新型焊接工艺对不锈钢薄板焊缝成形及接头性能影响的研究进展

不锈钢薄板作为一种性能优越的节约型材料,广泛地应用于国民生产中的各个领域,具有良好的发展前景。基于不锈钢薄板的重要性,研究其焊接工艺对促进不锈钢薄板产业的发展具有重要意义。分析总结了焊接工艺对不锈钢薄板焊缝成形及接头性能影响的最新研究进展,表明:(1)激光焊接不锈钢薄板焊缝成形优于电弧焊,通过改进气体保护方式可提高焊缝成形质量,波形控制法可辅助改善电弧焊焊缝成形;(2)高能束焊、搅拌摩擦焊可极大地细化焊接接头晶粒,改善接头力学性能;(3)采用低热输入焊接工艺可以减轻焊接接头腐蚀敏感性,增加保护气体流量或外加磁场可提高电弧焊接头的耐腐蚀性。     

用于HT80厚板输水管道的低匹配焊条

本研究旨在确证:采用低匹配焊条是不是能够有效地降低防止現场焊接HT 80厚钢板的输水管道焊缝开裂所需的予热温度。本研究包括低匹配焊缝连接和超匹配焊缝连接的焊接裂缝试验和接头性能试验。在高湿度的气氛中(这在输水管道的现场焊接中是常常遇到的),焊接裂缝试验的结果表明:用低匹配的AWS E9016 G型焊条代替超匹配的AWS E11016 G型焊条可降低所需的予热温度。在比输水管的最低使用温度稍低的温度下进行焊接宽板拉伸试验,试验表明,低匹配的和超匹配的焊缝连接件在接头强度和接头延性上未呈现出明显的差别。根据这些试验结果,研制了防潮的、名义抗拉强度为65公斤/毫米~2的超低氢型低匹配焊条来满足输水管道环形焊接接头所要求的諸设计条件。本研究表明新型焊条,由于它的防潮性和超低氢的特性,使所需的予热温度比用工业用E9016 G型焊条时降低几十度(摄氏)。     

焊条中Al元素对X80钢焊接接头组织和性能的影响

采用自制的手工电弧焊焊条焊接X80管线钢,利用能谱仪和光学显微镜对X80钢焊缝进行化学成分分析和金相观察;进行硬度、拉伸和冲击实验分析焊接接头的力学性能;在含硫环境下,开展电化学实验和浸泡实验研究焊缝中Al含量对X80钢焊缝抗硫化物腐蚀性能的影响。结果表明,当药皮中Al含量在8%范围内时,随Al含量的增加,焊缝含Al量升高,焊接接头硬度和抗拉强度增大,焊缝冲击韧性和抗硫化物腐蚀性能先升高后降低,腐蚀产物膜形态存在明显的变化。     

还原性气体对镍材焊接的影响

镍材焊接时易形成气孔和裂纹等缺陷,严重地影响焊接接头的质量.为此研究了镍材焊接时适量加入还原性气体对焊接接头质量的影响;并对用这种焊接方式成形的焊缝进行了气孔、焊缝质量、力学性能及组织结构的检验,结果表明,控制好还原气体流量进行焊接得到的焊缝接头质量完全符合标准要求.     

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。     

双电极奥氏体不锈钢焊条单弧焊工艺研究

本文研究了双电极奥氏体不锈钢焊条单弧焊电弧的静特性、焊接电流、电弧电压、焊芯间隙对双电极焊条单弧焊的工艺性能和焊缝成形的影响;通过热电偶测试技术,对双电极焊条单弧焊焊接过程中不同部位焊芯表面温升进行了测定.研究结果表明焊芯直径为φ4.0mm的双电极A102焊条,其合适焊接工艺参数为:焊接电流140～160A,电弧电压45V左右,焊条两芯间隙1.2～1.5mm,焊接板厚8mm的1Cr18Ni9Ti材料,焊缝成形良好.     

线能量对900MPa级焊条接头力学性能影响研究

研究了屈服强度900MPa级焊条在不同焊接线能量下的焊接接头力学性能。试验结果表明,采用较低线能量焊接能明显提高接头焊缝的屈服强度,改善其综合力学性能;多层多道焊接时,提高道间温度对焊缝的屈服强度影响有限,但能提高其冲击韧性。组织分析表明,焊缝中存在少量的残余奥氏体,对改善焊缝冲击韧性有利,同时作为氢陷阱还能减少氢致裂纹产生的可能性。     

不锈钢零部件的焊修技术

金属材料在一定焊接条件下,出现焊接缺陷(尤其是裂纹)的程度和使用的可靠性,称为金属的可焊性。用钢的碳和合金元素含量评定钢的可焊性。选择药物涂层电极除了焊接性能的状态取决于接头及焊接工艺参数,主要取决于过渡焊条涂层心脏和组成的合金元素。因此,应根据维修部件和技术要求及材料来选择电极。本文介绍了不锈钢焊条的选用事项,不锈钢焊修的操作要点、不锈钢的焊接作业方法和不锈钢的点焊施工须知,以及不锈钢的异种焊接技术;同时提出了不锈钢件的焊接质量及其预防。     

高强钢低匹配焊接接头应用性能研究

本文采用低匹配焊条材料焊接了高强度钢材,对其焊接接头硬度、强度、抗弯性能、韧性和抗爆性能进行了综合试验研究,研究结果表明,对于屈服强度高达1,000 MPa的钢,其低匹配焊接接头如果采用常规焊缝余高控制工艺,将出现以下不利状况:(1)无余高焊缝金属承受横向拉应力,在母材及HAZ拘束下首先屈服时,发生低延性破坏;(2)有余高焊接接头在弯曲应力及弯曲、拉伸复合作用下,焊接接头易出现焊缝首先塑变破裂的低应力失效现象。其根本原因为焊接接头软质焊缝区塑性变形抗力的不足。此类破坏发生时,钢板尚未充分塑性变形,从承受应力水平和吸收能量能力来看,这将导致焊接接头系统的服役能力大为降低,因此提高低匹配焊接接头焊缝区塑性变形抗力变得极为重要。利用第三强度理论分析了低匹配焊接接头变形特点,并进行了此类接头焊缝余高的特殊设计,获得和传统等强匹配等效的焊接接头,即在服役状态下,确保焊缝金属不先于母材发生塑变集中而失效。     

稀土元素对低合金高强度钢焊缝机械性能的影响

通过改变焊条药皮中的重稀土含量,向焊缝过渡不同含量的重稀土以提高焊缝的机械性能。研究结果表明,通过向焊缝金属过渡微量的稀土元素,可以对焊缝金属起着净化和变质的作用,同时由于稀土元素对焊缝金属中的夹杂物的细化,球化作用,增加了焊缝中针状铁素体的数量,提高了焊缝的低温冲击韧性,     

活性剂对铁素体不锈钢A-TIG接头熔深及组织性能研究

目的 选用430铁素体不锈钢作为研究对象,对比研究添加SiO2、TiO2、Cr2O3和未添加活性剂对A-TIG焊接接头显微组织和力学性能的影响。方法 采用3种活性剂涂覆在430铁素体不锈钢上进行A-TIG试验,分析活性剂对接头熔深、组织、性能、元素含量的影响情况。结果 同一焊接工艺参数下,活性剂的加入均能提高焊缝的熔深和深宽比,减少熔宽;其中,SiO2为活性剂时获得了最佳的焊缝几何形貌。同时,对比常规TIG焊接(未添加活性剂)接头的显微组织及力学性能可知,活性剂的加入并未改变焊接接头的显微组织且无新相的生成;活性剂的添加能够细化接头组织,从而使得接头硬度有所提高。结论 活性剂的加入能够显著增加铁素体不锈钢TIG焊缝熔深,改善接头组织,提高接头硬度。     

SA240-S31803双相不锈钢焊接接头组织研究

研究了SA240-S31803双相不锈钢的焊接工艺,分析了双相不锈钢的相组织,结果表明,焊接接头的铁素体相比例约为35%～69%,焊缝打底层的铁素体含量比盖面层降低约15%,同焊接位置的焊缝比较,热影响区铁素体含量降低约20%。     

超级双相不锈钢焊条焊缝相比例的影响因素

研究了25％ Cr型超级双相不锈钢焊条焊缝组织,分析了合金成分及焊接工艺对焊缝组织的影响,结果表明,焊缝需要较高的铬镍当量比值方可达到较理想的组织,手工电弧焊时,焊接热输入对焊缝组织的影响不显著,后续焊道的退火作用可提高先焊道中奥氏体相的含量.     

1.4003铁素体不锈钢与Q235-C钢焊接接头的组织和力学性能

采用室温拉伸、不同温度冲击、硬度及金相检验等分析方法对用熔化极混合气体保护焊焊接的1.4003铁素体不锈钢与Q235-C钢焊接接头的显微组织和性能进行了研究.试验结果表明:该焊接接头的抗拉强度与母材相当,焊缝的冲击性能略低于母材,1.4003铁素体不锈钢的热影响区(HAZ)冲击性能较差,焊缝为奥氏体+铁素体双相组织;Q235-C钢的熔合区出现明显界限,1.4003铁素体不锈钢焊接热影响区为晶粒粗大的单一铁素体组织.     

浓硫酸中304不锈钢焊接接头腐蚀行为的电化学研究

为了给应用于浓硫酸工业生产的304不锈钢管道的防护提供指导,采用电化学阻抗谱法与动电位扫描法研究了304不锈钢焊接接头各个区域在质量分数为98%的浓硫酸中不同温度下的腐蚀行为。结果表明:304不锈钢焊接接头在浓硫酸中的腐蚀形式以点蚀为主。在相同条件的浓硫酸介质中,焊接接头各区域耐蚀性优劣依次为:基材、焊缝、热影响区,焊接过程对不锈钢的腐蚀起到促进作用。随着硫酸介质温度的逐渐升高,基材的钝化膜比较稳定,而焊缝与热影响区的钝化膜会发生破裂;并且各区域的自腐蚀电流与腐蚀速率会逐渐增大,耐腐蚀性逐渐下降。     

S22053双相不锈钢接头组织和性能研究

目的研究S22053双相不锈钢焊接接头组织和力学性能变化规律。方法在依托S22053双相不锈钢焊接经验的基础上,采用SMAW和SAW焊接方法对两种不同焊材(E2209和ER2009+GXS-330)的焊接接头进行了力学性能、晶间腐蚀、微观金相和铁素体含量检测试验。结果两种焊材基本都满足S22053的焊接要求,接头由奥氏体和铁素体组成,铁素体为基体,奥氏体被铁素体基体包围着,3组试验的奥氏体晶粒大小和组织形态变化较大,焊缝中粗大的奥氏体占据了大片区域,局部有魏氏组织产生,奥氏体按一定方向的板条状分布,也有部分以片状分布,接头抗拉强度均达到了母材强度的97%,经90°侧弯后表面无可见裂纹,无晶间腐蚀产生的裂纹,铁素体质量分数均在35%~65%。结论 3组试验的奥氏体晶粒大小和组织形态变化较大,其中Φ3.2 mm的E2209焊条焊缝晶粒最为细小,宜选用此种焊接方法,3组试验的晶间腐蚀、铁素体含量、抗拉强度和伸长率,均符合标准要求,90°侧弯后表面无任何可见裂纹。     

微量钇稀土合金化对高强铝合金LY12CZ焊接热裂纹倾向性的影响

LY12CZ是一种共晶型高强铝合金,其焊接性极差。本文采用交流低频脉冲钨极氩弧焊(AC PTIG),探讨了重稀土钇(Y)对LY12CZ焊缝组织及其焊接性的影响。试验表明:由焊丝可以向焊缝金属中过渡适量稀土金属钇。适量钇可以细化焊缝金属组织,改善焊缝树枝状组织,对提高焊缝抗热裂纹性能及焊接接头的机械性能有一定的作用。     

不锈钢薄板容器的焊接方法

对6～8mm薄板不锈钢容器的焊接进行了实践,提出了"焊条电弧焊+埋弧自动焊"组合焊接法,解决了焊缝外观成形较差、工作效率低、成本高、劳动强度大等缺点,取得了良好的结果。     

FV520B钢和Q235A钢焊接接头的维氏硬度试验

在没有x-y轴移动装置的HV-120型维氏硬度计上,仅增加简单的辅助工具,成功完成了FV520B马氏体沉淀硬化不锈钢和Q235A钢V型焊缝焊接接头的维氏硬度试验。结果表明:FV520B钢焊接接头的焊缝、熔合线、热影响区以及母材的维氏硬度差别较小,硬度分布比较均匀,焊接质量满意;Q235A钢焊接接头的焊缝、熔合线、热影响区以及母材的维氏硬度差别更小,硬度分布更加均匀,焊接质量更好。该试验方法操作简单、方便实用,可以完成V型焊缝焊接接头的维氏硬度测试,对使用没有x-y轴移动装置的维氏硬度计的企业进行焊缝质量评定具有借鉴作用。     

0.3mm厚316奥氏体不锈钢的高频感应焊接技术

采用一种高速的高频感应焊接技术焊接壁厚为0.3 mm的316奥氏体不锈钢钢管,研究了不同高频感应焊接参数下焊管的接头宏观形貌、焊缝组织和力学性能.结果表明:在高频感应焊接条件下,为了保证薄壁316奥氏体不锈钢具有良好的焊缝成形性,焊缝内外两侧形成的毛刺必须连续一致,并且热输入量与挤压量要匹配,当热输入增大时,挤压量应减少,当挤压量增加时,热输入应降低.焊接热输入为49.5 kJ/m,挤压量为0.36 mm时,接头宏观表面成形良好,焊缝区晶粒细小.焊缝显微组织以奥氏体+δ铁素体为主,焊缝硬度可达300HV以上,与母材基体硬度(236HV)相比显著增加,这是焊缝晶粒得到细化的结果.