2205/Q345异种钢焊接接头的性能研究

采用手工电弧焊(SMAW)对2205/Q345钢异种金属进行焊接,研究了E2209、E309和E309Mo焊条对焊接接头拉伸性能、弯曲性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,采用E2209、E309和E309Mo焊条3种焊接件的常温拉伸力学性能满足工程使用要求,且3种焊接件的弯曲性能是合格的。晶间腐蚀速率测量结果表明,腐蚀速率从高至低顺序为E309Mo焊缝>E309Mo焊缝>E2209焊缝>2205母材。E2209焊缝的抗晶间腐蚀能力与2205母材最为接近。     

建筑复合钢板焊接接头的显微组织与性能

采用钨极氩弧焊(GTAW)打底+手工电弧焊(SMAW)相结合的复合焊接方法对2205双相钢和Q345碳钢复合板进行了焊接处理,研究了E2209、E309和E309Mo焊材对焊接接头组织与性能的影响规律,并分析了其作用机理。结果表明：3种不同焊缝区中铁素体的含量与CrEQ/NiEQ比值成正比关系,即铁素体含量越高,则CrEQ/NiEQ比值越大;E2209焊缝中的热影响区组织相对E309焊缝和E309Mo焊缝中更为粗大,但是碳迁移程度相对E309焊缝和E309Mo焊缝更小;合金元素在熔合区存在浓度梯度,但是并没有产生元素偏析现象,由此可见,3种焊材所采用的焊接工艺是适宜的。极化曲线测试结果表明3种焊材的焊缝耐腐蚀性能从高至低依次为：E2209焊缝>E309Mo焊缝>E309焊缝;3种焊材的焊缝区的抗晶间腐蚀性能都较好,其中E2209焊接接头的晶间腐蚀速率与2205母材最为接近。     

乏燃料池用S32101/ER2209双相不锈钢焊接板的点蚀行为

采用化学浸泡试验和电化学试验,在三氯化铁和3.5%NaCl溶液、以及模拟乏燃料池的硼酸水溶液中,研究了核电站乏燃料池覆面用S32101/ER2209双相不锈钢焊接板的点蚀行为。结果表明:在各种测试环境中,焊接板不同区域耐点蚀性能的顺序为焊缝区母材区热影响区,焊缝金属的耐点蚀性能最优主要是由于其Cr、Mo、Ni含量较高,而热影响区的耐点蚀性能最差是因为显微组织不良;在30,40,60℃纯硼酸溶液的电化学试验中,即使在高电位下也未观测到焊接件有明显点蚀发生,名义点蚀电位高达1 000mV(SCE)以上,而添加200mg/L Cl~-后,点蚀倾向显著增加,且温度升高导致点蚀敏感性升高。符合技术规范的纯硼酸溶液是足够好的服役环境,但加入侵蚀性Cl~-后,焊接件的点蚀抗力大幅降低,因此乏燃料池在服役期间,应严格监控水质及控制水温以避免点蚀。     

基于失重法的水下焊接接头腐蚀行为研究

通过实海挂片腐蚀失重实验,获得了水下焊接接头在青岛海域的腐蚀形貌以及腐蚀失重数据。结果表明,以E40钢板为母材,使用359S水下湿法焊接专用焊条焊接形成焊接接头,经海水浸泡后,焊缝区未见腐蚀,热影响区及母材区则发生严重的腐蚀行为。随着浸泡时间的延长,试样表面蚀坑逐渐增多、增大、增深。母材区域微观形貌随时间变化不大。相对于母材来说,热影响区的微观形貌较为复杂,呈现多种形貌特征。在海水中长期浸泡情况下,腐蚀失重与腐蚀时间之间存在较好的线性关系,试件的腐蚀失重较为稳定,平均腐蚀速率为0.180 mm/a。温度对腐蚀速率的影响较大,青岛海域夏秋时间段腐蚀速率为0.250 mm/a,远高于冬春时节的0.118 mm/a。     

Ni-Cr-Mo-Cu合金耐晶间腐蚀及点蚀性能研究

在Cr、Mo成分一定的情况下,通过改变铜的质量分数(1％～5％),制备新型Ni-Cr-Mo-Cu耐蚀合金.利用化学浸泡法、电化学法(极化曲线法、循环伏安法)对其耐晶间腐蚀以及耐点蚀能力进行分析研究.实验结果表明,w(cu)=1％～5％的Ni-Cr-Mo-Cu合金具有优良的耐晶间腐蚀以及点蚀性能,相对而言w(cu)=2％的镍基合金耐晶间腐蚀以及点蚀性能较差,因此说明合适的铜含量可以提高镍基合金的耐晶间腐蚀和点蚀性能;并且试验合金晶间腐蚀与点蚀的电化学行为和特征与其浸泡腐蚀的结果是吻合的.     

2219铝合金搅拌摩擦焊接接头剥落腐蚀机理

采用原位腐蚀试验、静态失重试验、浸泡试验研究了2219铝合金搅拌摩擦焊接接头的剥落腐蚀行为与机理。结果表明:2219铝合金搅拌摩擦焊焊缝腐蚀速率比母材小,焊缝的抗腐蚀性提高;腐蚀从局部点蚀开始,起源于第二相粒子与其边缘的铝基体,第二相粒子作阴极;原位腐蚀2 h后焊核与热机影响区发生晶间腐蚀,母材发生严重的点蚀;均匀分布的第二相粒子与细小的等轴晶组织是焊核区剥落腐蚀敏感性降低的主要原因。     

一种节镍经济型耐热铸钢的点蚀行为研究

在ZG40Cr25Ni20的基础上降低Ni的含量,增加Cr、Mo的含量,获得一种经济节镍型耐热铸钢。通过在6%的Fe Cl3溶液中浸泡测得材料的失重曲线,并运用循环极化方法研究它们在3.5%Nacl溶液中的点蚀行为,借助SEM扫描电镜、X射线面扫描及EDX能谱探究了材料表面点蚀萌生及发展的机理,通过增加Cr和Mo的含量,Cr的添加有利于形成致密的可通过再钝化过程实现自我修复的含Cr的钝化膜,Mo的添加有利于形成覆盖在点蚀坑上的Mo O3,可提高材料的耐点蚀性能。     

2A12铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀性能研究

采用全浸泡腐蚀法对2A12铝合金搅拌摩擦焊接头进行了腐蚀性能测试,结合焊缝腐蚀机制、腐蚀产物能谱图和微观形貌对接头表面、截面的耐腐蚀性能进行了分析。结果表明,腐蚀由点蚀开始,最后发展为晶间腐蚀。截面热影响区的耐腐蚀性能比焊核的差,表面热影响区的耐腐蚀性能与焊核的相当,截面各区域的耐腐蚀性能总体比表面各区域的差。     

Al-Cu-Li合金电子束焊接头的耐蚀性能

研究了新型Al-Cu-Li合金电子束焊接头的晶间腐蚀和剥落腐蚀行为。利用金相显微镜观察分析接头不同区域的晶间腐蚀IGC(Intergranular Corrosion)及剥蚀EXCO(Exfoliation Corrosion)形貌,并测量其最大晶间腐蚀深度。结果表明,在IGC溶液中浸泡24 h后,母材发生严重孔蚀,腐蚀深度较深;焊缝区发生局部网络状晶间腐蚀;热影响区观察到少量的晶间腐蚀现象。在EXCO溶液中浸泡96 h后,母材发生了严重剥落腐蚀,热影响区发生轻微的剥蚀,焊缝未发生剥蚀。     

输油管道用不锈钢TIG焊缝组织和性能研究

使用H0Cr20Ni14Mo3焊丝对2.5 mm厚的1Cr18Mn8Ni5N奥氏体不锈钢板进行TIG对接焊试验,通过调整垫板获得不同的焊缝组织,研究了1Cr18Mn8Ni5N不锈钢TIG焊缝的组织、力学性能及在3.5%Na Cl溶液的耐点蚀能力。结果表明:无垫板时,焊缝组织为奥氏体和δ铁素体,焊缝具有较高的强度和塑性,但其耐点蚀能力较差,腐蚀后焊缝中存在细小的点蚀坑和不均匀分布的直径为250~300μm的深点蚀坑。采用铜垫板时,焊缝组织为单一奥氏体,焊缝的强度、塑性与无垫板的焊缝相比较低,但具有更高的硬度和抗点蚀能力,腐蚀后焊缝中均匀分布着密集、细小的点蚀坑。     

镁合金在万宁标准试验场的大气腐蚀行为

采用大气暴露试验、扫描电镜、能谱及失重法对AZ31,AZ61和AZ80三种镁合金在万宁标准试验场的大气腐蚀行为进行了研究。结果表明,镁合金耐大气腐蚀的性能随铝含量的增加而提高,且发生的腐蚀以点蚀为主,局部形成爪形腐蚀坑。在这三种材料中,AZ31镁合金表面出现的爪形腐蚀坑最多,腐蚀坑面积最大。三种镁合金经2个月环境试验后背光面的腐蚀程度较正面的严重,形成的腐蚀产物主要以碳酸盐为主,并含有少量的氯化物。     

Hastelloy C-276/316L激光异质焊焊缝腐蚀性能

利用连续激光对Hastelloy C-276和316L进行焊接,借助电化学腐蚀方法比较焊缝中心附近和母材在酸性、中性、碱性溶液中的腐蚀性能,并利用扫描电子显微镜和X线能量色散谱分析腐蚀形貌以及腐蚀表面元素成分。结果表明:在酸性环境中,抗腐蚀性由大到小的顺序为C-276的抗腐蚀性、焊缝、316L;在中性环境中,焊缝的抗腐蚀性和母材的相似;而在碱性环境中,焊缝的抗蚀性优于316L的,而其腐蚀趋势大于C-276的,但腐蚀速率小于C-276的;C-276中Mo元素较316L中的多,认为焊缝中Mo元素主要来自C-276,而Mo元素在焊缝枝晶间、枝晶杆的含量差别是造成焊缝在酸性、中性溶液中枝晶间腐蚀的重要原因之一;在碱性溶液中焊缝发生点蚀,这与晶格缺陷有关。     

UNS S32750超级双相不锈钢激光焊接头微观组织与耐蚀性能

以UNS S32750超级双相不锈钢为研究对象,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子探针显微分析仪对激光焊接头微观组织和元素分布进行表征,采用临界点蚀温度测试方法研究激光功率对激光焊接头点蚀行为的影响规律.结果表明,提高激光功率可显著增加焊缝中奥氏体含量,并且在一定程度上抑制Cr₂N析出.此外,激光焊焊缝具有比母材更低的耐点蚀性能.但随着激光功率的增加,焊缝中耐蚀的奥氏体含量增加,同时降低了Cr₂N析出倾向,因此其耐点蚀性能也逐渐增强.与双相钢母材相比,激光焊焊缝中Cr,Ni,Mo等合金元素在铁素体与奥氏体中的分配差异性显著减小,而N原子的分配差异性增加,因此焊缝中铁素体具有比奥氏体更低的耐点蚀指数,进而优先被选择性腐蚀.对于双相钢母材,点蚀主要发生在δ/γ相界和夹杂处,而激光焊焊缝的点蚀主要以铁素体内大量析出的Cr₂N作为点蚀萌生位置,并向弱相铁素体内快速发展.     

焊后热处理对NiCrMo-3熔敷金属腐蚀行为的影响

以NiCrMo-3合金熔敷金属为研究对象,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等研究了原始焊态与690℃保温8 h热处理态熔敷金属的耐腐蚀性能差异.结果表明,与焊态试样相比,热处理试样具有良好的耐晶间腐蚀性能,在HNO₃溶液中浸泡不同的时间发生了点蚀和晶间腐蚀;热处理态金属除了点蚀与晶间腐蚀还发生了部分枝晶间腐蚀行为.热处理后的试样由于NbC,Laves相数量及尺寸的增加导致腐蚀敏感性升高.析出相NbC,Laves相与基体的电位差导致在腐蚀介质作用下发生点蚀.晶界析出物导致Ni,Cr元素含量的降低,从而增加了熔敷金属晶间腐蚀敏感性.热处理后由于元素再分配导致枝晶间Nb,Mo等元素的富集和Ni,Cr等元素的贫化,引起枝晶间腐蚀.     

6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头耐蚀性能研究

采用铜加速乙酸(CASS)连续盐雾试验和电化学点蚀试验对6082铝合金板材搅拌摩擦焊接头及母材表面的腐蚀行为进行研究,并观察分析腐蚀结果的宏观、微观形貌。结果表明:搅拌摩擦焊焊接接头与母材的耐腐蚀性能相差不大。在盐雾腐蚀初期,最先发生腐蚀的为热影响区,点状腐蚀坑已连接成线。随着腐蚀的继续,耐腐蚀的最佳区域为热机影响区。前进侧和后退侧并无明显差异。电化学试验中焊缝电极电位最大,自腐蚀电流密度最小,腐蚀速率小,腐蚀倾向小;热影响区的自腐蚀电流密度大且电极电位低,耐点蚀性能最差;母材的腐蚀速率和耐蚀倾向居中。     

L245管线钢及焊缝在硫酸盐还原菌环境下的腐蚀行为研究

目的 通过实验模拟硫酸盐还原菌对L245钢及焊缝的腐蚀行为,探究硫酸盐还原菌对母材和焊缝的腐蚀过程及差异.方法 采用静态浸泡法研究了L245管线钢及焊缝在硫酸盐还原菌(SRB)条件下的3个不同浸泡时段的腐蚀行为.通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、聚焦离子束显微镜(FIB-SEM)和激光共聚焦显微镜(CLSM)等测试设备,对试样母材及焊缝区的膜生长过程和腐蚀特征差异进行了表征分析.结果 焊缝区和母材区的腐蚀特征均表现为微生物膜下的局部腐蚀,且点蚀程度随着浸泡时间延长而加重.在腐蚀初期(24 h),焊缝区胞外聚合物(EPS)生长速度要高于母材区,浸泡72 h后,微生物膜已完全覆盖试样表面.腐蚀末期(168 h)膜结构的研究结果表明,大量SRB个体存在于膜中,这是造成点蚀的关键原因.试样去除微生物膜后,经测量发现,焊缝区平均点蚀深度和最大点蚀坑深度均高于母材区,熔合线附近区域的点蚀尤为严重.结论 微生物膜生长对碳钢L245的腐蚀萌生及加速起到了关键作用,焊缝区对SRB引发的点蚀敏感性更高.初步揭示了细菌生长趋势、膜生长过程、点蚀发展这三者之间的对应关系.     

Q345NS钢焊接接头耐硫酸腐蚀特性研究

采用硫酸浸泡实验,研究了Q345NS钢焊接接头耐硫酸腐蚀行为,并对焊接过程中合金元素扩散和耐硫酸腐蚀的行为与机理进行了分析.结果表明:焊接过程中,母材与焊材之间的元素浓度差促使母材中Cr、Cu、Sb等合金元素向焊缝内扩散富集,同时,焊接过程中的高温会促进该进程,导致热影响区靠近母材一侧形成了合金元素贫瘠带;焊缝处高温导...     

L415QB/UNS S31603双金属复合管环焊缝失效原因分析

针对国内油气田较多应用的L415QB/UNS S31603双金属复合管环焊缝失效原因,采用金相显微镜、显微硬度计、扫描电镜和能谱仪对失效裂纹进行了形态、组织、成分分布和断口分析。研究发现,焊缝不同焊层间的组织差异,是焊缝开裂的组织因素;内衬与基管间贴合性能差造成的径向应力和焊缝横向应力,是焊缝开裂的力学因素。L415QB/UNS S31603复合管环焊缝焊接应采用ER309Mo L或E309Mo L填充材料,不应采用低合金E71T8-Ni1J焊材作为填充材料;焊接应选用较低热输入量的脉冲焊接工艺方法,以降低熔合比。     

焊接工艺对SMA490BW耐候钢接头腐蚀行为的影响

目的 研究转向架焊接构架用SMA490BW耐候钢及其在不同焊接工艺条件下制得的焊接接头在模拟工业大气环境下的腐蚀行为。方法 采用周浸腐蚀试验方法,利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和能谱（EDS）等方法,研究了腐蚀产物的表面形貌、锈层结构及相组成。结果 在模拟工业大气环境条件下,SMA490BW耐候钢母材、自动MAG焊接头、手工MAG焊接头的腐蚀失重率呈先增后减的变化规律,其中自动MAG焊接头腐蚀失重率最小,手工MAG焊接头腐蚀失重率最大,而SMA490BW耐候钢母材居于两者之间。耐候钢母材及其焊接接头腐蚀产物的相组成均为γ-FeOOH、α-FeOOH、Fe2O3和Fe3O4。经过150 h腐蚀后,耐候钢母材及其焊接接头腐蚀产物中Cr、Ni、Cu合金元素含量有所差异,其中自动MAG焊焊缝腐蚀产物中Cr、Ni、Cu合金元素含量最高,分别为1.79%、0.23%、0.17%。Cr、Ni、Cu合金元素将直接对耐候钢母材及其焊接接头耐腐蚀性产生影响。结论 与手工MAG焊接头相比,自动MAG焊接头耐蚀性较高的主要原因是焊缝中主要抑制锈层腐蚀的Cr、Ni、Cu合金元素含量较高。     

焊后热处理对Q345-R312接头腐蚀性能的影响

对Q345-R312耐热焊缝进行不同温度的焊后热处理,研究热处理工艺对接头组织及二氧化碳耐腐蚀性能的影响。结果表明,300℃退火后耐热接头焊缝的组织为铁素体和絮状珠光体,絮状珠光体分布均匀,显微硬度增加。600℃热处理后焊缝铁素体呈带状分布,珠光体含量很少,显微硬度降低。热处理后,焊缝和热影响区的自腐蚀电位升高,耐腐蚀性能提高,腐蚀后表面发生点蚀萌生现象,但并未形成明显的腐蚀蚀坑。600℃热处理后,母材的耐腐蚀性能较差,产生蚀坑,形成FeCO_3腐蚀产物。