热输入对Q890高强钢焊缝组织及性能的影响

针对国内某钢厂最新研制的Q890高强钢,采用三种不同的热输入对其进行气体保护焊接,研究了不同热输入对焊缝金属组织、硬度及冲击韧性的影响.结果表明,3种热输入下,焊缝组织主要以板条贝氏体为主,并含有粒状贝氏体、少量的板条马氏体和残余奥氏体.随着热输入的增大,焊缝组织中贝氏体铁素体板条粗化,板条马氏体逐渐减少,而粒状贝氏体逐渐增多,部分残余奥氏体由薄膜状向块状转变;焊缝金属硬度随着热输入的增大而下降;焊缝金属的冲击韧性亦呈逐渐下降的趋势.     

0.3mm厚316奥氏体不锈钢的高频感应焊接技术

采用一种高速的高频感应焊接技术焊接壁厚为0.3 mm的316奥氏体不锈钢钢管,研究了不同高频感应焊接参数下焊管的接头宏观形貌、焊缝组织和力学性能.结果表明:在高频感应焊接条件下,为了保证薄壁316奥氏体不锈钢具有良好的焊缝成形性,焊缝内外两侧形成的毛刺必须连续一致,并且热输入量与挤压量要匹配,当热输入增大时,挤压量应减少,当挤压量增加时,热输入应降低.焊接热输入为49.5 kJ/m,挤压量为0.36 mm时,接头宏观表面成形良好,焊缝区晶粒细小.焊缝显微组织以奥氏体+δ铁素体为主,焊缝硬度可达300HV以上,与母材基体硬度(236HV)相比显著增加,这是焊缝晶粒得到细化的结果.     

UNS31803双相不锈钢手工电弧焊接接头的组织与性能

采用手工电弧焊(SMAW)对UNS31803双相不锈钢进行焊接,通过金相检验、力学性能试验、硬度测试、耐蚀性能试验等方法对UNS31803双相不锈钢手工电弧焊接接头的显微组织和性能进行了分析。结果表明:采用适当的焊接工艺参数进行焊接,所得到的焊缝显微组织为铁素体+奥氏体,无σ相析出;焊接接头具有优良的力学性能;焊缝和热影响区的铁素体含量均在35%～65%(体积分数)的合理范围内;在22℃的6%(质量分数)FeCl3溶液中,焊接接头的不同区域均具有良好的耐蚀性能。     

Q960E超高强钢焊接接头组织和性能研究

目的 对Q960E超高强钢的焊接工艺进行研究以获得高强高韧的焊接接头。方法 选择超高强钢Q960E作为母材、FK1000ER120S–G焊丝作为填充材料进行MAG焊,采用改变焊接电流的方式来研究焊接热输入对焊接接头组织和性能的影响。结果 当焊接电流为155～230 A时,均获得了全焊透无明显缺陷的焊缝。随着焊接热输入的增大,焊接接头中各亚区宽度增大,其中焊缝区变化最为显著,在最小热输入条件下焊缝宽度为3.98 mm,在最大热输入条件下焊缝宽度增至5.53 mm。对焊接接头进行组织分析发现,焊缝组织主要为针状铁素体和板条马氏体;完全相变区组织主要为板条马氏体;未完全相变区组织主要为回火马氏体和部分重结晶形成的马氏体。硬度测试表明,在热影响区的回火区发生了软化现象,最低硬度仅为290HV;在完全相变区发生了硬化现象,硬度最大值可达500HV。在不同热输入条件下,焊接接头各亚区硬度变化趋势一致,焊接接头抗拉强度为995～1 076 MPa,拉伸试验均断裂在热影响区,断后伸长率为9.33%～10.21%,断裂时存在颈缩现象,为韧性断裂。随着热输入的增加,粗晶区马氏体板条束宽度增大,未完全相变区...     

双相不锈钢2205激光焊接接头组织和性能研究

目的 针对双相不锈钢激光焊接接头两相比例失衡的问题,研究双相不锈钢2205激光焊接接头组织和性能。方法 采用Disk 6002碟片激光器对2205双相不锈钢进行激光焊接,通过在纯氩气保护气中添加体积分数为60%的氮气,向熔池中过渡氮元素,以提高焊缝中的奥氏体含量;采用金相显微镜、电子背散射衍射技术、电子探针X射线显微分析仪、显微硬度仪和上海辰华CHI760E电化学工作站等手段,对激光焊接接头表面组织、元素含量、显微硬度和耐腐蚀性能进行表征和测试。结果 与纯氩气保护焊接接头相比,当在保护气中添加60%（体积分数,下同）的氮气后,奥氏体相体积分数达到39.89%,提升了25.94%,奥氏体中氮元素的质量分数达到0.679%时,氮元素的质量分数提升了0.196%,焊缝中奥氏体显微硬度为307.4HV,铁素体显微硬度为298.9HV,极化曲线腐蚀电流密度升高,阻抗弧半径减小。结论 在保护气中添加60%的氮气后,激光焊接接头中奥氏体的体积分数提升,增加的奥氏体组织以晶内奥氏体为主,并且更多的氮元素进入到奥氏体相中,焊缝中的奥氏体和铁素体硬度略有升高,耐蚀性和钝化膜稳定性有所下降。     

超细晶Q460高强钢焊接接头组织与韧性研究

采用手工焊条电弧焊和熔化极活性气体保护焊对超细晶Q460钢进行了焊接,分析表征了焊接接头的组织结构、显微硬度和冲击韧性的变化规律。研究结果表明,采用E5515焊条焊接,焊缝金属主要为先共析铁素体、多边形铁素体与少量珠光体。采用ER55-G焊丝,熔化极活性气体保护焊,焊缝金属主要由针状铁素体和少量多边形铁素体组成,焊丝中Ti元素的添加有利于获得针状铁素体组织。采用较小的焊接线能量,超细晶Q460钢热影响区粗晶区组织为粒状贝氏体组织。焊缝金属的显微硬度高于热影响区和母材的显微硬度,热影响区未出现软化现象。冲击试验表明,焊缝金属和热影响区均具有较高的冲击韧性,而且热影响区的韧性高于焊缝金属的韧性。     

焊接热输入对Q345R钢接头湿硫化氢应力腐蚀敏感性的影响

实际焊接过程中焊接参数会影响焊接热输入,进而影响焊接接头的显微组织和性能.为此,研究了一系列焊接热输入条件下Q345R钢焊接接头的显微组织及其在湿硫化氢环境中的应力腐蚀敏感性.结果表明:当焊接热输入从44.2 kJ/cm增加到49.7 kJ/cm时,铁素体晶粒增大;当焊接热输入达到55.3 kJ/cm时,焊缝区组织出现了针状铁素体;在湿硫化氢环境下慢应变速率拉伸,所有焊接热输入下的焊接接头均出现明显的应力腐蚀开裂,同时发现在相同浓度的湿硫化氢环境下,当焊接热输入从44.2 kJ/cm增加到49.7 kJ/cm时,焊接接头的应力腐蚀敏感性指数随之增大,当焊接热输入增大到55.3 kJ/cm时,由于焊缝区出现了针状铁素体,使其应力腐蚀敏感性得到缓解.     

316L/S32101异种金属焊接接头的显微组织与力学性能研究

目的 研究乏燃料水池用钢板316L与覆板S32101双相不锈钢的焊接性、接头不同区域显微组织特征及接头与母材之间的性能差异.方法 利用氩弧焊接技术对5 mm厚的316L底板与3 mm厚的S32101覆板以搭接的形式进行焊接,利用金相显微镜、扫描电镜、维氏显微硬度仪和电子万能材料试验机对焊接接头的宏观形貌、显微组织以及力学性能进行研究.结果 316L/S32101焊缝组织主要由铁素体基体、晶界树枝状奥氏体以及晶内细小片状奥氏体所组成;316L侧靠近焊缝处存在一个较窄的熔合区,其组织由奥氏体基体和少许细小分散的铁素体组成,而S32101侧靠近焊缝处组织则由粗大铁素体晶粒和沿晶粒边界分布的若干小块状奥氏体组成.从316L母材区到焊缝区,硬度显著增大,而从焊缝区到S32101母材区,硬度变化很小;焊接接头的抗拉强度高达510 MPa,为两侧316L和S32101母材强度的87.9％和88.6％.结论 在焊接电流为240 A和焊接速度为300 mm/min的条件下,可以通过氩弧焊获得成形良好的搭接接头,且接头的力学性能优异.     

16MnR低合金钢与Q235B铸钢焊接接头的组织与性能

通过拉伸、冲击、显微硬度试验以及金相观察对16MnR与Q235B铸钢异种材料焊接接头的组织形态及力学性能进行了研究。结果表明：16MnR与Q235B铸钢采用JM-56焊丝焊接时，焊接接头具有良好的低温冲击韧性。焊缝组织为先共析铁素体、针状铁素体和少量珠光体。16MnR侧的热影响区组织主要为先共析铁素体，晶内是一定量的魏氏组织铁素体、针状铁素体、粒状贝氏体和珠光体；Q235B铸钢侧的热影响区组织主要为先共析铁素体、魏氏组织铁素体和珠光体。16MnR母材组织为带状的铁素体和珠光体。Q235B铸钢母材组织为大块状的铁素体和珠光体。     

焊接热输入对耐热钢埋弧焊(SAW)焊缝金属冲击韧性的影响

耐热钢因具有优异的焊接性能和加工性能而被广泛应用于许多制造工业。为了提高焊接接头的性能,同时延长构件的使用寿命和提高工作效率,选择合适的焊接热输入是非常重要的。本工作研究不同焊接热输入对耐热钢埋弧焊焊缝金属冲击韧性的影响。通过夏比冲击试验测试不同焊接热输入下焊缝金属的冲击韧性。利用扫描电镜、光镜和显微硬度等手段分析不同热输入下焊缝金属冲击韧性差异的原因。高热输入焊缝金属对应显微组织是块状铁素体、链状分布的碳化物和大尺寸的夹杂物。较大尺寸夹杂物越容易使裂纹形核。更多硬脆碳化物相的聚集导致裂纹形核扩展越容易。造成不同焊接热输入下耐热钢埋弧焊焊缝金属冲击韧性波动的原因是焊缝金属组织的不均匀,高热输入下出现的粗大块状铁素体、链状碳化物、块状M-A组元和较大尺寸的夹杂物导致冲击韧性的降低。     

1.4003铁素体不锈钢与Q235-C钢焊接接头的组织和力学性能

采用室温拉伸、不同温度冲击、硬度及金相检验等分析方法对用熔化极混合气体保护焊焊接的1.4003铁素体不锈钢与Q235-C钢焊接接头的显微组织和性能进行了研究.试验结果表明:该焊接接头的抗拉强度与母材相当,焊缝的冲击性能略低于母材,1.4003铁素体不锈钢的热影响区(HAZ)冲击性能较差,焊缝为奥氏体+铁素体双相组织;Q235-C钢的熔合区出现明显界限,1.4003铁素体不锈钢焊接热影响区为晶粒粗大的单一铁素体组织.     

基于正交试验的TC4钛合金激光焊工艺优化研究

目的 探究激光功率、焊接速度、离焦量对TC4钛合金激光焊接接头宏观形貌、微观组织及力学性能的影响。方法 通过正交试验方法,研究激光功率、焊接速度、离焦量对接头拉伸性能的影响,并将这3个工艺参数转换为热输入,进一步研究热输入对接头形貌、组织及力学性能的影响。结果 当热输入低于95 J/mm时,焊接接头上下熔宽比较大,焊缝截面呈“V”形;当热输入高于250 J/mm时,接头组织晶粒粗大,甚至出现气孔、错边等冶金缺陷;当热输入为125 J/mm时,焊缝成形美观,焊接接头上下熔宽比接近1,焊缝截面呈“H”形。焊缝区组织主要由原始α相、β相及冷却阶段生成的αʹ相组成,随着热输入的增大,β相柱状晶尺寸逐渐粗化,αʹ针状马氏体相尺寸也相应增大。此外,焊接速度和离焦量对拉伸性能有显著影响,拉伸性能随着热输入的增大呈现先升高后降低的趋势,断口呈韧性断裂特征。当热输入为125 J/mm时,拉伸性能达到最佳,断裂位置发生在母材区,抗拉强度为1 010 MPa,断后延伸率为9.82%;焊缝区中心区域显微硬度高于热影响区及母材区显微硬度。结论 当热输入为125 J/mm时,在TC4钛合金激光焊下,可获得成形美观、性能优良的焊接接头。     

焊接热输入对06CuNiCrMoNb钢HAZ组织与性能的影响

研究了热输入对06CuNiCrMoNb钢焊接热影响区不同部位组织和性能的影响,重点分析了粗晶区的韧性与组织之间的关系。结果表明,模拟焊接热影响区没有出现"软化"现象,但是当线能量大于30kJ/cm情况下,粗晶区低温韧性迅速下降。对粗晶区的分析显示,线能量17kJ/cm条件下贝氏体铁素体呈细小板条状,在板条间存在着残余奥氏体薄膜,随线能量的增大,块状的铁素体数量增多,并且出现不规则片状M+A组元。     

S275低合金钢焊接接头的组织与力学性能

通过拉伸、冲击、硬度测试和金相检验等方法对S275低合金钢熔化极活性气体保护焊(MAG)焊接接头的力学性能与显微组织进行了研究。结果表明:采用JM一56焊丝对S275低合金钢进行焊接时,接头具有较好的抗剪强度;开45。坡口,拉伸后均断在离焊缝位置较远的母材上,焊接接头抗拉强度满足技术要求。焊缝组织晶内为细小密集的针状铁素体,有极少量珠光体,焊缝局部有魏氏组织;熔合区、过热区为沿晶界析出的块状先共析铁素体和向晶内生长的条状铁素体以及少量的珠光体;正火区组织为细小的铁素体和珠光体;母材组织为铁素体和珠光体,晶粒也比较细小。最后得出S275低合金钢用于转向架焊接构架是可行的。     

退火处理对异种钢激光焊接头组织及性能的影响

目的 通过研究相同时间不同退火温度下304/Q345激光焊接头的组织和性能,得到优化后的退火处理制度,为制定异种钢激光焊退火工艺提供一定的理论指导和技术支撑。方法 基于前期大量试验,在激光功率和离焦量不变的情况下,调节焊接速度由15 mm/s到35 mm/s,通过改变焊接速度获得性能优异的焊接接头。由于异种钢物理化学性能差异较大,接头组织不均匀,因此还需对激光焊接头进行退火处理。结果 焊缝区显微组织由板条马氏体与残余奥氏体组成,Q345低碳钢热影响区显微组织为多面体状铁素体与黑色珠光体,其中铁素体含量更多,304奥氏体不锈钢热影响区在奥氏体晶界上析出了铁素体。不同退火温度下碳元素均由Q345低碳钢侧向焊缝迁移,在Q345低碳钢侧形成脱碳层,在焊缝中形成黑色条带状增碳层。随着退火处理温度的升高,峰值温度升高,高温停留时间变长,碳迁移强度随之增加,黑色条带状区域增碳层宽度增大。拉伸性能测试结果表明,试样均断裂于Q345母材一侧,且断口存在韧窝,属于典型韧性断裂。此外,焊缝区硬度(390HV左右)最高,热影响区硬度(300HV)次之,母材的硬度(130HV左右)最低。结论 在给定试验参数范围内,优化后的最佳退火工艺参数为550 ℃-1.5 h。     

TA23合金不同焊接方法接头组织性能研究

采用CMT、TIG和EBW焊对TA23合金进行焊接,对比分析了不同焊接方法下接头微观组织和力学性能的差异。结果表明,焊接热输入直接影响焊缝晶粒尺寸和焊接接头宽度,TIG焊缝晶粒尺寸最大,CMT次之,EBW最小;EBW接头宽度为5 mm,CMT接头宽度为7 mm,TIG接头达14 mm;3种焊接方法焊缝区域组织均由马氏体α相、片层状α相和残余β相组成,热影响区组织形态介于焊缝和母材组织形态之间;3种焊接方法焊缝区显微硬度和接头抗拉强度均大于母材,其中EBW焊缝区显微硬度值最大,TIG焊接头抗拉强度最高,CMT焊缝显微硬度和接头抗拉强度均居中。     

热输入对Q550钢焊接接头动态拉伸变形行为的影响

研究了不同热输入焊条电弧焊Q550钢接头的显微组织特征,及其在不同应变速率下的力学行为。结果表明,在热输入小于18 k J/cm时,随着热输入的增加接头熔合区针状铁素体的含量增多,热影响区粗晶区的晶粒尺寸增大。随着应变速率的提高接头断裂延伸率和抗拉强度均有不同程度的提高,断口的大韧窝深度变大,小韧窝区域减少。在高速拉伸过程中位错滑移的阻力增大,位错滑移速度远低于载荷增大速度,随着应变速率的提高屈服强度和抗拉强度都提高。随着热输入的增加接头熔合区针状铁素体的比率增大,这是其拉伸性能对应变速率的敏感性增大的主要原因。     

固溶处理对304/Q245R焊接接头组织及性能的影响

为研究固溶处理对304奥氏体不锈钢和Q245R碳钢异种金属焊接接头显微组织及性能的影响,采用E309-16奥氏体不锈钢焊丝对6 mm厚的304/Q245R板材进行手工电弧焊,焊后使用箱式电阻炉对焊接接头进行固溶处理,对焊接接头进行显微组织观察和力学性能测试.结果表明:相对于固溶处理前,固溶处理后的接头焊缝组织为灰色奥氏体和黑色铁素体,枝晶偏析程度明显降低,Cr、Ni等合金元素分布较为均匀;焊缝和碳钢侧热影响区硬度值均有所提高,最高硬度值为304.59 HV,出现在焊缝位置;接头抗拉强度较高,达570 MPa,拉伸断裂发生在母材Q245R碳钢部位.另外,对焊缝进行XRD测定,未检测到不利于接头性能的相,这表明固溶处理后的异种金属接头性能良好,能够满足工程中的实际需求.     

中空45钢棒材摩擦焊接工艺研究

为了改善大直径中空45~#钢棒材的连续驱动摩擦焊接性,采用二级加压方法进行了外径42 mm,内径26 mm的45~#钢连续驱动摩擦焊接.试验结果表明,焊接热输入随着摩擦时间、旋转速度的增大而增大,当摩擦时间较短、旋转速度较低时,采用较大的顶锻力、二级摩擦力不能显著增加焊接热输入,导致无法顶锻,产生严重的焊接缺陷.对于无缺陷接头,接头最大强度系数达到80.9%,接头中未发现熔化现象,焊缝发生动态再结晶,热机影响区和部分正火区出现魏氏体组织.接头冲击试验发现,力学性能优异的接头薄弱区位于部分正火区,而焊接热输入较高的接头薄弱区位于热机影响区.焊接热输入较低难于获得缺陷的焊接接头,焊接热输入过大显著降低接头力学性能.     

热输入对1200MPa级HSLA钢焊缝组织性能的影响

为了研究焊接工艺条件对焊缝金属组织性能的影响,采用不同热输入对1200 MPa级低合金高强钢进行熔化极气体保护焊,利用OM、SEM、TEM观察并分析不同焊接热输入对焊缝组织及力学性能的影响规律。结果显示,当热输入为16、20、25 k J/cm时,焊缝组织主要以针状铁素体为主,并含有少量M-A组元以及粒状贝氏体。随焊接热输入增大,针状铁素体组织有所增多且板条宽度逐渐增大,而粒状贝氏体组织减少。焊缝内非金属夹杂物类型多为促进针状铁素体形核的Ti-Mn-Al-O-S系复合氧化物夹杂。焊缝金属硬度、冲击韧性及焊接接头强度随热输入增大基本呈下降趋势,并且各焊接热输入条件下焊缝金属具有良好的强韧性匹配。随热输入增大,焊缝金属断裂特征由韧性、脆性混合型断裂向脆性断裂转变。热输入为20 k J/cm时,焊接接头综合性能最佳。