20钢-铝青铜焊接接头的显微组织和硬度

采用手工钨极氩弧焊工艺和S214焊丝焊接了20钢和铝青铜,并采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)检测了焊接接头的组织和显微硬度。结果表明:焊接接头20钢母材的显微组织为铁素体和珠光体,20钢侧热影响区组织为贝氏体,焊缝、铝青铜侧热影响区和铝青铜母材的组织均以α-Cu为主。在20钢侧的熔合线附近存在未熔合、气孔等焊接缺陷和严重不均匀的组织,这主要是由于钨极氩弧焊的焊接热输入过大和手工焊接过程的不稳定所导致的。焊缝区的硬度约为150 HV0. 2,20钢侧热影响区的硬度为170～220 HV0. 2,母材20钢的硬度约为180 HV0. 2。20钢-铝青铜焊接接头的组织不均匀性及焊接缺陷的存在可能会严重影响焊接接头的力学性能,因此需选用合适的焊接工艺和提高焊接过程的稳定性,以改善接头组织的均匀性。     

P91耐热钢与316L不锈钢电子束焊接接头组织及力学性能研究

使用K110型电子束焊机对P91耐热钢和316L不锈钢管进行异种钢材焊接,并对其焊接接头的组织、硬度及力学性能进行分析。结果表明,使用电子束焊接能够一次性焊透P91耐热钢和316L不锈钢,得到成形良好的焊接接头。焊缝处无裂纹等焊接缺陷,焊缝处各元素在焊缝水平方向分布均匀。在靠近两侧母材的焊缝区,Cr、Fe、Ni元素有一定的梯度,但无明显偏析。焊接接头两边的母材区硬度值较低,在焊缝区域硬度达到最大,约为489 HV,焊缝区域的硬度波动范围在400~489 HV之间。最终拉伸试样都断在316L母材上,得到的平均拉伸强度为406 MPa,最大的抗拉强度为542 MPa。     

P355NL1钢双丝MAG焊接头组织及力学性能

对P355NL1正火钢进行双丝MAG焊,并研究了接头组织及力学性能。结果表明,P355NL1钢双丝焊接头成形良好,无未熔合、咬边等焊接缺陷;焊缝区域晶粒均匀细小,金相组织为条状和块状的先共析铁素体分布于柱状晶界上,先共析铁素体沿奥氏体晶界析出,针状和条状铁素体向晶内生长,并含有少量的珠光体组织;母材硬度约HV180,热影响区粗晶区硬度约HV300,细晶区硬度约HV220,焊缝硬度在HV200～HV220之间,无接头软化区;拉伸断裂位置均出现在母材,抗拉强度均值为542 MPa; 25℃和-40℃焊缝的平均冲击吸收功为分别为84 J和67 J,疲劳试样多断裂于焊缝,疲劳极限可达到400 MPa。     

Q345/316L异种钢焊接接头显微组织结构与力学性能

利用气体保护钨极氩弧焊(GTAW),采用ER309L和ER308两种焊丝对Q345/316L异种钢进行焊接试验,并利用光学显微镜、扫描电镜、万能试验机、冲击试验机、显微硬度仪等对焊接接头的显微组织结构及力学性能进行研究。结果表明:焊缝金属为奥氏体和铁素体组织,在Q345侧热影响区(HAZ)发现有明显的碳元素迁移现象,焊缝中Cr、Ni等合金元素成分迁移很小,稀释不明显;焊缝-316L交界处形成了宽约50μm的熔合区。ER309L焊接接头在强度、塑性、冲击韧性和显微硬度方面优于ER308焊接接头;同时,两者拉伸断裂均发生在Q345侧HAZ部位,接头焊缝冲击韧性良好,显微硬度高于两侧母材。     

焊接速度对TRIP590钢激光焊接头组织性能的影响

利用金相、拉伸及硬度试验研究不同焊接速度对TRIP590钢激光焊接头组织结构及力学性能的影响。结果表明,接头热影响区(HAZ)组织主要由贝氏体、铁素体及残留奥氏体组成,焊缝区(WZ)主要由板条状马氏体组成,随焊接速度提高,马氏体板条更加细长,晶粒细化。接头宏观断裂发生在母材区,其抗拉强度与母材相当。接头焊缝区硬度达430 HV,约为母材2倍,随焊接速度提高,热影响区变窄,焊缝硬度增加。     

Q345/316L异种钢焊接接头显微组织结构与力学性能北大核心CSCD

利用气体保护钨极氩弧焊(GTAW),采用ER309L和ER308两种焊丝对Q345/316L异种钢进行焊接试验,并利用光学显微镜、扫描电镜、万能试验机、冲击试验机、显微硬度仪等对焊接接头的显微组织结构及力学性能进行研究。结果表明:焊缝金属为奥氏体和铁素体组织,在Q345侧热影响区(HAZ)发现有明显的碳元素迁移现象,焊缝中Cr、Ni等合金元素成分迁移很小,稀释不明显;焊缝-316L交界处形成了宽约50μm的熔合区。ER309L焊接接头在强度、塑性、冲击韧性和显微硬度方面优于ER308焊接接头;同时,两者拉伸断裂均发生在Q345侧HAZ部位,接头焊缝冲击韧性良好,显微硬度高于两侧母材。     

ZG28NiCrMo与16Mn异种钢手工电弧焊接头组织及性能研究

采用A307焊条对ZG28Ni Cr Mo铸钢和16Mn低合金高强钢进行了手工电弧焊,通过金相分析,拉伸、冲击及显微硬度测试研究了异种钢焊接接头的组织及力学性能。结果表明,焊缝中心组织为奥氏体+铁素体;ZG28Ni Cr Mo钢一侧熔合区形成脱碳层和柱状晶区,使显微硬度值显著下降;ZG28Ni Cr Mo钢侧热影响区的组织为铁素体+珠光体组织,与其母材相比有软化现象。16Mn侧热影响区没有硬度损失,16Mn钢与焊缝的熔合线处存在一层奥氏体单相区,硬度为220HV,高于焊缝中心和16Mn钢母材。焊接接头拉伸断裂于16Mn母材处,平均抗拉强度为515MPa。ZG28Ni Cr Mo钢侧热影响区的冲击韧性较差,而16Mn侧热影响区的冲击韧性优于焊缝中心。     

不同焊接方法下1MnCrMoNi与Q235异种钢焊接接头的组织和性能研究

采用手工电弧焊(SMAW)和钨极氩弧焊(GTAW),将海洋工程用1MnCrMoNi合金钢与Q235钢进行焊接,研究焊接接头的显微组织、熔合区界面合金元素分布及力学性能。结果表明,GTAW接头Q235热影响区的表层因过热出现魏氏组织,两种接头1MnCrMoNi热影响区粗晶区均有板条马氏体出现,但GTAW接头板条马氏体数量明显较多;GTAW接头1MnCrMoNi侧熔合区界面C、Mo元素严重偏聚;GTAW接头1MnCrMoNi热影响区和焊缝显微硬度高于SMAW接头的,两种接头拉伸性能均与强度较低的Q235母材持平,断裂位置在Q235母材,室温下SMAW接头各区域冲击韧性明显优于GTAW接头的。     

Super-Ni叠层复合材料与18-8钢TIG焊接头区的显微组织

采用填丝钨极氩弧焊(TIG)方法对复层厚度仅为0.3mm的Super-Ni叠层复合材料与18-8不锈钢进行焊接试验。焊后对焊缝的微观组织及显微硬度、熔合区附近元素分布等进行分析。结果表明:叠层复合材料与焊缝形成可靠的熔合,Super-Ni复层侧熔合区附近的显微硬度升高(HM190);18-8不锈钢侧焊缝的显微硬度低于不锈钢母材的,不锈钢热影响区的显微硬度最高(290HM);不锈钢一侧热影响区形成δ铁素体和碳化物析出;母材与焊缝间形成Fe与Ni元素的明显过渡,叠层复合材料侧元素过渡区域的宽度为80～85μm,18-8不锈钢侧元素过渡区域的宽度约为20μm;焊接中应使钨极氩弧偏向18-8不锈钢一侧,以避免Ni复层的过度烧损。     

激光冲击对45钢-40Cr钢焊接接头组织与性能的影响

为探讨激光冲击处理对45钢-40Cr钢焊接接头组织性能的影响,对激光冲击前后接头各区域的显微组织、残余应力与显微硬度进行了测试。结果表明:焊接接头经激光冲击后,焊缝区原有的马氏体组织在冲击波的作用下分解为细小的马氏体组织;冲击区域内焊缝区、热影响区以及母材区的残余拉应力都变为压应力,并且焊缝中心处有最大平均残余压应力-395 MPa;激光冲击使接头各区域的硬度值有不同程度的提高,热影响区附近提高了约60 HV0.3,焊缝中心提高了约40 HV0.3,且其硬度影响层深度都约为0.5 mm。     

DP590高强钢激光焊接接头组织与显微硬度分析

使用YAG型光纤激光器对DP590钢进行激光焊接试验,研究了焊接接头的微观组织和显微硬度。结果表明:激光输出功率为3 k W,焊接速度为3、4、5 m/min时,焊接接头外观形貌较好,没有出现裂纹、气孔。随着焊接速度的增大,焊接接头的焊缝区和热影响区的宽度逐渐减小。焊缝中心的组织为板条状的马氏体,靠近焊缝热影响区的组织为马氏体和少量的铁素体,靠近母材热影响区的组织为马氏体和大量的铁素体。接头焊缝区的显微硬度明显高于母材,焊缝中心的最高硬度为380 HV。焊接接头的硬度从焊缝到母材呈逐渐减小的趋势。     

921A钢激光-MAG复合焊接头组织及性能

针对6 mm厚的921A钢板,采用激光-MAG复合焊接工艺进行对接焊试验,并对焊接接头的显微组织、硬度、拉伸性能、耐腐蚀性能等进行了分析。结果表明,采用激光-MAG复合焊工艺可获得成形连续美观的焊接接头,无未熔合、裂纹、气孔等缺陷;焊缝组织为针状铁素体、少量沿晶界析出的先共析铁素体及长条状贝氏体,热影响区组织为马氏体;焊接接头的拉伸性能和冲击性能均符合国家标准要求,焊缝强度高于母材,但塑韧性低于母材。峰值硬度在热影响区,为315 HV,焊缝硬度约为280 HV,符合最高硬度不得超过410 HV的规定。焊缝耐电化学腐蚀性能最强,母材次之,热影响区最低;激光和MAG电弧2种热源共同作用区域的组织分布更加均匀,硬度及耐腐蚀性能较激光单独作用区域有了明显改善。 创新点： 采用激光-MAG复合焊实现了6 mm厚度921A钢板无缺陷对接焊的一次焊接成形。焊缝晶粒更加细化,分布更加均匀;焊缝抗拉强度、硬度、电化学腐蚀性能均高于母材,冲击吸收能量满足船级社要求。     

等离子弧焊Q345B和430不锈钢异种接头的微观组织与性能

摘要： 采用等离子弧焊对3 mm厚的Q345低合金钢与430不锈钢进行异种钢焊接,并对接头微观组织、力学性能及耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,当转弧电流为100 A时,等离子弧焊Q345B/430异种钢接头的焊缝组织为均匀分布的马氏体及针状铁素体,焊接接头综合性能优良。随着电流的增大,焊缝组织转变为粗大板条马氏体及铁素体。两侧热影响区组织均发生一定程度的粗化,且Q345B侧热影响区出现魏氏组织。焊接接头于焊缝处显微硬度最大,不同转弧电流条件下异种钢显微硬度分布趋势大致相同。不同转弧电流下,焊接接头抗拉强度均与430不锈钢相近,且均断裂在靠近焊缝的430母材侧,转弧电流为100 A时接头抗拉强度最大值427 MPa。焊接接头的耐腐蚀性能与焊接电流呈负相关趋势。 创新点： 试验结果为铁素体低合金钢与铁素体不锈钢异种钢接头的应用提供了工艺数据与支撑。     

转向架用P355NL1钢焊接接头组织及力学性能的研究

采用MAG焊接工艺对转向架用P355NL1钢板进行焊接,研究了P355NL1钢焊接接头的微观组织形貌、硬度分布及室温力学性能。试验结果表明:焊缝组织主要是粗大板条状和块状的先共析铁素体、针状铁素体以及少量珠光体;热影响区的晶粒是大小不均匀的块状铁素体、针状铁素体。焊缝区硬度值分布在192~201 HV,热影响区的硬度最高可达220HV。拉伸试样均断裂于母材处,其抗拉强度在518 MPa左右,断后伸长率平均为23.8%,P355NL1钢MAG焊接接头具有良好的强度和塑性。     

1.4003铁素体不锈钢与耐候钢对接焊试验结果及分析

采用MAG焊对1.4003铁素体不锈钢与Q345NQR2耐候钢进行对接焊,通过对焊接接头进行力学性能试验、金相组织分析、显微硬度测试、冲击试验等,研究1.4003铁素体不锈钢与Q345NQR2耐候钢2种钢的焊接工艺。结果表明：1.4003铁素体不锈钢与Q345NQR2耐候钢对接接头的力学性能良好;焊缝显微组织为奥氏体+铁素体双相组织,对焊缝的力学性能有一定的改善;1.4003不锈钢侧热影响区为粗大的多边形铁素体晶粒,Q345NQR2钢侧热影响区为片层状珠光体组织+白色铁素体;焊缝组织主要为奥氏体,硬度有所升高,1.4003不锈钢侧粗晶区由于铁素体晶粒粗大,硬度有所下降;Q345NQR2耐候钢侧热影响区粗晶区为珠光体和残余奥氏体,硬度与焊缝的相差不大;对接接头室温和-40℃下的冲击性能均比较好。     

DP540双相钢焊接接头组织与拉伸断裂位置研究

以DP540双相钢轮辋焊接接头为研究对象,借助光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对焊接接头特征区域的显微组织进行了观察与表征。并结合显微硬度的测试和拉伸试验,对接头拉伸断裂位置不同的原因进行了分析。结果表明:DP540双相钢母材为铁素体和马氏体双相组织,但2号试样的组织明显比1号试样细小。焊缝中心区硬度最高,从粗晶区到母材区硬度逐渐降低。1号接头试样的母材组织粗大且马氏体呈大块状,母材硬度为150～170 HV0. 2,在拉伸变形时断裂在粗晶区; 2号接头试样的母材组织细小且马氏体呈岛状弥散均匀分布,母材硬度为160～180 HV0. 2,在拉伸变形时断裂在母材。因此,两种钢母材组织的差异进而影响整个焊接接头的组织分布是造成焊缝断裂位置不同的主要原因。     

Q345B与20Mn23Al异种钢焊接接头显微组织及力学性能研究

为了改善变压器某些部件之间的连接问题，在生产中节省20Mn23Al的材料，降低成本，文中采用ER316L不锈钢焊丝进行Q345B/20Mn23Al异种材料CO₂气体保护焊，系统研究了焊接接头显微组织和力学性能。研究发现：焊缝主要为奥氏体和骨骼状的δ-铁素体，靠近Q345B钢侧的热影响区为粗大的珠光体和铁素体组织，而靠近20Mn23Al钢侧的热影响区为粗大的奥氏体；焊缝硬度最高，焊接热影响区(HAZ)次之，母材的最低，且20Mn23Al的硬度低于Q345B的；随着试验温度的降低，焊缝位置的冲击吸收功减小。     

高强钢激光-电弧复合焊接接头组织和性能

采用激光-电弧复合焊接的方式对高强钢进行了焊接,并利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及显微维氏硬度计对接头试样进行了观察和测试。结果表明,焊接接头由焊缝区、热影响区、软化区三个区域组成。焊缝的等轴晶区硬度较低,树枝晶区的硬度稍高于等轴晶区,热影响区与焊缝区的硬度基本相同,其硬度值基本在500~600 HV之间,软化区最低,基体硬度在400 HV左右。焊缝区和热影响区组织均为板条状马氏体,不存在铁素体组织。     

12Cr2Mo1R耐热钢/304不锈钢异种钢焊接

采用AA-TIG焊打底埋弧焊填充盖面的方法,进行了12Cr2Mo1R耐热钢和304不锈钢两种大厚板的对接焊研究。通过对焊接接头微观组织及元素分布的观察及对接头硬度、拉伸性能、冲击韧性和弯曲性能的测试,分析了接头的组织和力学性能。结果表明,不锈钢热影响区为奥氏体基体和少量带状铁素体;耐热钢热影响区为贝氏体和马氏体;焊缝为奥氏体和铁素体。线扫描分析发现不锈钢侧熔合区Fe, Ni元素变化较大,而耐热钢侧Fe, Ni, Cr元素明显变化;显微硬度结果显示,焊缝硬度在220 HV左右,耐热钢热影响区出现明显的硬化现象;接头的抗拉强度最高达到678 MPa,-30 ℃条件下焊缝及不锈钢和耐热钢热影响区的冲击吸收能量为132 J, 124 J, 241 J。     

ULCB钢电子束穿透焊组织与性能

为了进一步探索ULCB钢的焊接性能,采用真空电子束穿透焊不同束流强度对14 mm钢板对接接头进行了焊接,通过焊缝形貌比较,束流强度为100 mA时,接头焊缝成形最好,选取该接头做了拉伸、硬度、冲击试验及金相组织分析.结果表明,拉伸试样的断裂区域在母材区,抗拉强度为761 MPa、屈服强度为669 MPa,硬度范围在270~330 HV;冲击试样的断裂区域在热影响区,焊缝区平均冲击功为288 J,热影响区平均冲击功为273 J;接头显微组织中,焊缝区和热影响区产生了α'马氏体相,使焊缝区和热影响区产生相变强化,导致焊接接头的强度和硬度均高于母材.