850MPa级碱性高强钢药芯焊丝SQJ857的研制

研制了一种新型850MPa级碱性高强钢药芯焊丝,并对其熔敷金属的化学成分、力学性能及焊接工艺性能进行了试验研究.结果表明,该碱性焊丝具有焊缝成型美观、电弧稳定、飞溅少、熔敷效率高等优点;熔敷金属抗拉强度可达830～970MPa,屈服强度大于745MPa,伸长率大于14％,-50℃低温冲击吸收功高于27 J,满足GB/T 17493-2008标准E830T5-K4M的要求,能够应用于相应强度等级钢结构的焊接,实际应用用户反映良好.     

高强高韧性管线钢埋弧用焊丝的研制

研制的高强高韧性管线钢用埋弧焊丝与SJ10 1和SJ10 2焊剂匹配后的熔敷金属不仅具有很高的强度 (σs≥ 5 4 0MPa) ,而且还具有优良的低温韧性 (AKv - 1 0℃ ≥ 12 0J)。该焊丝的研制满足了屈服强度超过 5 0 0MPa以上管线钢对焊缝熔敷金属性能的要求。研究结果表明 ,要保证熔敷金属具有较佳的强韧性匹配 ,熔敷金属中的合金元素总量必须满足Ceq≥ 0 .38,Pcm≥ 0 .17,才能保证熔敷金属的强度 ,以及具有以针状铁素体为主焊缝组织 ;在文中的合金系统下 ,随着熔敷金属中C、Mn元素含量的增加 ,熔敷金属的针状铁素体组织的含量增加 ,韧性得到提高。随着焊剂碱度值的增加 ,熔敷金属中的氧含量降低 ,C、Mn元素增加 ,使得熔敷金属中的合金元素更趋向于最佳的配比 ,从而提高了韧性。     

高韧性自保护药芯焊丝

采用正交设计方法，研制出一种新氟钙钛渣系（ＣａＦ２－ＴｉＯ２－ＭｇＯ）的自保护药芯焊丝，其焊接工艺性能良好，烟雾少，并且熔敷金属组织均匀，细小，塑性和低温韧性高，是与５５０ＭＰａ级低合金高强钢相匹配的一种高效焊接材料，适于野外焊接重要结构。     

原油油船货油舱耐蚀钢配套药芯焊丝及焊接接头耐腐蚀性能研究

依据2013年2月中国船级社（CCS）标准《原油油船货油舱耐蚀钢检验指南》的规定,在模拟上甲板腐蚀工况试验条件下,对新研制的EH36级货油舱耐蚀钢配套药芯焊丝熔敷金属及焊接接头腐蚀性能进行了研究。试验结果表明：耐蚀钢配套药芯焊丝熔敷金属及焊接接头腐蚀性能满足CCS标准规定,药芯焊丝熔敷金属25年腐蚀损耗估算值为1．72182mm,焊缝金属与母材间腐蚀深度均小于标准规定（小于30μm）。研制开发的EH36级货油舱耐蚀钢配套药芯焊丝熔敷金属及焊接接头上甲板腐蚀性能合格。     

国产Q960E钢配套气体保护焊实心焊丝的研制

为了满足Q960E钢焊接时对强度及冲击韧性等性能的要求,设计了以Ni-Cr-Mo-Mn-Si-Ti为合金系的焊丝,确定了焊丝的成分,并对该焊丝的熔敷金属性能进行测定。试验结果表明:焊丝熔敷金属的屈服强度与抗拉强度分别为858 MPa及933 MPa,冲击吸收功为84 J(-40℃),各项力学性能均达到要求;焊缝熔敷金属中扩散氢含量平均值为3.43 m L/100 g,达到超低氢标准;焊丝的飞溅率为4.6%,符合生产要求;焊缝熔敷金属组织为低碳马氏体和下贝氏体的混合组织,达到设计要求;同时利用扫描电镜对断口形貌进行了分析,断口为典型的准解理形貌,断口的延性脊保证了韧性。     

基于Design-Expert超高强钢金属粉芯焊丝焊接熔敷金属合金系优化设计研究

采用Design-Expert软件对超高强钢金属粉芯焊丝焊接熔敷金属合金系进行了优化设计,为使焊接熔敷金属生成复相分割组织,确定了合金体系中主合金系为Mn-Si-Cr-Mo-Ni,微合金系为Zr-Ti-Ce。通过Design-Expert优化设计对试验数据进行统计分析并建立响应曲面,建立了合金元素与熔敷金属力学性能的回归方程。结果表明,试验优化力学性能预测值与实测值达到很好的吻合,所研制的3-17号焊丝的最优合金配比为0. 05%C,1. 94%Mn,0. 64%Si,0. 42%Cr,0. 54%Mo,2. 46%Ni,0. 077%Zr,0. 040%Ti,0. 033%Ce,0. 010%P和0. 004%S,熔敷金属的抗拉强度为915 MPa,屈服强度为800MPa,断后伸长率为17. 0%,-40℃冲击吸收能量平均值为97 J,获得了最佳强韧性匹配。     

高强韧性焊条的研究

本文采用计算机辅助设计（ＣＡＤ）的方法，研制出一种低合金高强韧性焊条。其熔敷金属的塑性和低温韧性高，韧脆转变温度和无塑性转变温度低，扩散氢含量少，抗冷裂纹能力强，焊接工艺性能高良好，是与６８６ＭＰａ级低合金高强钢匹配的优良焊接材料，适于焊接重要焊接结构。     

超低氢高韧性无缝药芯焊丝TME711NiSF的研制

通过选择钛碱性渣系和Mn-Si-Ni-Ti-B合金系,在德国进口无缝药芯焊丝生产线上,制成了一种超低氢高韧性的无缝药芯焊丝TME711NiSF. 其焊接工艺性能和力学性能优良,对焊接热输入具有良好的适应性. 为探讨熔敷金属的韧化机理,对配方中的脱氧剂和合金剂含量进行了优化设计. 结果表明,Mn和Si元素含量居于优化水平时,焊缝组织主要是均匀细小的针状铁素体,这种组织的塑性和低温韧性高,熔敷金属在温度-40 ℃冲击吸收功可达到154 J. 该无缝药芯焊丝熔敷金属的扩散氢含量为2.4 mL/100 g,达到了超低氢水平,适用于船舶、桥梁、海洋工程等重要结构的焊接.     

E76C-K4金属粉芯药芯焊丝研制

从合金配比、工艺性等方面介绍一种配用760 MPa级高强钢的E76C-K4金属粉芯药芯焊丝研制过程。焊丝合金系为Mn-SiMo-Ni,同时加入稀土元素及强脱氧剂;通过对比分析证明焊丝具有良好焊接工艺性能;同时焊丝具有良好抗裂性与较高的熔敷效率。     

9Ni钢自保护药芯焊丝的研制及分析

研制了以Fe-Ni-Mn-Si系为合金系的9Ni钢自保护药芯焊丝. 采用FCAW法在不加保护气体的条件下施焊,并对焊件进行了QLT(淬火+亚温淬火+回火)处理. 通过拉伸试验、低温冲击试验、金相分析、断口扫描等方法研究了焊接接头的力学性能、显微组织和断口形貌. 结果表明,所研制的药芯焊丝焊接接头抗拉强度为709 MPa,屈服强度为580 MPa,断后伸长率为26%,断面收缩率为47%. 力学性能满足9Ni钢的使用要求. 焊缝的组织为细晶铁素体+针状铁素体. QLT处理使焊缝的低温冲击吸收功从48 J/cm2提升至100 J/cm2,能够明显提高焊缝的低温韧性.     

X80管线钢埋弧焊匹配焊丝试验

通过分析高强度低合金钢焊缝熔敷金属常见显微组织对其力学性能的影响,确定X80管线钢用埋弧焊丝熔敷金属组织应以大量针状铁素体(AF)和少量粒状贝氏体(GB)的复合组织.从相变动力学原理出发,结合针状铁素体(AF)非自发形核机制和微合金组织韧化理论,选择Mn-Ni-Mo-Ti-B合金系进行X80管线钢匹配焊丝的试制.结果表明,合理选择和控制合金元素,可以获得理想的焊缝熔敷金属组织和强韧性以及低温韧性要求,试制的1号焊丝能够满足X80管线钢的使用要求.     

X100管线钢自保护药芯焊丝研制及焊接接头性能分析

基于成分匹配与组织匹配设计原则,确定了X100管线钢焊缝金属的合金系.结合焊缝金属的合金化原理,定量计算出需要向焊缝中过渡的合金元素种类及其含量,设计并制成X100管线钢匹配用自保护药芯焊丝.选用合适的焊接工艺参数进行试焊,并对焊接接头的性能进行分析.结果表明,所研制的药芯焊丝焊接接头的力学性能优异,抗拉强度达到795 MPa,屈服强度达到615 MPa,冲击吸收功达到47.7 J(-40℃);焊缝组织主要为板条状贝氏体和粒状贝氏体,另有少量针状铁素体穿插其中,能够与母材实现较好的组织匹配.     

药芯焊丝焊接工艺对焊缝力学性能的影响

研究了焊接工艺时力学性能的影响,采用YCJ501-1(φ1.2 mm)焊丝焊接试板,研究了药芯焊丝的线能量、层(道)间温度对焊缝力学性能,焊丝干伸长度和气体流量对工艺性能的影响.通过试验对比发现,在一定工艺范围内,焊缝金属抗拉强度、屈服强度、低温冲击韧性随线能量的增加而增加,化学成分变化不大;随着层(道)间温度的降低,...     

960 MPa高强钢金属粉芯型药芯焊丝焊缝金属韧化机理

针对960 MPa高强钢研制了以Mn,Ni,Mo和Cr元素为主要合金体系,以Ti,B,Nb和Al元素为微合金元素的金属粉芯型药芯焊丝. 采用熔化极气体保护焊进行施焊,通过拉伸试验和低温冲击试验等方法对接头力学性能进行了测试,结合金相组织观察、断口扫描、能谱分析和透射电镜观察等对合金元素的作用机理进行了分析. 结果表明,接头抗拉强度平均值为952.24 MPa,-20 ℃焊缝低温冲击吸收功平均值为70 J,研制的焊丝在保证接头强度的同时有效改善了焊缝金属的低温冲击吸收功. 在药芯成分中,主要合金元素起固溶强化和弥散强化作用,微合金元素通过细化晶粒、抑制块状铁素体析出和增加针状铁素体形核率等方式改善低温冲击性能.     

火焰矫正对屈服强度900 MPa级低合金高强钢焊接接头组织与性能的影响

对屈服强度900 MPa级的高强度钢焊接接头进行加热温度为700℃的模拟火焰矫正,发现其焊接热影响过热区出现了大量的M-A组元,焊接接头强度基本不变,但焊接热影响区低温冲击韧性下降45.3%。结果表明:屈服强度900 MPa级高强钢高强钢宜采用机械矫正,若采用火焰矫正,需控制好加热温度。     

Residual stress and softening in welded high-strength low-alloy steel with a buffering layer

Welding residual stresses, Vickers hardness and microstructure of welded high-strength low-allow steel, known for high strength and low carbon content, were studied under the following conditions: as-received high-strength low-alloy steel, welded high-strength low-alloy steel without a buffering layer, and welded high-strength low-allow steel with various thickness buffering layer. A soft buffering layer with a modest thickness between the parent metal and the weld metal could be incorporated to welded high-strength low-alloy steel to effectively reduce the widths of tensile residual stress zone and welding softening zone, to change the residual stress (in y-direction) nature at the weld root from tensile to compressive, and to refine the grains of the welded high-strength low-alloy steel. The width of the tensile residual stress (in x-direction) zone was approximately equivalently to that of the welding softening zone for those welded high-strength low-alloy steel with and without buffering layers.     

水下湿法自保护药芯焊丝

开发了一种新型水下湿法自保护药芯焊丝,采用模拟压力舱以及自动焊接系统,在30米模拟水深的条件下进行了焊接试验,焊接结果表明焊接过程稳定,成形良好.按照美国焊接协会水下焊接标准（ANSI/AWS D3.6 1999）对获得的焊接接头的抗拉性能、弯曲性能、硬度以及冲击韧性等进行了研究.拉伸试验试件断裂位置位于母材区,弯曲试验试件弯曲180°没有发生断裂,并无明显裂纹产生,0℃冲击韧性达到30.25J/cm2.研究结果表明,自主研发的水下湿法自保护药芯焊丝可满足CCSE36等级钢的水下30米水深的焊接性能要求.     

多层多道焊接DH40船用钢接头组织及力学性能

使用药芯焊丝CO2焊,在多层多道焊条件下对大厚板DH40船用钢进行了焊接试验,并较为系统研究了接头组织及力学行为,重点探讨了焊接接头冲击韧性尤其是焊缝根部热影响区熔合线外5 mm区域冲击韧性严重衰减的原因.结果表明,焊接接头抗拉强度均高于母材,(大子母材抗拉强度515 MPa).弯曲试验所有样品均合格,满足塑性要求;采用CO2气体保护焊多层多道焊接DH40船用钢,易在焊缝根部热影响区熔合线外5 mm左右的狭窄范围内出现脆性带.其中“组织遗传”作用,造成晶粒粗大,是其冲击韧性下降的次要因素,该区域产生大量粒状贝氏体,是其冲击韧性严重衰减的根本原因.     

Q690C低碳粒贝钢多层MAG焊接头组织与性能

为提高效率、获得理想断裂位置并改善热影响区韧性,对控扎控冷工艺生产的8 mm厚Q690C低碳粒贝钢,选用等强度匹配的焊丝,采用无预热、低热输入(10 kJ/cm以下)三层全自动MAG工艺施焊.结果表明,无裂纹与成形缺陷;拉、弯与冲击性能均合格.焊缝为针状铁素体,韧性优异;仅在较窄的部分相变区(单道约0.2~0.4 mm)因回火而出现软化,但未对抗拉性能形成危害;因热输入低,拉伸断裂位置距焊缝更远;虽然熔合区与粗晶区为粗大平行上贝板条束+M-A组元,出现了硬化,但低热输入的低过热效果与两次后续焊道对贝氏体基体的明显回火作用改善了熔合区在0℃的冲击韧性.