355 MPa级低温用结构钢的焊接性研究

采用埋弧焊,对不同焊接工艺参数下低温结构钢焊接接头力学性能和微观组织进行了研究。结果表明:经15 kJ/cm和50 kJ/cm热输入焊接后的试板,其拉伸、弯曲和硬度各项性能良好;接头热影响区冲击性能满足要求,但随着热输入的增大和层间温度的升高,冲击性能呈下降趋势;在50 kJ/cm热输入时,焊缝区域由于大热输入和高层间温度的双重作用,晶粒长大严重,冲击吸收功减小;坡口形式对接头性能没有明显影响。     

机械振动对Q345B钢焊接接头组织与力学性能的影响

研究了不同焊接热输入下机械振动加速度对Q345B钢焊接接头力学性能和显微组织的影响。结果表明,在同一机械振动加速度下,焊接接头的屈服强度从大至小的焊接热输入依次为:22.8kJ/cm26.6kJ/cm31.6kJ/cm,焊接接头的断后伸长率从大至小的焊接热输入依次为:31.6kJ/cm26.6kJ/cm22.8kJ/cm。当焊接热输入为26.6和31.6k J/cm时焊接接头的抗拉强度随着机械振动加速度的增加而增大。当焊接热输入为22.8kJ/cm时,机械振动加速度为0和15 m/s2时的焊缝区域的组织都为先共析铁素体+少量珠光体,在晶内还有针状铁素体和极少量的粒状贝氏体组织;当焊接热输入为26.6、31.6kJ/cm时,不同机械振动加速度下焊缝组织主要为先共析铁素体和柱状晶;随着焊接热输入的增加,Q345B钢焊接接头熔合区的组织呈逐渐粗化的趋势。施加机械振动可以一定程度地改善熔合区的组织形态。     

EH40船用高强钢双丝气电立焊接头组织与性能

对板厚68 mm的EH40船用高强钢进行了热输入分别为382、440和450 kJ/cm的双丝气电立焊试验,借助焊接接头的拉伸试验、冲击试验、硬度测试及显微组织分析等方法,研究了热输入对EH40钢大厚板双丝气电立焊接头组织和性能的影响。结果表明,大热输入焊接主要通过控制针状铁素体形核长大、改变晶界铁素体形貌及奥氏体晶粒大小来影响EH40钢焊接接头的组织和性能。随着热输入增加,接头强度降低,热影响区软化倾向增大。热输入过大或过小都对焊缝金属韧性不利,纵观焊接接头整体力学性能的变化,在坡口角度20°、间隙8 mm条件下,其最佳的热输入为400~440 kJ/cm。     

焊接工艺对8mm厚SS400超细晶钢焊接组织影响

为了得到焊接工艺对8 mm厚SS400超细晶粒钢焊接接头显微组织的影响,分别采用不同焊材和焊接参数对8 mm厚SS400钢板进行了焊接试验,并对接头显微组织进行了观察和分析。试验结果表明,焊条对焊缝组织影响较大,对热影响区组织影响很小,当采用J507碱性焊条焊接时,焊缝可以得到较多的针状铁素体。焊接道次和焊接热输入对焊接热影响区组织影响较大,当采用J422酸性焊条两道次,热输入由11.6 kJ/cm增大到14.9 kJ/cm进行焊接时,热影响区晶粒尺寸和组织分布较为理想。当采用J507碱性焊条单道次,热输入由10.6 kJ/cm增大到19.9 kJ/cm焊接时,热影响区组织较为粗大且分布不均匀。在实际生产中,考虑焊接质量和焊接效率时,J422酸性焊条和热输入为14.9kJ/cm为最优焊接工艺参数。     

强制冷却对连续油管对接接头热影响区软化的影响

连续油管对接焊过程中易出现热影响区软化。为减小软化对接头性能的影响,开发了强制冷却装置以降低软化程度和软化区宽度。研究结果表明,软化发生在不完全相变区,该区部分针状铁素体转变为多边形铁素体,同时原始的带状组织中M-A组元等转变为板条贝氏体。当热输入为5、7、10 kJ/cm时,若不采取强制冷却措施都会出现热影响区软化。5、7 kJ/cm热输入条件下,强制冷却水流量分别为4、7 L/min可以消除软化现象,而10 kJ/cm热输入条件下,采取强制冷却并不能完全消除软化现象,但可以降低软化宽度及软化程度;在相同热输入条件下,随着强制冷却水流量增大,热影响区宽度减小,热循环峰值温度下降。     

热输入对低合金高强钢超窄间隙焊接热影响区组织和性能的影响

采用超窄间隙熔化极混合气体保护自动焊接技术,以低合金高强钢NK-HITEN610U2与国产焊丝为对象实施焊接.为了研究不同的焊接热输入对其热影响区的微观组织和力学性能的影响,分别设计了五组不同的热输入值(6 kJ/cm,10 kJ/cm,14 kJ/cm,18 kJ/cm,22 kJ/cm),对五组试件进行实验.分析了焊态(未经热处理)焊接热影响区各区显微组织、微区硬度和宏观形貌.结果表明,随着热输入的增大,热影响区宽度相应增加,微观组织也发生变化,晶粒随热输入增加而增大,晶内针状铁素体随热输入增加而减少,粒状贝氏体增多.     

超细晶粒钢低热输入CO2气体保护焊接头行为分析

研究了400 MPa级超细晶粒钢基于表面张力过渡、CO2气体保护焊、特殊窄间隙坡口、不同热输入条件下的焊接接头的成形与力学行为.结果表明,热输入在3～4 kJ/cm范围时可获得熔合良好、单面焊双面成形、热影响区极窄(1 mm左右)的焊接接头.该接头的硬度、抗拉强度高于母材,未见热影响区脆化与软化现象;弯曲塑性合格;焊接热影响区平均冲击韧性高于母材约60%.焊接热影响区冲击韧性高于母材的原因与粒状珠光体组织生成、多相非平衡组织共存和更高的屈服应力有关.     

热输入对F460Z高强钢埋弧焊焊接接头微观组织及性能的影响

研究了不同热输入条件下对F460Z高强钢微观组织及性能影响,结果表明,在不同焊接工艺条件埋弧焊焊缝区的金相组织为柱状晶组织;过热区为呈网状沿原奥氏体晶界分布块状先共析铁素体;细晶区为基体上均匀分布着细小碳化物的细小的铁素体;当道间温度为200℃时,随着热输入的增大,F460Z钢焊接接头-60℃冲击韧性呈先升高后降低趋势;当热输入从15 kJ/cm增大到50 kJ/cm,焊接接头各区的硬度值处于下降趋势。     

微合金EH40型船板钢大热输入焊接接头组织和力学性能

通过拉伸、冲击、硬度力学试验和接头微观组织分析,对EH40船板钢大热输入埋弧焊的焊接性和接头性能进行了试验分析.结果表明,以热输入为40 kJ/cm和60 kJ/cm焊接,焊接热影响区粗晶区冲击吸收功值均最低,分别为116 J和80.5 J;焊接接头的强度均高于母材,焊接热影响区均未出现焊接软化区.当焊接热输入为40 kJ/cm时,粗晶区组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体、少量的块状铁素体,而焊接热输入为60 kJ/cm时,板条贝氏体明显减少,块状铁素体增多,并出现少量针状铁素体.Ti,Nb合金元素的碳氮化合物第二相粒子,在大焊接热输入时,很大程度上阻止粗晶区奥氏体晶粒的长大,改善了该区域的冲击性能.     

1000 MPa级高强钢焊接试验研究

采用富氩混合气体保护焊对高强钢板进行焊接,研究了不同热输入对低合金高强钢焊接接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:焊缝区的显微组织主要为贝氏体和马氏体;焊接接头冲击韧性随着热输入的增大先提高后降低,而抗拉强度逐渐降低;当热输入为1.55 kJ/mm时,焊接接头呈现最佳的强韧性匹配。由于热循环的影响, HAZ晶粒逐渐长大,伴随板条状马氏体粗化和上贝氏体的出现,接头出现软化,性能降低。     

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。     

热输入对Q460C钢焊接接头力学性能的影响

文中研究了3种热输入对特高压用Q460C热轧钢埋弧焊接头力学性能及金相组织的影响,对锻造钢板与热轧钢板进行了焊接。结果表明：12 mm厚热轧钢板,热输入对焊接接头的抗拉、屈服强度影响较小,但对焊缝、热影响区的低温冲击性能影响较大;焊缝的柱状晶比例及尺寸随着热输入的增大而增大,同时大尺寸仿晶界铁素体明显增多,热影响区过热区的显微组织也随之粗化;16 mm厚锻造钢板与热轧钢板焊接中,采用正面18 kJ/cm,反面20 kJ/cm的热输入能够得到柱状晶尺寸均匀、细小的焊缝组织。     

焊接热循环对奥氏体不锈钢254SMo组织与性能的影响北大核心

利用红外热像仪测得超级奥氏体不锈钢254SMo在不同热输入条件下焊接热影响区的焊接热循环曲线,研究了峰值温度及冷却时间t_(12/8)对热影响区显微组织及性能的影响。试验结果表明,随着热输入的增加,热影响区奥氏体晶粒逐渐长大粗化,当热输入增加到1.61 kJ/mm时,奥氏体平均晶粒尺寸由母材的9.12μm长大到16.37μm,同时伴随有第二相χ相的产生。通过对焊接接头显微硬度及冲击性能的研究发现,热输入为1.46kJ/mm时,焊接接头的综合力学性能较好。     

Q345超细晶粒钢的焊接性能

对7.5 mm厚Q345超细晶粒钢板卷进行了两种焊丝(φ1.2 mm药芯和实芯)3种热输入(4～10 kJ/em)的系列CO2气体保护焊接试验,研究了焊丝和热输入对焊接接头组织和性能的影响.结果表明,热输入为4 ～ 10 k.J/cm的气体保护焊,可得到满足性能要求的焊接接头;热输入为4～6kJ/cm时,焊接接头粗晶区主要由贝氏体和马氏体构成,且药芯焊丝接头粗晶区马氏体含量高于实芯焊丝接头粗晶区,导致了药芯焊丝接头粗晶区较高的硬度;热输人为10 kJ/cm时,焊接接头粗晶区主要由铁素体构成.拉伸试验和硬度试验表明,母材是焊接接头中的薄弱部位.冲击试验结果表明,焊缝区、热影响区冲击性能与母材在同一水平.     

焊接热循环对奥氏体不锈钢254SMo组织与性能的影响

利用红外热像仪测得超级奥氏体不锈钢254SMo在不同热输入条件下焊接热影响区的焊接热循环曲线,研究了峰值温度及冷却时间t_(12/8)对热影响区显微组织及性能的影响。试验结果表明,随着热输入的增加,热影响区奥氏体晶粒逐渐长大粗化,当热输入增加到1.61 kJ/mm时,奥氏体平均晶粒尺寸由母材的9.12μm长大到16.37μm,同时伴随有第二相χ相的产生。通过对焊接接头显微硬度及冲击性能的研究发现,热输入为1.46kJ/mm时,焊接接头的综合力学性能较好。     

热输入对抗大变形管线钢焊接热影响区组织与性能的影响

采用Gleeble-3800模拟研究了抗大变形管线钢在不同热输入(10、17和23 k J/cm)条件下的焊接热循环过程,结合金相显微镜、扫描电镜、EBSD、透射电镜和硬度计分析了不同热输入下热影响区的组织及硬度的变化。结果表明:3种热输入条件下,铁素体-贝氏体双相抗大变形管线钢均在600~700℃的高温回火区出现软化,软化区的主要组织类型是粗大的多边形铁素体+少量的回火贝氏体。铁素体晶粒尺寸长大,第二相粒子的粗化、溶解,位错的减少是热影响区出现软化的主要原因。增大热输入软化加剧,减小热输入可以细化晶粒尺寸,减缓热影响区硬度下降。     

热输入对QT900对接焊CGHAZ韧性的影响

文中采用热模拟技术、显微分析技术和断口分析等手段,研究了焊接热输入对QT900连续油管对接焊焊接热影响区粗晶区冲击韧性的影响规律及其脆化机理.结果表明,5 kJ/cm的焊接热输入下热影响区粗晶区可获得板条束细小的针状贝氏体,有利于吸收冲击能量,冲击韧性优良;随着焊接热输入从5 kJ/cm增大到10 kJ/cm,热影响区粗晶区晶粒尺寸增大,贝氏体铁素体板条变宽,并且沿着原始奥氏体晶界析出了网状的仿晶型铁素体,导致热影响区粗晶区韧性的恶化.     

STT焊机在超细晶粒钢焊接中的试验研究

采用STT焊接电源进行了400 MPa级超细晶粒钢焊接试验.结果表明,在表面张力过渡CO2气保焊条件下,超细晶粒钢热影响区宽度极窄约为1 mm,随着线能量增大,热影响区中过热区的晶粒尺寸随之增大,但低线能量的表面张力过渡使晶粒长大的程度得到控制.各焊接线能量下,热影响区各区平均硬度不低于母材,不存在软化现象.过热区为多相组织混合形貌,为低碳马氏体、贝氏体、珠光体、铁素体的不平衡混合组织.对线能量3.68 kJ/cm时的焊接接头进行综合力学试验,发现超细晶粒钢的热影响区硬度、强度和韧性均高于母材.     

焊接热输入对Q690／Q890高强钢GMAW接头裂纹及显微组织的影响

本文采用GMAW焊接方法对Q690＋Q890高强钢进行直Y形坡口铁研试验,分析焊接热输入对Q690＋Q890低合金高强钢裂纹敏感性的影响以及不同热输入下接头显微组织与焊接接头力学性能关系。试验结果表明：采用采用MK·GHS60,MK·GHS70焊丝不预热焊接条件下,根部裂纹率均小于20％,焊前无需预热,焊接热输入应控制在12—20．93kJ／cm范围内。当焊接热输入从12kJ／Cm提高到17．02kJ／cm时,焊缝及Q890钢热影响区粗晶区奥氏体内部组织明显细化,抗裂性和韧性较好,而焊接热输入较高时,焊缝及Q890钢热影响区粗晶区生成上贝氏体等组织,严重降低接头韧性。     

Q620级中厚钢板冷裂敏感性研究

通过进行Q620级中厚板高强钢在不同热输入时的低温焊接热模拟试验和在-5℃时的斜Y坡口冷裂敏感性试验,系统研究了Q620级钢板的冷裂敏感性。结果表明：Q620级钢板的焊接性良好,在0℃的模拟试验温度,10～40 kJ/cm的宽泛热输入下模拟焊接接头的各区域硬度、冲击韧性和微观组织,均能满足要求,其中在热输入15～30 kJ/cm下焊接接头的各项性能最优;在-5℃的实际试验温度下,Q620级钢板在热输入10 kJ/cm和15 kJ/cm下均具有良好的抗冷裂性,其中实际热输入为15 kJ/cm时,焊接接头硬度相对较低,粗晶区组织合理,焊接接头的抗冷裂性能最佳。