奥氏体不锈钢管道焊接热裂纹缺陷模拟方法

基于笔者先期对服役奥氏体不锈钢管道对接接头热裂纹缺陷特性的研究结论,对具有一定程度热裂倾向的焊条配制、试验设计、热裂纹缺陷在焊接试件中的预制及热裂纹的检验和验证等方面进行了系统性研究,论述了奥氏体不锈钢管道对接接头热裂纹缺陷的模拟方法.     

激光焊接速度对核级不锈钢腐蚀性能的影响

文中对在不同激光焊接速度下得到的核级不锈钢焊接接头进行了核电模拟溶液常温腐蚀试验、点腐蚀和晶间腐蚀试验和高温高压水应力腐蚀试验. 结果表明,随着焊接速度增大,焊接接头维钝电流上升,点蚀电位上升. 在同一焊接接头中,热影响区的耐点蚀性能和晶间腐蚀性能最好,焊接接头整体其次,焊缝区最差. 最低焊速下得到的焊接接头容易产生高温高压水SCC,其SCC裂纹一般从焊道根部的热影响区萌生和扩展.     

Q890高强钢焊接接头裂纹及显微组织分析

本文对Q890低碳调质高强钢进行铁研试验,分析焊接热输入和焊接材料对Q890高强钢焊接接头裂纹及显微组织的影Ⅱ向;采用金相显微镜对接头显微组织、裂纹形态进行研究。试验结果表明：采用MK·GHS80和MK·GHS90焊丝,焊接热输入控制在12—19kJ／cm时,焊接接头根部裂纹率均〈20％,且采用MK·GHS90焊丝,接头平均根部裂纹率远小于采用MK·GHS80焊丝：接头裂纹起源于焊道根部熔合区处,沿熔合区扩展,当主裂纹所承受的应力较小而扩展所需的塑形变形功较大时,扩展阻力增大,裂纹停止扩展,接头裂纹具有明显的穿晶断裂特征。     

焊接材料对喷射成形7475铝合金TIG焊接头热裂纹的影响

采用4043,5356,7055三种焊接材料对喷射成形7475铝合金TIG焊接头的热裂纹敏感性进行了研究,对接头的力学性能进行了测试,分析了接头的微观组织及裂纹的形貌、相组成.结果表明,采用5356焊丝时热输入对焊接热裂纹敏感性影响较大,高热输入时母材中的铜和锌向焊缝进行扩散和焊缝中的镁在熔合区形成α-Al,Al0.403Zn0.597和Al7 Cu3 Mg6相的低熔共晶组织,并在晶界和枝晶间形成偏析,在焊接应力的作用下在熔合区内产生了贯穿性热裂纹;低热输入时接头没有出现热裂纹,但强度只有184 MPa;而4043和7055两种焊丝的热裂纹敏感性较小.     

304不锈钢/T2紫铜电子束焊接熔池凝固行为及组织性能研究

采用电子束作为焊接热源,通过调节功率输出及不同的焊接偏置,研究了304奥氏体不锈钢与T2紫铜熔化焊的熔池凝固行为及组织性能特征。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱、拉伸等分析测试方法对接头特征进行了表征,其结果表明,304不锈钢和T2紫铜电子束焊接可获得良好的焊缝成形,接头无明显气孔,微裂纹等缺陷。接头最高拉伸强度可达246 MPa,接近等强于铜基材。束流偏置对接头强度具有很大影响,铜侧偏置易引起铜侧热影响区晶粒粗大,钢侧偏置易引起熔合不良及热裂纹形成。钢和铜之间不形成脆性金属间化合物,焊缝的相组成主要为ε相、γ相及晶间α相。     

不锈钢薄板大间隙接头激光-MIG电弧复合高速焊接工艺

采用填充ER316焊丝的光纤激光-MIG电弧复合焊方法,焊接间隙为0.5 mm、厚度为1 mm的SUS444铁素体不锈钢薄板对接接头和搭接接头,研究了获得成形良好的对接接头和搭接接头的工艺参数窗口和极限焊接速度,并对焊缝进行了着色渗透检验和拉伸试验. 结果表明,合理匹配焊接速度和焊接电流,是获得成形良好的大间隙接头的关键;当焊接速度过小或焊接电流过大时,较大的热输入导致焊缝过度熔透,焊缝成形不良;当焊接速度过大或焊接电流过小时,较小的热输入导致焊缝未熔透. 对接接头焊缝成形质量良好且熔透的极限焊接速度可达12 m/min,而搭接接头的极限焊接速度为5 m/min. 成形良好的焊缝均未发现表面裂纹. 拉伸试验表明,对接接头断裂在母材上;搭接接头绝大部分断裂在熔合线附近,极限焊接速度下获得的搭接接头的抗拉强度是母材的84.2%.     

TCS不锈钢焊接接头CTOD断裂韧度试验研究

在TCS不锈钢前期焊接试验中发现其焊接接头热影响区的冲击吸收功值在熔合线附近较低,原因是接头热影响区晶粒粗大所致.为了解TCS不锈钢焊接接头发生脆性裂纹的温度,进行了TCS不锈钢焊接接头CTOD断裂韧度试验研究,试验结果得出了发生脆性裂纹的温度.从试验结果和使用情况得出相应的结论,为今后的进一步研究奠定了基础.     

AZ31镁合金TIG焊接接头疲劳性能试验研究

采用TIG焊对厚度10 mm的AZ31镁合金板材进行对接焊和十字角接焊。对母材、对接接头、十字角接接头的静载抗拉强度和疲劳性能进行了试验,分析了焊接组织对焊接接头的抗拉强度和疲劳强度的影响。结果表明:AZ31镁合金母材、对接接头、十字角接接头的静载抗拉强度分别为254.3、186.1、213.4 MPa,焊接接头的抗拉强度均低于母材的抗拉强度。焊接热影响区存在典型的过热组织,晶粒粗大,焊缝区域主要为晶粒细小的铸造急冷组织。母材、对接接头和十字角接接头在2×10~6循环次数下的疲劳强度分别为58.3、26.1、18.2 MPa,焊接接头的疲劳强度远低于母材的疲劳强度。疲劳裂纹主要萌生于焊缝表面的气孔位置,焊缝区晶粒间沉淀相的减少是疲劳裂纹产生和扩展的主要原因。     

不锈钢与耐候钢MIG电弧钎焊工艺

采用手工MIG电弧钎焊工艺对SUS304不锈钢与Q355GNHD耐候钢薄板对接接头进行工艺试验,按照相关技术标准进行焊接工艺评定。结果表明,MIG电弧钎焊工艺能够成功用于SUS304不锈钢和Q355GNHD耐候钢薄板对接接头的钎焊,焊缝成形质量良好,经X射线探伤无缺陷;接头的抗拉强度平均值为339.58 MPa,接头强度系数为78.97%。采用光学显微镜观察SUS304不锈钢与铜基钎料间产生的渗透裂纹,讨论渗透裂纹的产生机理。     

高端刀具异种钢A-TIG焊焊接性

针对高端刀具焊接时必须整体预热,接头质量不稳定的问题,采用A-TIG焊接方法对高端刀具中的430不锈钢刀背和3Cr13-1Cr17-3Cr13"三明治"复合不锈钢刀刃进行焊接.研究了活性剂对焊缝熔深﹑焊缝气孔﹑接头力学性能﹑微观组织及接头抗腐蚀性能的影响,并和常规TIG焊进行了比较.结果表明,利用A-TIG可以无需预热实现430不锈钢刀背和3Cr13-1Cr17-3Cr13"三明治"不锈钢刀刃的焊接,且单面焊双面成形,焊缝中未出现气孔、裂纹,接头抗拉强度可达606 MPa;接头热影响区非常窄,焊缝晶粒得到细化;活性剂的加入未降低焊接接头的抗腐蚀性能.因此,高端刀具异种钢A-TIG焊具有良好的焊接性,接头质量高.     

1J36耐蚀软磁合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢电子束焊接工艺研究

采用常规的工艺规范对1J36耐蚀软磁合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢进行真空电子束焊接时,接头极易产生裂纹。经过试验分析,该裂纹是由于材料中的合金元素和杂质元素(S、P等)等在熔池结晶时产生偏聚,形成低熔点共晶物,在焊接应力作用下,产生的热裂纹。本文采用减小焊接应力,降低焊接速度等工艺措施,设计了一套恰当的工艺规范,避免了焊接裂纹的产生。采用设计的工艺规范能够获得质量稳定的焊接接头。     

不锈钢复合钢板焊接接头性能分析

采用多层多道焊焊接Q235+TP304不锈钢复合钢,在基层焊接中采用埋孤焊,在复层焊接采用焊条电弧焊,并对焊接接头进行了拉伸试验、弯曲试验、硬度测试和显微组织观察.结果表明:宜采用多层多道焊焊接不锈钢复合中厚板,后一层对前一层具有热处理作用,降低了产生焊缝裂纹的倾向;基层焊接时,在热影响区易出现过热区,须控制焊接热输入,减少过热区宽度.而且在复层焊接时,若焊接参数选择不合适,会出现热影响区组织恶化,影响焊接接头的塑性、韧性、耐腐蚀性,应尽量采用小电流、窄道快速焊,减少热输入,缩短接头在450℃～850 ℃敏化温度区间停留的时间,以避免因贫铬而产生晶间腐蚀现象;另外过渡层焊接时采用小电流,稍微大点的焊接速度,尽量减小熔合比,保证焊缝的奥氏体组织.     

Mone1400焊接工艺试验

Mone1400导热性差,易产生热裂纹.为解决这一难题,本试验使用ENiCu7焊丝、ERNiCu7焊条为填充金属,通过进行对接接头焊接、接头硬度和显微组织分析,总结出了合理的焊接顺序、焊接热输入等焊接工艺参数.     

HSn62 1与1Cr18Ni9Ti钢焊接的铜渗透裂纹

本文对奥氏体不锈钢产生铜渗透裂纹的机理进行了研究,采用211铜合金焊丝,用氩弧焊进行了试验,在焊接区的奥氏体不锈钢一侧表面产生了铜渗透裂纹,裂纹沿晶界扩展到热影响区边缘。通过工艺试验,提出了防止裂纹的措施,为HSn62-1与1Gr18Ni9Ti钢的焊接提供了理论根据。     

衬垫对铝合金焊接接头根部裂纹的影响

T形单V对接接头根部存在裂纹缺陷,显微组织及断口形貌均表明该裂纹为结晶裂纹。分析认为:打底焊缝凝固收缩过程中,与不锈钢衬垫粘连的焊缝表层组织受内部组织的牵拉产生较大的拉应力,这是该裂纹产生的重要诱因。将不锈钢平衬垫加工为带有55°坡口的衬垫,可以改善焊缝表层组织受力状况,显著降低裂纹出现的频率。     

SA-204 Gr.C的焊接性能与金相组织

通过碳当量、冷裂纹敏感系数、热裂纹敏感系数和再热裂纹系数对SA-204 Gr.C进行焊接性分析,采用埋弧焊和焊条电弧焊对SA-204 Gr.C碳钼钢进行焊接。对焊接接头进行无损检测,未发现裂纹、气孔、夹渣等缺陷;对焊接接头进行横向拉伸、纵向拉伸、弯曲、冲击等力学性能试验,结果均满足标准和项目要求;分析焊接接头的显微组织,焊缝组织为铁素体和贝氏体,热影响区为铁素体、贝氏体和珠光体。试验结果表明,采用合理的措施和焊接参数,使用埋弧焊和焊条电弧焊均能获得优异的焊接接头,并成功应用于产品焊接。     

X70钢管道采用铜衬垫根焊的焊接接头疲劳性能

利用成组法,在应力比r=0.1的情况下分别对采用铜衬垫与陶瓷衬垫进行根焊的X70钢管道焊接接头进行了高频疲劳试验,并在一定的疲劳载荷及循环次数下,对比两种试样焊趾处疲劳裂纹的启裂情况. 结果表明,X70钢管道根焊采用铜衬垫焊接过程中,其背部的渗铜对构件疲劳强度基本没有影响,两种试样的S-N曲线基本一致,疲劳裂纹均起始于根焊背部焊趾处. 在相同的应力及循环条件下,焊趾处裂纹萌生情况无明显区别. 在此基础上,采用SEM方法进一步对疲劳断口进行了分析.     

紫铜与低碳钢的熔化极氩弧焊

通过紫铜与低碳钢的熔化极氩弧焊的生产实践，对铜钢焊接易产生裂纹、未熔合和气孔等缺陷进行了试验分析，并采用了合理的焊接工艺，提高了焊接接头的力学性能，保证了工件质量。     

Q960E高强钢焊接试验研究

采用斜Y形坡口焊接裂纹试验分析了Q960E钢的焊接接头裂纹敏感性,研究了焊接工艺对焊接接头性能和组织的影响。试验研究结果表明:采用自制的实心焊丝配合φ(Ar)80%+φ(CO_2)20%保护气焊接厚度为25 mm的Q960E高强钢,当预热温度达到180℃以上时,可有效防止焊接冷裂纹的产生。采用合理的焊接工艺焊接Q960E钢对接接头,焊接接头的综合性能良好,能够满足工程需要。焊接接头焊缝中心的板条状马氏体和下贝氏体组织,热影响区板条状马氏体和粒状贝氏体组织保证了焊接接头的良好强度和韧性。     

铝和Q235镀锌钢搭接GMAW熔-钎焊接头组织分析

本文以AI-5Si焊丝为填充材料,研究了采用GMAW焊实现Q235钢和5A02铝合金熔一钎焊连接的可行性,分析了接头区显微组织和缺陷。结果表明,采用GMAW焊可以实现Q235钢和5A02铝合金的良好连接,并在钢与钎料连接界面处产生了5um左右的金属间化合物层,钢与钎料连接界面处显微硬度可达192．6MPa。当选择工艺参数不当时,在熔一钎焊接头内发现了气孔、未钎透及热裂纹等缺陷,未钎透和热裂纹主要分布在焊接接头根部,焊接接头根部成为钢铝熔－钎焊连接的一个薄弱区。