700MPa级高强钢焊接接头性能与组织

开展了不同焊接热输入、焊前免预热、焊后省略热处理的高强钢气保焊接实验。利用光学显微镜、扫描电镜及透射电子显微镜等分析手段研究焊接接头、焊缝和热影响区的显微组织特征及力学性能。结果表明,即使线能量增加到40 kJ/cm,焊接接头的性能仍能够满足设计要求,接头强度超过700 MPa,熔合线、焊接热影响区的-20℃低温冲击韧性大于47 J。焊缝组织是高韧性的细化针状铁素体,微米尺度细化的球形氧化物夹杂对钢的性能起重要影响作用;粗晶区贝氏体型板条粗大造成该区韧性下降;细晶区碳化物与高密度位错相互作用,显微组织尺度约2μm,细化的组织保证该区塑韧性最好。     

核电站钢衬里壁板安装脉冲TIG自动焊试验

采用脉冲TIG自动焊对6 mm厚核电站钢衬里壁板用钢P265GH进行横焊、立焊试验,并分析焊接接头的组织和力学性能。结果表明:钢衬里壁板对接焊采用I形坡口和适当的焊接工艺,能够得到成形良好且无缺陷的焊接接头;横焊和立焊焊接接头的焊缝组织均主要为侧板条铁素体(FSP)+针状铁素体(AF)+晶界铁素体(GBF)+粒状贝氏体(GB),粗晶热影响区(CGHAZ)组织均主要为侧板条铁素体(FSP)+上贝氏体(UB)+晶界铁素体(GBF)。横焊和立焊焊接接头的力学性能试验结果表明,其横向抗拉强度均≥470 MPa,断裂位置均位于母材;焊缝的0℃冲击功吸收均≥130 J,热影响区的0℃冲击吸收功均≥140 J;焊接接头硬度均≤HV10350,未出现硬化倾向;焊接接头弯曲试样均未出现裂纹,焊接接头的力学性能符合RCC-M标准要求。     

16MnDR焊接接头的低温力学性能

用药芯焊丝 气保焊方法对16MnDR进行焊接,试验了焊接接头的低温拉伸、弯曲和冲击性能,结果为:-40℃拉伸试验都断在母材上;-40℃侧弯试验全部合格;-40℃和-50℃焊缝和热影响区的冲击值都大于标准要求的34 J.分析了焊缝金属的化学成分,结果表明:焊缝金属中C、Si和Mn含量合适,并含有对提高低温性能有益的Ni和微量V.光学显微镜观察焊缝的微观组织表明,各层焊缝中都有大量细小的针状铁素体,有利于接头的低温力学性能.     

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。     

700MPa级低合金高强钢低匹配焊接接头组织和性能研究

按照低匹配设计原则,采用熔化极气体保护焊对屈服强度为700 MPa级的低合金高强钢进行了焊接。采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能试验研究了焊接接头的组织和性能。结果表明,焊缝区组织主要为针状铁素体和少量先共析铁素体,粗晶热影响区组织为上贝氏体;焊缝区显微硬度明显低于母材,焊缝区-40℃时的冲击韧度(AKV)为58 J,抗拉强度达到了母材抗拉强度的92.4%,焊接接头的综合力学性能良好。     

SK5钢闪光对焊工艺研究与应用

针对SK5钢开展闪光对焊试验,对其焊接接头的显微组织、拉伸性能、显微硬度、弯曲性能进行分析,探索合适的SK5钢闪光对焊焊接生产工艺。结果表明,采用合适的焊接工艺参数,可以获得优质的闪光对焊焊接接头,焊缝区组织由针状和片状马氏体+残余奥氏体组成,热影响区组织由针状和片状马氏体+少量铁素体组成,生成硬脆的片状马氏体组织,组织脆化;焊后进行200℃低温回火处理后焊缝区生成低碳马氏体组织,热影响区生成低碳马氏体和回火马氏体组织,焊接接头组织得到改善,同时其拉伸性能及弯曲性能得到提升。采用合适的闪光焊工艺条件,焊后200℃低温回火处理,能够满足SK5耐磨环焊接应用要求。     

40Mn2钢在不同焊接工艺下焊接接头显微组织与硬度分布

采用三种不同焊接方法,即手工焊、氩弧焊(TIG焊)、CO2气体保护焊,对40Mn2钢在热轧状态及焊后200℃回火状态的焊接接头显微组织和硬度分布进行了研究.结果表明:热轧状态下,三种焊接工艺所得焊缝组织均由粗大柱状晶、针状及块状铁素体和珠光体组织组成;焊后200℃回火状态的三种焊接工艺所得焊缝组织明显比其未经回火的组织细小;CO2气体保护焊焊接接头显微组织更细小、均匀,且魏氏组织(针状铁素体)等脆性相的数量较少;焊缝熔合区都有魏氏组织存在,但级别各不相同;热影响区组织均为细小的铁素体与片状珠光体组成.三种焊接工艺中,焊缝硬度值虽都有波动,但都在硬度允许范围内.故CO2气体保护焊+焊后200℃回火焊缝显微组织及硬度分布有最佳配合,为在本实验条件下的最佳焊接工艺.     

Q345D钢埋弧焊接头组织与性能

以厚度为15 mm的Q345D钢为母材,开单面V型坡口,采用埋弧焊多层焊的焊接方法,选用合适的焊接参数,焊接三层。对焊接接头进行无损检测,未发现裂纹、气孔、夹渣等缺陷。分析焊接接头的显微组织,焊缝组织为铁素体+珠光体,铁素体主要由细晶铁素体和针状铁素体组成;热影响区较窄,组织较细小。并对焊接接头进行拉伸、弯曲和抗低温冲击等力学性能测试,焊缝的抗拉强度明显高于母材,180°弯曲时焊接接头无裂纹,热影响区和焊缝冲击吸收功均高于母材。研究结果表明,采用此焊接方法和参数施焊得到的焊接接头具有较好的强度和韧性,能够满足工作要求。     

热输入对工程机械用高强钢焊接接头组织和性能的影响

采用富Ar气体保护焊方法,使用φ1.6mm的MK.GHS80实芯气保焊丝对板厚为20 mm的HG785D钢进行对接焊,对焊接接头显微组织进行了观察,并对接头拉伸、弯曲、冲击等力学性能进行了检测,研究了热输入对焊接接头组织和性能的影响。结果表明,焊缝组织主要为针状铁素体+少量先共析铁素体,随着热输入的增加,焊缝中先共析铁素体含量逐渐增加,侧板条铁素体和粒状贝氏体组织减少;当热输入较低时粗晶区组织为板条贝氏体,随着热输入的增加,粗晶区组织逐渐由板条贝氏体转变为板条贝氏体+粒状贝氏体,当线能量达到32.2kJ/cm时几乎全部为粒状贝氏体;随着热输入增加,接头抗拉强度逐渐降低,焊缝冲击韧性先提高后降低,但影响有限,热影响区冲击韧性则逐渐降低,当热输入达到32.2 kJ/cm时接头性能恶化,焊接接头在线能量为23.8 kJ/cm时能获得优良的强韧性匹配。     

SMA490BW钢双丝焊接头组织及力学性能研究

对SMA490BW钢进行双丝MAG焊接,并研究了接头组织及力学性能。结果表明,SMA490BW钢双丝焊焊缝成型美观,无未熔合、夹渣等焊接缺陷。焊缝各层组织有差异,上层组织主要为先共析铁素体、针状铁素体、条状铁素体和粒状贝氏体组织;中层柱状晶组织有细化趋势;底层出现过热的魏氏组织。接头硬度和抗拉强度满足生产要求,焊接残余应力较小,接头疲劳性能优良,疲劳极限可达到420 MPa。     

16MnDR与ZG20SiMn铸钢焊接接头的微观组织与低温性能

采用药芯焊丝气保焊方法焊接了压力容器用低温钢16MnDR和塑性、低温冲击韧性良好的ZG20SiMn铸钢。试验了焊接接头的低温拉伸、弯曲和冲击性能,结果为:焊缝和ZG20SiMn铸钢的低温强度都大于16MnDR,-40℃拉伸试验都断于16MnDR母材;-40℃侧弯试验弯曲角为90°时,在ZG20SiMn铸钢侧出现了大于3mm的裂缝;-40℃焊缝、16MnDR侧和ZG20SiMn侧热影响区的冲击值都大于标准要求的34J,-50℃时ZG20SiMn侧热影响区的冲击韧性已不足。焊缝金属中C、Si和Mn含量合适,并含有对提高低温性能有益的Ni和微量V,微观组织细小,有大量针状铁素体,故焊缝区域有很好的低温塑性和韧性。ZG20SiMn过热区的组织以贝氏体为主,有细小的缩松缺陷,故有较高的强度,弯曲试验在ZG20SiMn侧出现裂纹。     

水下井口头系统用8630钢焊接接头性能研究

采用药芯焊丝气体保护焊对厚32 mm的8630钢进行焊接试验。通过测试和分析焊接接头的金相组织、拉伸性能、冲击性能、导向弯曲性能、硬度等性能,结果表明,采用E100T5-D2焊材在焊前200℃预热、焊后640℃×2 h回火的工艺条件下,合理控制焊接热输入,可以获得性能和组织优良的焊接接头。焊缝区和热影响区硬度均低于22 HRC,焊接接头导向弯曲性能合格,抗拉强度和冲击功均高于母材最低要求。焊接接头性能符合API 6A井口头产品规范。     

420 MPa级耐候钢焊材研发及其性能研究

研发了一种420 MPa级耐候气保焊焊丝,通过焊接试验和周浸加速腐蚀试验,研究了焊缝组织、力学性能和耐蚀性能。结果表明,研发的耐候气保焊焊丝屈服强度为450 MPa,抗拉强度为554 MPa,-40℃时冲击吸收功均值为155 J,满足420 MPa级耐候钢焊接技术要求,并且通过提高焊丝中Ni含量、降低Cr含量,细化了焊缝金属组织,增加了组织中针状铁素体含量,降低了先共析铁素体和侧板条状铁素体含量,从而提高了焊缝低温冲击韧性。加速腐蚀试验表明,研发的耐候气保焊焊丝耐蚀性能有一定提高,与耐候钢母材腐蚀速率差别小于10%,满足试验中耐候钢母材对焊材耐蚀性能要求。     

690 MPa级双丝埋弧焊接头的组织与性能

采用自主开发的抗拉强度690 MPa级埋弧焊丝对16.3 mm厚同等强度级别钢板进行了双面双丝埋弧焊接试验,研究了焊接接头的组织和性能。焊缝组织性能测试结果表明,先焊面焊缝由针状铁素体、粒状贝氏体、上贝氏体及少量M-A组元和晶界铁素体组成,而后焊面焊缝则由针状铁素体、多边形铁素体、上贝氏体及少量M-A组元组成;先焊面硬度值（247 HV5）高于后焊面（232 HV5）与先焊面存在的粒状贝氏体组织有关;先焊面和后焊面的-20 ℃小试样冲击吸收能量分别为106 J和119 J,先焊面较低的冲击吸收能量与其较低含量的针状铁素体及粒状贝氏体的存在有关。全焊缝力学性能测试结果表明,焊缝的抗拉强度768 MPa,-20 ℃韧性≥ 165 J,断后伸长率为20 %。热影响区组织性能测试结果表明：先焊面和后焊面的热影响区组织特征相似,其中粗晶区和临界再热粗晶区均由上贝氏体和粒状贝氏体组成,细晶区和临界区分别由多边形铁素体和M-A组元,以及上贝氏体、粒状贝氏体、多边形铁素体和M-A组元构成;上述各区域（粗晶区、临界再热粗晶区、细晶区和临界区）的硬度值分别为236、232、229和234 HV5,其中粗晶区硬度值最高、其-20 ℃冲击吸收能量≥ 169 J。上述焊缝区和热影响区的组织和性能测试表明：焊接接头具有较好的强度与低温冲击韧性匹配。     

机械振动对高强钢焊接接头组织与性能的影响

在S960Q高强钢熔化极气体保护焊过程中引入机械振动,研究了机械振动工艺参数对S960Q高强钢焊接接头组织、拉伸力学性能和-20℃冲击韧性的影响,并分析了机械振动参数的作用机理。结果表明,未施加机械振动的试样焊缝区组织由针状铁素体、侧板条铁素体和先共析铁素体组成,而施加机械振动后焊缝区的显微组织会得到不同程度的改善,当振动频率50 Hz、机械振幅为0.05 mm时,焊缝区侧板条铁素体逐渐消失,而针状铁素体数量明显增多,先共析铁素体的尺寸明显减小,S960Q高强钢焊接接头具有最佳的拉伸力学性能和-20℃冲击韧性,这主要与机械振动可以对焊接接头熔池起到搅拌作用有关。     

Q960高强钢焊接接头组织及力学性能

使用电弧焊和激光-电弧复合焊2种焊接工艺对高强钢Q960钢板进行对接焊试验,焊接材料选用遵循等强匹配原则,对焊接接头金相组织、拉伸性能、冲击韧性以及耐蚀性进行了试验评价和分析,结果表明：焊接接头抗拉强度和冲击吸收功均满足Q960板材标准要求;电弧焊焊缝中心为铁素体和粒状贝氏体组织,断裂发生于焊缝,选用激光-电弧复合焊工艺后,焊缝中心主要为板条贝氏体组织,强度提高,拉伸试样断裂于母材。周期浸润腐蚀试验结果表明：Q960钢焊接接头耐腐蚀性与耐候型S355钢焊接接头耐腐蚀性相当。     

P355NL2正火处理细晶粒钢焊接接头的组织与性能研究

采用MAG焊对P355NL2正火细晶粒钢制作了一组全熔透对接焊缝接头,通过拉伸、弯曲、冲击、硬度及显微金相试验对焊接接头的组织与性能进行研究。结果显示:P355NL2钢焊接接头抗拉性能及弯曲性能均合格,具备良好的塑性、韧性;硬度值分布,母材略低、热影响区略高一些,均在标准要求值范围内;焊缝、热影响区冲击功值均高于标准要求值,具备良好的低温冲击韧性。接头的金相显示焊缝区主要为共析铁素体组织,热影响区主要由铁素体和珠光体组成,并沿母材轧制方向呈带状分布。     

金属的焊接性

20093043TC4钛合金高转速惯性摩擦焊接头组织及性能分析/赵红凯…//焊接.-2008(11):46~49采用高转速(3500~4300r/min)惯性摩擦焊方法焊接TC4钛合金,观察了不同焊接工艺条件下焊接接头的显微组织,讨论了高转速条件下惯性摩擦焊接接头组织的形成机理,分析了焊接接头的性能。结果表明,TC4钛合金惯性摩擦焊接头呈"V"形,焊缝区和热影响区的组织特征与低转速条件下的显微组织一致。焊缝组织沿径向变化,心部为细小的等轴晶,向外逐渐过渡为片状组织;焊缝区的硬度高于母材和热影响区;接头拉伸试样断裂于母材。图5表3参820093044高氮奥氏体不锈钢MIG焊接头的组织和性能/杜挽生…//焊接.-2008(12):25~29高氮钢焊接技术的研究是高氮钢研制和应用的关键技术之一。采用熔化极惰性气体保护焊方法对7mm和14mm厚的高氮钢进行了焊接,研究了焊接接头的组织和力学性能。结果表明,高氮钢MIG焊焊缝和热影响区的组织为奥氏体和少量的δ-铁素体,焊接接头强度与母材相当。7mm厚板MIG焊焊接接头具有较好的韧性,而14mm厚板热影响区韧性较低,其原因为经历多次焊接热循环导致敏化区的碳化物Cr23C6...     

金属的焊接性

20093043TC4钛合金高转速惯性摩擦焊接头组织及性能分析/赵红凯…//焊接.-2008(11):46~49采用高转速(3500~4300r/min)惯性摩擦焊方法焊接TC4钛合金,观察了不同焊接工艺条件下焊接接头的显微组织,讨论了高转速条件下惯性摩擦焊接接头组织的形成机理,分析了焊接接头的性能。结果表明,TC4钛合金惯性摩擦焊接头呈“V“形,焊缝区和热影响区的组织特征与低转速条件下的显微组织一致。焊缝组织沿径向变化,心部为细小的等轴晶,向外逐渐过渡为片状组织;焊缝区的硬度高于母材和热影响区;接头拉伸试样断裂于母材。图5表3参820093044高氮奥氏体不锈钢MIG焊接头的组织和性能/杜挽生…//焊接.-2008(12):25~29高氮钢焊接技术的研究是高氮钢研制和应用的关键技术之一。采用熔化极惰性气体保护焊方法对7mm和14mm厚的高氮钢进行了焊接,研究了焊接接头的组织和力学性能。结果表明,高氮钢MIG焊焊缝和热影响区的组织为奥氏体和少量的δ-铁素体,焊接接头强度与母材相当。7mm厚板MIG焊焊接接头具有较好的韧性,而14mm厚板热影响区韧性较低,其原因为经历多次焊接热循环导致敏化区的碳化物Cr23C6...     

2205双相不锈钢的激光-MIG复合焊接头性能

常规的高能束焊接方法因焊后冷速较快易导致双相不锈钢焊缝及热影响区两相比例失衡,接头性能恶化.采用激光-MIG复合焊接方法对2205双相不锈钢进行焊接,焊后对接头微观组织、力学性能和腐蚀性能分析发现,焊缝及热影响区铁素体相比例控制在40%～70%合理范围内,接头硬度和抗拉强度高于母材,焊缝、熔合线、热影响区的～40℃冲击...