无钴马氏体时效钢电子束焊接接头组织与性能分析

对18Ni无Co马氏体时效钢进行了真空电子束焊接,用金相显微镜观察了焊接接头的组织形貌,并测定了焊缝区、热影响区、基体的显微硬度.结果表明,18Ni无Co马氏体时效钢组织为板条马氏体组织,材料焊接性能良好,焊缝区凝固组织为胞状树枝晶,熔合线附近热影响区晶粒发生了再结晶,晶粒长大明显.硬度分布有明显的规律性,焊缝区硬度最低,细晶区硬度最高,熔合线附近的热影响区,离熔合线越远,硬度值越高.在距熔合线2.5 mm处有一个马氏体与奥氏体两相混合的狭窄区域,硬度较其两侧有明显降低.     

低合金钢焊丝焊接C4镍基合金/X60钢熔合区组织与耐蚀性

采用CO2保护低合金钢焊丝焊接C4镍基合金/X60钢异种金属.并研究了焊缝的组织与耐蚀性.结果表明:靠近C4镍基合金熔合线附近出现含有奥氏体组织的未混合区,X60钢熔合区组织无明显未混合区出现;在CA镍基合金未混合区内Cr、Ni元素含量较高,从焊缝中央到X60钢熔合线,Cr元素含量明显减少,Ni元素含量增加;C4镍基合金熔合区和X60钢熔合区的耐蚀性优于焊缝区;形成腐蚀膜对基体保护作用也比焊缝区好.     

锌基合金激光焊焊接接头组织和性能的研究

通过金相显微镜、扫描电镜和能谱分析仪等分析手段,研究了锌基合金激光焊焊接接头的组织和性能。结果表明:锌基合金焊接接头熔合线明显,熔合区及热影响区很窄,组织比较均匀;焊缝中心位置的蒸发凹坑较明显。焊缝中心主要由等轴晶组成,焊缝中心与熔合线的中间区域主要由树枝状晶组成。熔合区及热影响区组织发生明显的重结晶,为细小的等轴晶,没有半熔化区晶粒组织及过热粗晶区组织出现。焊接接头的焊缝硬度最高,各区域的硬度分布为:焊缝热影响区、熔合区母材。     

Q235B/304L复合板焊接接头组织与性能研究

采用SMAW焊接Q235B/304L双金属复合板,利用光学显微镜和EDS分析了焊接接头显微组织及合金元素分布,并且测试了焊接接头力学性能。研究结果表明,焊缝组织主要为奥氏体和少量δ铁素体,熔合线附近生成少量板条马氏体和魏氏体组织;碳钢侧熔合线附近Cr元素未发生明显稀释,Ni元素稀释明显,同时C元素发生了少量扩散;焊接接头抗拉强度为499 MPa,焊缝和热影响区冲击吸收功分别为103 J和59 J,焊接接头各区硬度不高于HV10350,均满足技术指标和使用性能要求。     

Zr702合金焊接接头在沸腾硝酸中的腐蚀行为研究

研究了采用钨极氩弧焊（TIG）焊接的Zr702合金焊接接头在8 mol/L沸腾硝酸中的应力腐蚀、电化学腐蚀、均匀腐蚀行为及其失效机理。结果表明：TIG焊接后,Zr702合金焊接接头熔合区和热影响区晶粒发生粗化;热影响区产生残余拉应力,平行于焊缝的残余应力达到179.68 MPa,垂直于焊缝的残余应力达到134.94 MPa。Zr702合金焊接接头的均匀腐蚀速率比母材高50%,这是由于组织内存在的残余应力会诱导合金溶解腐蚀。在拉应力的作用下,Zr702合金焊接接头表面的钝化膜沿着垂直于拉应力方向开裂,表现为明显的解理断裂特征,导致接头的应力腐蚀敏感性升高,存在应力腐蚀开裂的风险。     

超声冲击处理对316L不锈钢焊接接头组织及残余应力的影响

对6 mm厚的316L奥氏体不锈钢板进行TIG焊试验,采用盲孔法测量焊缝附近的残余应力,并采用超声冲击处理焊接接头,观察超声冲击前后焊接接头的组织形貌。使用Abaqus有限元软件,分析了316L不锈钢的焊接残余应力分布,并与残余应力测试结果进行对比,以验证模拟结果的准确性。结果表明,焊缝组织由奥氏体与δ铁素体组成,铁素体主要以蠕虫状分布于枝晶主轴上。超声冲击处理前,熔合线清晰可见,靠近熔合线的热影响区晶粒粗大,晶粒内部有滑移线,该部位在焊接过程中发生了塑性变形。超声冲击处理后,熔合线变得模糊,接头的残余应力大幅降低。接头的横向残余应力以拉应力为主,最大应力在焊缝熔合线处;最大纵向残余拉应力出现在焊缝及其热影响区附近。横向残余应力的模拟结果与盲孔法测试结果较为吻合,其与测试结果的偏差低于20%。     

X80管线钢及其接头的低温韧性和显微组织

分别利用示波冲击韧性试验、硬度试验和光学显微镜、透射电镜研究了X80管线钢及其焊管接头的力学性能和显微组织。试验结果表明，X80钢及其焊管接头具有良好的韧性，其中焊缝的韧性最高，焊接热影响区粗晶区因受焊接热效应引起晶粒粗化和形成脆性组织，故韧性最低。试验钢由针状铁素体和少量块状铁素体组成，焊缝为典型的针状铁素体组织，焊接热影响区粗晶区以粒状贝氏体为主。焊接热影响区熔合线附近的硬度值最高，越远离熔合线硬度值越低，并逐渐接近母材的硬度值。     

焊后热处理对S30408/Q345R不锈钢复合板耐蚀性能的影响

研究了焊后热处理对S30408/Q345R不锈钢复合板焊接接头的显微组织、耐晶间腐蚀性能、抗应力腐蚀性能的影响。结果表明,经580℃×2 h焊后热处理后,焊接接头过渡层焊缝与基层焊缝熔合线附近出现了合金元素扩散,脱碳层范围减小;焊后热处理后,焊接接头的耐晶间腐蚀性能下降,腐蚀裂纹位于焊缝熔合线附近;焊接接头的抗应力腐蚀性能受焊后热处理影响不大,慢应变速率拉伸断裂接头未发现二次断裂,S30408不锈钢覆层应力腐蚀破裂敏感性比值低,应力腐蚀敏感性小。     

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。     

718镍基合金激光焊接接头微观组织研究

对718镍基合金的激光焊接接头微观组织进行了研究。结果表明:焊接接头的焊缝组织呈"钉头"状,结晶方向由熔合线指向焊缝中心,焊缝中心组织主要是等轴晶,焊缝熔合区出现了大量黑色沉淀相,是Nb在晶界的析出物和碳化物,热影响区也存在部分黑色沉淀相。在热影响区有大量的不连续裂纹,在钉头中间缩颈部位的裂纹最为明显。裂纹的出现与树枝晶间析出较多的Nb低熔点共晶相有关。焊缝区的显微硬度明显低于母材,在熔合线附近出现了软化区。     

焊接对机壳过早腐蚀开裂的影响

观察分析了机壳腐蚀裂纹的宏观特征及微观形貌,测定了裂纹扩展路径上腐蚀产物的成分。结果表明,机壳腐蚀裂纹是氯离子促进的应力腐蚀开裂。靠近熔合线附近的机壳本体组织较焊接前发生了明显变化,铁素体增多而奥氏体减少,且Cr_2N析出。焊接导致机壳耐蚀性下降是引发其应力腐蚀开裂的一个重要原因。建议优化焊接工艺提高机壳的耐蚀性,或者对机壳进行焊后固溶处理以恢复其双相不锈钢的高耐蚀性。     

焊缝为镍基合金的管线钢焊接接头应力腐蚀性能

用镍基合金Arc625焊材,采用钨极惰性气体保护焊(tungsten inert gas welding, TIG)方法焊接X65管线钢. 针对该类焊接接头,通过显微组织观察、电化学测试、氢渗透试验、四点弯曲以及能谱分析研究其H2S应力腐蚀开裂(sulfide stress corrosion cracking, SSCC)行为. 结果表明,该类焊接接头熔合线处有硬脆碳化物聚集,焊缝与热影响区间电化学腐蚀性能差异较大,焊缝的自腐蚀电流密度比热影响区小一个数量级,该类焊接接头整体抗氢渗透能力较强,SSCC试验后试样在熔合线处出现了裂纹,该裂纹由阳极溶解和氢渗透的双重作用所致. 熔合线处 C元素的聚集和Ni,Cr元素的偏析对焊接接头SSCC性能影响较大.     

超超临界锅炉T23钢水冷壁管开裂分析

以超超临界锅炉SA213?T23钢水冷壁失效管为试验对象,通过宏观检查、化学成分分析、金相检验和硬度试验,分析失效原因。结果表明:该水冷壁管化学成分正常,材质性能未发生明显劣化;水冷壁失效原因为鳍片焊缝开裂,该裂纹为沿晶界扩展的再热裂纹,起源于焊缝熔合线附近的热影响区粗晶区域,先沿热影响区横向扩展,然后扩展至母材区域,最终导致管壁泄漏失效;热影响区粗晶区域显微组织为粗大的马氏体和贝氏体组织,硬度明显偏高于焊缝熔合线另一侧的焊缝区域,脆性增大。两者在显微组织和硬度上的明显差别,使焊缝熔合线附近的热影响区粗晶区域容易产生应力集中,在高温运行中发生晶间开裂。     

C4镍基合金与X60钢焊接接头的组织和腐蚀性能

采用低合金钢焊丝焊接C4镍基合金/X60钢异种金属.利用扫描电镜分析焊接接头微观组织;电学系统测试接头各区腐蚀速率;高温高压法加速腐蚀.结果表明,C4镍基合金热影响区奥氏体晶粒长大X60钢过热区为大块铁素体组织.焊缝、X60钢热影响区腐蚀电流密度分别测试时,焊缝区较大;整体测试时,X60钢热影响区作为阳极,熔合线附近溶解出现腐蚀沟槽,C4镍基合金和焊缝共同作为阴极被保护.     

冷焊修复层在H_2S环境下的开裂行为研究

研究了不同工艺条件下A350 LF2钢冷焊修复层的组织特征以及在NACE标准实验条件下的硫化物应力开裂(SSC)和氢致开裂(HIC)特征。结果表明,低的热输入量、短持续时间和高占空比条件下容易产生未熔合焊接缺陷,Ar气输入量较大则容易产生焊接气泡。H_2S腐蚀实验结果表明,冷焊修复层对SSC不敏感,但是却极易在焊接缺陷处产生HIC裂纹,裂纹在未熔合区以及焊缝气泡的边缘萌生,并沿着焊接熔合线在焊缝一侧扩展。适当的冷焊修复工艺参数能消除焊接缺陷,有利于提高焊缝的抗HIC开裂性能。     

低合金高强钢焊接接头在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

采用金相显微镜、扫描电化学显微镜技术、电化学阻抗技术和扫描开尔文探针技术观察了低合金高强钢焊接接头的微观组织,分析了其腐蚀电化学特征,研究了焊接接头不同区域在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,母材电位较负,焊缝区电位较正。由于微观组织不均匀,熔合区和热影响区中的电位分布不均匀,熔合区中的粒状贝氏体电极电位高于针状铁素体,热影响区的针状铁素体电位高于块状铁素体,会形成微小原电池,促使这些区域发生腐蚀。焊缝区探针尖端的氧还原电流最大,耐蚀性最好。热影响区探针尖端氧还原电流最小,耐蚀性最差,其中粗大的块状铁素体微观组织和M-A硬化相的存在是影响热影响区耐蚀性的主要原因。     

预置镍基合金片对异种钢UNGW接头组织及性能的影响

研究了预置镍基合金片对15CrMo/1Cr18Ni9Ti异种钢超窄间隙焊接接头组织及性能的影响。结果表明,预置镍基合金片厚度小于0.6 mm时,15CrMo熔合线附近焊缝区部分区域以A模式凝固并形成奥氏体胞状晶,而其它区域仍以FA模式凝固,其组织为等轴晶奥氏体+枝晶状铁素体,并且焊缝中心无凝固裂纹形成。预置0.9～1.2 mm厚的镍基合金片时,焊缝中心因镍偏聚而以A模式凝固,形成粗大的奥氏体柱状枝晶,并有凝固裂纹形成。预置镍基合金片厚度在0.6～0.9 mm时,可使15CrMo熔合线附近焊缝区的Ni质量分数比填充金属(ER347L)的提高约2%,明显比未预置镍基合金片的接头具有更好的抑制碳扩散效果,但当镍基合金片厚度在0.3～1.2 mm范围内变化时接头抑制碳扩散的效果并无明显变化。焊态的异种钢接头不均匀混合区内存在马氏体层,而热时效后在熔合线附近会形成一定宽度的富碳硬化区及贫碳软化区。     

电子束焊铝合金微观结构对耐蚀性的影响

采用电子束焊接工艺焊接了一个铝制零件,用光学显微镜、SEM和EDS研究了其焊缝的微观组织和耐蚀性机理。结果表明,焊接接头没有形成热影响区,熔合区由致密细小的柱状晶组成。热影响区的缺乏和熔合区致密的晶粒结构提高了焊缝的防腐性。沿熔合区晶界分布的富Cu共晶组织也提高了其耐蚀性。     

液化气原料罐法兰与管线接头失效因为分析

从断口形貌观察、金相组织的检验、腐蚀产物成分分析等方面对液化气原料罐法兰与入口管线接头的失效因为进行了分析,认为是16Mn钢在含有H2S的腐蚀介质中,在焊接残余应力和工作载荷的共同作用下,由于应力腐蚀而产生的沿晶脆性开裂.裂纹起始于内表面法兰侧焊缝热影响区熔合线附近(马氏体区),裂纹源起始于该区域的蚀坑或焊缝根部余高应力集中部位,同时出现多处裂纹源,每个微小裂纹在该区域内沿焊缝纵向扩展最终连接成大裂纹.并向纵深扩展,直至穿透.并提出了相应的措施防止此类事故的发生.     

激光焊接异种钢组织及显微硬度分析

采用激光摆动焊接方法焊接异种钢,利用JMATPro软件计算了母材3Cr13,VG10的平衡相图,通过XRD,SEM,EPMA等技术分别对焊缝、熔合区、热影响区的相组成和显微组织进行了分析,测定了焊接接头的显微硬度分布. 试验结果表明,焊缝主要为α相和碳化物M₇C₃;从熔合线到焊缝中心,组织由平面晶逐渐变为胞状晶、胞状树枝晶、树枝状晶、柱状晶、等轴晶. 焊缝组织存在显微偏析,其中C,Cr元素在晶界富集,Fe元素在晶内富集,同时在晶界处有条棒状的M₇C₃析出. 熔合线附近的母材处有C迁移现象,其中3Cr13侧母材处有类针状马氏体组织产生,VG10侧熔合区存在非对流混合区,在该位置有块状、岛状组织嵌入母材,且在该组织上有片层状的碳化物生成. 熔合线两侧的母材硬度值最大,焊缝区硬度变化较小,热影响区硬度随着远离焊缝中心距离的增加而逐渐减少.