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。     

低碳贝氏体钢双面埋弧焊接头的组织和低温韧性

对低碳贝氏体钢进行双面埋弧焊焊接,并用光学显微镜和PSW750型示波冲击试验机对焊接接头进行表征,研究了钢的显微组织和低温韧性。结果表明:低碳贝氏体钢双面埋弧焊后,焊缝区的组织为针状铁素体和粒状贝氏体;HAZ的组织为贝氏体铁素体和粒状贝氏体;HAZ熔合线附近的硬度最高,远离熔合线硬度降低并逐渐接近母材金属的硬度;随着温度的降低焊接过程中的凝固偏析、高度集中的位错源来不及松弛应力集中以及分布在晶界上的Ti、Mo等微合金元素形成的碳氮化物,导致焊接接头焊缝区和HAZ韧性降低并在-20℃和-60℃发生韧脆转变。     

Nb、Ti微合金元素对连铸10MnNiCr钢埋弧焊接头组织与韧性的影响

利用金相显微镜、冲击试验等研究了Nb、Ti微合金元素对连铸10MnNiCr钢埋弧焊焊接接头组织与韧性的影响。结果表明,Nb V Ti钢的焊缝和焊接热影响区比Nb V钢的具有更高的冲击韧性。其中Nb元素易促进侧板条铁素体形成,对韧性不利;Ti元素易使焊缝金属产生针状铁素体,并抑制CG HAZ晶粒粗化,对改善埋弧焊接头韧性有显著作用。     

高强度贝氏体钢板不同焊接方法接头的组织和性能

利用二氧化碳保护焊、埋弧焊、手工电弧焊研究了高强度贝氏体钢板焊接接头的组织和力学性能.结果表明:二氧化碳保护焊焊后不热处理接头焊缝组织为贝氏体、少量铁素体和珠光体,热影响区为新型贝氏体组织;手工焊焊后不热处理焊缝组织主要为块状铁素体和少量珠光体,热影响区组织为新型贝氏体组织;埋弧焊焊后不热处理焊缝部分组织为针状铁素体,熔合线结合良好,组织分布均匀,晶粒细小,热影响区组织为新型贝氏体.各种焊接方法焊接接头具有良好的强韧性.     

Mo元素对船用高强钢碱性焊条熔敷金属组织和性能的影响

测试5种不同Mo含量的船用高强钢焊条的熔敷金属力学性能,采用光学显微镜和透射电镜进行微观组织观察和分析,并采用Jamtpro软件模拟计算熔敷金属的焊接CCT图。结果表明,随着Mo含量增多,熔敷金属屈服强度和抗拉强度显著提升,但冲击韧性及塑性呈下降趋势;焊接CCT曲线逐渐向右下方移动,熔敷金属的组织由韧性较好的针状铁素体逐渐向硬脆的贝氏体和马氏体转变;当Mo含量高于0.482%时,熔敷金属中会产生对韧性不利的M-A组元,当Mo含量高于0.887%时,熔敷金属中会析出Mo的碳化物,造成严重脆化。     

钇对低合金钢焊缝组织和低温韧性的影响

本文通过焊条药皮向低台金钢焊缝中掺入钇的方法,研究钇对焊缝组织形态和低温韧性的影响。研究结果表明:在低合金钢焊缝中掺入适量钇可使沿晶界析出的粗大的先共析铁素体和侧板条铁素体的比例减小,而使细小的针状铁素体比例大大增加,晶粒细化,从而提高焊缝的低温韧性。     

大热输入对焊条电弧焊低合金钢力学性能的影响

本工作研究了用E9015-B3焊材焊接ZG15Cr1Mo1V低合金钢的接头在大热输入条件下的组织与综合性能。结果表明:热输入的变化对焊接接头有一定的影响,随着热输入的增加,高温停留时间更长而冷却速度也降低,焊缝主要强化元素Cr、Mo等呈下降特征,焊缝出现明显的块状铁素体和粗大的贝氏体组织,降低了接头的常温和高温抗拉强度,其中当立向上焊接摆幅在30～50 mm时,焊接点热源对固定位置的高温停留时间影响最大,此时焊缝的综合力学性能最差。为了保证产品焊接接头的质量,需要在一定程度上控制焊接热输入,尤其需要在焊接摆幅为30～50mm时选择较小的焊接电流。     

690 MPa级低合金高强钢焊接接头组织性能

为探讨690 MPa级低合金高强钢焊接接头组织与性能的关系,采用手工电弧焊(SMAW)和埋弧焊(SAW)获得成形良好的焊接接头,经过拉伸、冲击、弯曲试验及光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析,对两种焊接方法的接头组织性能进行研究.结果表明:两种焊接方法的焊缝组织主要为板条状贝氏体和少量针状铁素体,粗晶区为粗大贝氏体和少量马氏体;焊缝中含有大量分布均匀的微小球形夹杂物;两种焊接方法所得焊接接头都具有较高力学性能,-50℃的冲击断口形貌为韧窝、准解理混合型;埋弧焊焊缝冲击韧性低于手工电弧焊,手工电弧焊熔合线处冲击吸收功小于埋弧焊,但随距熔合线距离增加其值增加更快.显微组织和夹杂物是影响接头性能的主要因素.     

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。     

20Cr钢与B级钢焊接接头的组织和性能

采用低温冲击试验、拉伸试验、硬度试验以及金相分析等方法对ER50-6焊丝气体保护焊焊接20Cr钢与B级钢焊接接头的显微组织和性能进行了研究.结果表明,用ERS0-6焊丝气体保护焊焊接20Cr钢和B级钢可获得性能良好的焊接接头,其接头的强度不低于B级钢.焊缝组织为网状分布的先共析铁素体及少量无碳贝氏体;20Cr钢侧近缝区有无碳贝氏体及少量板条马氏体;在B级钢侧热影响区的块状铁素体基体上有少量粒状贝氏体.     

电磁场对高速钢与45钢感应摩擦焊接的影响

利用电磁场对金属材料产生的"场致效应",调节摩擦焊接表面的温度场,以改善异种金属摩擦焊接组织及性能.研究了外加电磁场对W6Mo5Cr4V2高速钢和45钢摩擦焊缝显微组织、合金元素扩散及焊接接头力学性能的影响.结果表明,摩擦加热阶段施加电磁场使45钢近缝区铁素体的数量减少;而在顶锻阶段施加电磁场,使45钢侧铁素体数量有所增多.同时,在顶锻阶段施加电磁场作用时,主要合金元素C、Cr、W的扩散区宽度明显增大.在顶锻阶段采用较短的电磁场施加时间和较低的感应电流强度,可以提高W6Mo5Cr4V2高速钢和45钢摩擦焊接头的抗拉强度.     

Cu合金化对Cr9Mo1钢耐腐蚀及力学性能的影响

为了研究Cu元素对含Mo高Cr钢耐腐蚀性及力学性能的影响,本文通过添加Cu元素和热轧工艺,制备了含有0.2%(质量分数)Cu元素的两组不同含C量的Cr9Mo1钢.利用拉伸试验机、光学显微镜(OM)及盐雾试验箱等,对比研究了添加Cu元素前后,Cr9Mo1钢力学性能、组织形貌及耐盐雾腐蚀性能的变化.结果表明,添加Cu元素均可显著提高Cr9Mo1钢的耐腐蚀性,但对力学性能及组织形貌无显著影响.低C钢组添加Cu元素后耐腐蚀性显著提高,强度和延伸率仅略有提高;高C钢组添加Cu元素后耐腐蚀性显著提高,强度略有提高,延伸率有所降低.热轧后的低C钢组的基体组织为混晶铁素体,高C钢组的基体为马氏体组织和少量δ铁素体.C含量的多少主要影响钢的力学性能,对耐腐蚀性的影响无显著差异.相较于含C量低的Cr9Mo1钢,含C量高的Cr9Mo1钢强度较高、塑性较差,但耐腐蚀性基本相同.     

X80管线钢药芯焊丝气保护全自动焊焊缝性能研究

本工作研究了X80管线钢在氩弧焊打底、药芯焊丝气保护自动焊接工艺下的金相组织、合金元素、夏比冲击韧性和剪切强度、塑性及微剪切韧性。结果表明,焊缝区域组织较细小,热影响区晶粒大;M-A组元占比34.87%,其中长短轴比大于4的M-A组元占比为3.4%;焊缝中心和热影响区-20℃时的冲击韧性平均值分别为134.7 J和219.7 J;焊缝中心断口为韧性开裂,存在少量解理断裂面,热影响区断口为韧性开裂;焊缝中的Ni、Al元素含量增加,Cr、Si含量降低;环焊缝的上、中、根部的剪切强度和剪切塑性均高于母材,微剪切韧性低于母材,热影响区的剪切强度和剪切塑性低于母材。     

2.25Cr-1Mo的焊接及回火脆化倾向评定

珠光体耐热钢是以Cr-Mo为主的合金钢,合金元素的质量分数一般小于10%,钢的显微组织为珠光体+铁素体或贝氏体+铁素体。珠光体耐热钢有较好的抗氧化性和高温蠕变强度,广泛用于石油化工行业中高压、高温、临氢设备的制造。珠光体耐热钢的焊接一直是压力容器生产制造过程中的重点难点。该文以2.25Cr-1Mo(12Cr2Mo1R)为例介绍一下珠光体耐热钢的焊接工艺,并对焊接接头进行回火脆化倾向评定。     

FeCrAl合金板材TIG焊焊接接头的显微组织及性能

使用钨极气体保护(Tungsten inert gas welding, TIG)焊对FeCrAl合金板材进行双面及多层多道焊接，填充材料为等成分的FeCrAl合金丝材。焊后焊缝区为粗大的铁素体组织，热影响区为细小的等轴晶组织。本工作研究了焊接工艺参数对焊接接头的显微组织特征及力学性能的影响。经双面TIG焊焊接的FeCrAl合金板材，热处理后焊接接头的最大抗拉强度值为400 MPa,约为母材强度的52.2%。经多层多道TIG焊焊接的FeCrAl合金板材，热处理后焊接接头的最大抗拉强度值为482 MPa,约为母材强度的62.3%,可以满足FeCrAl合金板材焊接接头作为承重结构时的力学性能需求。     

热输入对E40钢双丝埋弧焊焊缝组织及性能的影响

为研究最新研制的大热输入焊接所用低合金高强实心焊丝G55,对大热输入用钢E40进行热输入分别为60、122、158 kJ/cm的双丝埋弧焊焊接.经过拉伸、冲击试验及光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析,对焊接接头焊缝组织性能进行研究,并对接头强韧性进行分析.结果表明:不同热输入焊缝组织均以针状铁素体组织为主;随着热输入的增加,焊缝冲击韧性增加,这是因为焊接热输入增加时,柱状晶比例减小、宽度增加,针状铁素体含量增加;焊缝中含氧量减少,夹杂物数量减少;焊接道次减少导致块状铁素体含量减少等三方面因素.随着热输入的增加,焊缝金属强度提高,主要是因焊缝针状铁素体组织含量增加.     

T91钢焊缝及热影响区显微组织图象分析

T91钢具有良好的高温抗氧化性和抗腐蚀性,该钢含8％－9．5％Cr,合金含量复杂,焊接难度大,运用金相显微镜和扫描电镜（SEM）分析了不同爆接工艺条件下T91耐热钢焊缝及热影响区或区域显微组织特征,利用XQF－2000型显微图象分析仪对显微组织中各相的相对含量和奥氏体晶粒度进行了测量,分析了焊接线能量对T91钢焊接接头区组织性能的影响,结果表明,采用多道焊焊接工艺,严格控制焊接线能量在16kJ/cm左右,可以防止T91钢焊缝区奥氏体晶粒粗大,避免在热影响区出现声状铁素体组织,从而保证焊接接头区具有良好的组织性能。     

高强钢多层焊缝薄弱环节组织及韧性的研究

本文采用示波冲击,俄歇分析,启裂源组织观察,热模拟等实验,对Cr—Ni—Mo 70kg/mm~2手工多层焊缝中各种组织的形态及韧性进行了研究。其中韧性较低的是经850℃—1050℃再热后的重结晶及不完全重结晶组织,韧性最薄弱环节主要为具有黑色带状的重结晶组织,其构成为铁素体及带状分布的M—A组元或碳化物。薄弱环节数量越多韧性越低,整个焊缝的韧性就越低;合金元素通过影响薄弱环节的韧性而改变整个焊缝的韧性。     

Cr-Mo耐热钢焊接接头蠕变过程中Mo_2C变化规律的研究

研究了 2 .2 5Cr- 1 Mo钢焊接接头蠕变时母材和焊缝中的 Mo2 C的变化规律。试验结果表明 ,在焊接接头中 Mo2 C呈针状、片状和碎屑状三种形貌 ,但主要以针状形态析出 ,当以片状或碎屑状析出时 ,会使材料的蠕变抗力降低。针状 Mo2 C在铁素体中比在贝氏体中尺寸粗大     

不锈钢与渗碳钢惯性摩擦焊接头的组织与性能

目的 研究0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢与20CrMnMo渗碳钢的惯性摩擦焊焊接接头的组织与力学性能。方法 通过金相、能谱分析、显微硬度、拉伸试验对焊接接头进行组织与力学性能分析。结果 焊接试样上0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢一侧飞边尺寸比20CrMnMo渗碳钢一侧飞边小;焊接接头熔合区仅为50 μm,熔合线附近元素扩散层很窄,其中0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢仍为奥氏体组织,20CrMnMo钢组织由铁素体与珠光体转变为马氏体与索氏体,20CrMnMo一侧热力影响区组织为细小的片状珠光体与铁素体;焊缝区的显微硬度为358HV,高于2种母材;焊接接头抗拉强度大于590 MPa,断后伸长率大于32%,断裂位置均在0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢母材一侧。结论 采用惯性摩擦焊工艺可实现不锈钢与渗碳钢的高强连接。