电镜、显微硬度仪等试验手段对P12钢厚壁高压管焊接接头各区的显微组织及力学性能进行了研究。试验结果表明:采用钨极氩弧焊打底、焊条电弧焊填充、埋弧焊盖面的焊接工艺,可以获得良好的焊接接头;接头抗拉强度与母材的相当,弯曲性能良好,并具有很高的冲击韧性;焊缝区组织为粒状贝氏体+铁素体,粗晶热影响区组织为粒状贝氏体+少量板条马氏体,热影响区的晶粒大小不一,组织不均匀;焊缝和热影响区的硬度均高于母材,但总体硬度分布相对平缓。     

激光焊接热轧态1000MPa级高强钢焊接接头组织及性能

采用CO2激光焊接抗拉强度为1 000 MPa,厚度6 mm的热轧高强钢板,对焊接接头的显微组织、硬度、抗拉强度、抗冲击性能及断口形貌进行了研究。结果表明,焊缝组织以粗大的板条马氏体为主,有少量的下贝氏体组织;热影响区组织以细小的板条马氏体、粒状贝氏体及少量的残余奥氏体为主,其中回火区和不完全正火区,组织分布极不均匀,呈与母材相一致的细长带状分布,晶界处以细小的马氏体和贝氏体为主,割裂了组织的连续性;焊接接头的显微硬度值为母材焊缝热影响区,异于一般钢材的焊接,这与母材热轧态的组织特征密切相关,其中回火区和不完全正火区是焊接接头的软化区,由于组织粗大且生成了大量贝氏体的缘故;接头的拉伸和冲击性能与显微硬度的分布吻合较好,接头强度虽与母材等强,而塑性只有母材的一半,断裂部位位于热影响区回火区和不完全正火区,需通过改变焊接工艺或焊后回火处理来改善焊接接头的力学性能。     

兴澄1100 MPa级超高强钢Q1100E焊接性试验研究

通过斜Y坡口焊接冷裂纹试验、金相分析和力学性能测试等方法,对兴澄Q1100E超高强钢板焊接接头裂纹敏感性和组织性能进行了研究。结果表明,Q1100E钢焊接接头焊缝组织以贝氏体和针状铁素体为主;粗晶区为粗大马氏体组织,硬度最高;细晶区为细小贝氏体组织;不完全相变区为贝氏体和铁素体两相组织,硬度最低;预热温度高于75℃可避免焊接冷裂纹的产生。随着热输入的提高,焊接接头强度下降明显,低温冲击韧性变化不大。     

转向架用Q345E钢窄间隙激光填丝焊接头组织和力学性能研究

采用窄间隙激光填丝焊焊接了16 mm厚的Q345E钢,利用光学显微镜和拉伸试验机等分析了接头的组织和力学性能。结果表明:在选取合适的焊接工艺参数的情况下,可以得到成型良好,无气孔、裂纹和未熔合的窄间隙接头。焊接道数共5道,接头的中部焊缝组织主要为针状铁素体、粒状贝氏体和珠光体,接头的中部热影响区组织为回火马氏体和M-A组织;接头的表层焊缝组织和中部焊缝组织一致,但其组织粗大,接头的表层热影响区组织为板条状马氏体。接头表层热影响区的硬度高于接头中部热影响区的硬度。拉伸试样均断在母材,横向侧弯试样在弯曲180°后均未开裂,接头力学性能良好。     

一种Fe-Cr-Ni-Mo高强高韧合金钢焊接接头的组织和力学性能

采用熔化极活性气体保护焊(MAG焊)对一种Fe-Cr-Ni-Mo高强高韧合金钢板进行多道次焊接,利用SEM、EPMA、TEM以及拉伸、冲击等实验研究了焊接接头的组织和力学性能。结果表明,焊缝金属由柱状晶和等轴晶组成,其中上部焊缝以柱状晶为主,而下部焊缝的等轴晶含量增加。焊缝上部因冷速较快形成回火马氏体组织;下部因合金元素含量较高,淬硬倾向较强,形成了粒状贝氏体组织。靠近焊缝的热影响区为较粗大的马氏体组织,其硬度最大(621 HV),明显高于母材(410 HV)。上部焊缝金属的硬度为365 HV,低于母材,而下部焊缝的硬度高于焊缝上部和母材,为450 HV。因此,焊接接头上部拉伸试样在焊缝处发生断裂,断裂强度为1109 MPa,而焊缝的下部拉伸试样在母材处发生断裂,断裂强度为1183 MPa。本实验用Fe-Cr-Ni-Mo合金钢的焊接接头强度较高,焊接强度系数不小于0.93,焊缝金属的冲击功为53 J。     

40mm高强钢窄间隙激光填丝焊接头组织与性能

采用窄间隙光纤激光填丝多道焊的方法焊接了40 mm厚Q345D船用钢板,利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机分析了接头组织与性能。结果表明,选取合适的窄间隙激光填丝焊工艺可以得到成型好、无气孔和未熔合等缺陷的焊接接头,焊缝由13层构成,每层堆高约3 mm,焊缝宽度约为3.5 mm。填丝焊缝组织主要为铁素体和粒状贝氏体,焊缝中心冲击韧性良好。热影响区主要为马氏体组织,填丝焊的最高硬度值均出现在焊接热影响区,随着热输入的增加,热影响区最高硬度增加。拉伸试样均断于母材,焊接接头具有良好的力学性能。     

抗CO_2腐蚀低Cr管线钢的焊接接头组织和力学性能

采用TIG焊对含w(Cr)5%抗CO2腐蚀的低Cr管线钢进行焊接,研究焊接接头的显微组织及力学性能,探讨添加w(Cr)5%及焊后热处理对低Cr管线钢焊接性能的影响规律。结果表明,加入w(Cr)5%的Cr元素后,低Cr管线钢淬硬倾向提高,粗晶热影响区晶粒粗大且形成低碳马氏体硬化组织,焊缝区以粒状贝氏体为主,焊接接头硬度偏高,韧性、塑性较低,焊接性能较差。经焊后热处理,焊接接头组织中的第二相发生溶解均匀分布于基体相,低碳马氏体等淬硬组织消失,热影响区及焊缝区硬度大幅降低,焊接接头的塑性和冲击韧性大幅提高,改善了低Cr管线钢焊接接头的组织及综合力学性能。     

异种汽车用高强钢气保焊搭接接头组织和性能研究

通过富氩气体保护焊方法,采用直径为1.2 mm的JM-110实芯焊丝对3 mm厚的HC500和HC950汽车用高强钢板进行搭接焊,并对接头金相组织进行了观察,对接头剪切拉伸强度、硬度等力学性能进行了检验。结果表明,焊接热影响区发生了较为严重的软化现象,随着焊接线能量提高,焊接接头剪切拉伸强度先升高后降低,软化区域扩大;当线能量为1.71 k J/cm时,接头性能最优,接头剪切拉伸强度达到770 MPa左右,焊缝区显微组织主要是针状铁素体+先共析铁素体以及少量的马氏体,两种钢的热影响区组织类型基本相似,过热区组织均为板条马氏体+贝氏体,细晶区和不完全正火区主要为马氏体+铁素体,但组织中马氏体和铁素体的含量有较大差别。     

冷连轧带钢焊接接头的显微组织与性能

采用扫描电子显微镜、维氏显微硬度计及成形机分析表征了冷连轧带钢焊接接头从焊缝到热影响区的显微组织与力学性能。结果表明,冷连轧带钢焊接接头的显微组织由粒状贝氏体、板条贝氏体及少量的马氏体-奥氏体组元组成,在临界粗晶区还出现大量多边形铁素体;显微硬度值在焊缝区域最高,在热影响区出现波动,在临界粗晶区明显下降并逐渐接近母材硬度;经杯突测试后发现裂纹源于临界粗晶区,经少量塑性变形后呈韧性断裂。