梯度硬质合金与45钢的TIG焊研究

选取YG8,YG15和YG20商用硬质合金与WC-5Co-25Ni硬质合金通过扩散烧结的方法制备梯度硬质合金,采用NiFe-C焊丝对梯度硬质合金与45钢进行TIG连接,通过扫描电镜观察、抗弯强度试验,对焊接接头的组织和力学性能进行了分析。结果表明:YG8/YG15/YG20/WC-5Co-25Ni四层结构梯度合金可以缓解焊接应力,与45钢TIG焊可以获得无开裂接头;垂直堆叠烧制的梯度合金焊接时易在焊缝底部界面位置形成η碳化物层,60°倾角倾斜堆叠烧制的梯度合金焊接时,界面位置不再形成有害碳化物层;由于η碳化物层的存在,垂直堆叠梯度合金的焊接接头抗弯强度仅为0. 74 GPa,倾斜堆叠梯度合金的焊接接头的抗弯强度提高到1. 29 GPa。     

硬质合金与钢电子束焊接接头组织及性能

通过预置镍基金属填充层进行了硬质合金与钢的偏钢侧电子束焊接,获得了无裂纹缺陷的焊接接头.焊接接头为“半钉形”熔-钎焊接头,硬质合金/焊缝界面及钢/焊缝界面均形成了较好的冶金结合,且硬质合金母材发生微熔,部分WC颗粒进入焊缝中.结果表明,硬质合金侧界面处获得了y(Fe,Ni)固溶体组织和以W2C及Fe3W3C为主的“鱼骨状”碳化物组织,钢侧热影响区为典型的马氏体组织.焊缝中含有较多的Fe,Ni元素,且Ni元素向硬质合金侧界面处发生了扩散；接头最高抗拉强度可达560 MPa,最高抗剪强度达到460 MPa,断口为明显的准解理断口.     

不同焊接方法下316L不锈钢焊接接头组织性能研究

采用20%CO2+80%Ar气体保护MAG焊和焊条电弧焊对316L不锈钢进行焊接,通过对焊接接头进行拉伸、弯曲、硬度试验和显微组织观察,研究了焊接接头组织性能。结果表明,焊条电弧焊接头的抗拉强度和显微硬度比MAG焊接头的抗拉强度和显微硬度高;焊条电弧焊焊缝金属中δ铁素体含量比MAG焊焊缝金属中δ铁素体含量高;MAG焊焊缝金属含有少量的MC型碳化物;拉伸时,焊条电弧焊接头断裂在热影响区,而MAG焊接头断裂在焊缝中心位置;焊接接头的弯曲试验均合格。     

30CrMnSiA钢中厚板焊接工艺对接头强度的影响

对30CrMnSiA钢中厚板进行焊接工艺对接头强度的研究。结果表明:在正火或退火状态下的30CrMnSiA钢中厚板,采用J107Cr焊条,焊条电弧焊,双角度坡口,焊接电流160～200 A,极性:直流反接,电弧电压:22～24 V,焊接速度5～12 cm/min,预热温度:300℃,层间温度:300～380℃,焊后及时进行一次中间热处理,再调质处理的焊接工艺下顺利实现了焊接成形,焊后接头无裂纹等冶金缺陷,焊缝金属组织均匀,焊接接头获得最佳性能,接头抗拉强度达到950 MPa以上。     

焊接工艺对8mm厚SS400超细晶钢焊接组织影响

为了得到焊接工艺对8 mm厚SS400超细晶粒钢焊接接头显微组织的影响,分别采用不同焊材和焊接参数对8 mm厚SS400钢板进行了焊接试验,并对接头显微组织进行了观察和分析。试验结果表明,焊条对焊缝组织影响较大,对热影响区组织影响很小,当采用J507碱性焊条焊接时,焊缝可以得到较多的针状铁素体。焊接道次和焊接热输入对焊接热影响区组织影响较大,当采用J422酸性焊条两道次,热输入由11.6 kJ/cm增大到14.9 kJ/cm进行焊接时,热影响区晶粒尺寸和组织分布较为理想。当采用J507碱性焊条单道次,热输入由10.6 kJ/cm增大到19.9 kJ/cm焊接时,热影响区组织较为粗大且分布不均匀。在实际生产中,考虑焊接质量和焊接效率时,J422酸性焊条和热输入为14.9kJ/cm为最优焊接工艺参数。     

YG30硬质合金与45钢TIG焊接头组织中η相

选用Ni—Fe合金和纯Ni焊丝对YG30硬质合金与45钢进行了TIG焊试验。用扫描电镜、WDX成份分析等对焊接接头中η相的形貌、分布、化学成份进行了分析。结果得出，η相分布于YG30／焊缝界面区域，并在界面处聚集长大。当Fe浓度在YG30中达约40％(摩尔分数)时，WC分解成η相，此时η相中Fe浓度达23％(摩尔分数)左右，属富W和Fe的M6C型复合碳化物。     

F550Z高强钢埋弧焊焊接工艺及接头性能研究

采用CHW-SEM2NP型焊丝和CHF606氟碱型烧结焊剂,用埋弧焊焊接F550Z钢,研究了不同的热输入对F550Z钢焊接接头抗拉强度和-60℃冲击韧性的影响。结果表明:随着热输入的增大,接头抗拉强度没有出现明显的变化,接头强度对热输入不敏感;焊缝中心的冲击韧性随着热输入增加,呈现先降低后升高的趋势,熔合线及熔合外2 mm处冲击韧性随热输入增加而减小,当热输入超过27 k J/cm时,熔合线及熔合线外2 mm处冲击韧性已经达不到使用要求;焊接接头的硬度分布均匀,焊缝中心较母材处略低,没有出现较大的波动。埋弧焊焊接F550Z钢时,焊接热输入不超过27 k J/cm时,可以得到较好性能的焊接接头。     

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。     

焊接工艺对EQ56高强钢接头性能的影响

采用E9018-M焊条,对EQ56高强钢进行焊条电弧焊,研究了焊接工艺对接头性能的影响。结果表明:采用Excalibur 9018M MR焊条焊接EQ56钢可以得到综合性能满足要求的焊接接头。焊前进行100℃的预热,相对于不预热条件,接头抗拉强度稍有降低,但伸长率提高,冲击韧性也有所提高;焊缝中心晶粒相对细化,先析铁素体减少,针状铁素体增多。随着焊接电流增大,焊缝金属强度略有降低,但对焊接接头冲击性能影响较大,特别是对焊缝区的冲击性能。焊后进行250℃×2h的热处理有利于减小接头中的残余应力,减少扩散氢含量,同时对焊缝组织有一定的改善,从而提高接头韧性。     

硬质合金/不锈钢激光焊焊接性分析

使用光纤激光作为焊接热源,采用不同厚度的因瓦合金对WC-20Co和316L不锈钢进行对焊。使用X射线检测技术、光学显微镜、扫描电镜分析了焊缝缺陷与显微组织,研究了因瓦合金中间层厚度对WC-20Co与316L的异质金属焊接接头的影响。研究结果表明:激光焊可以实现以因瓦合金为中间层的WC-20Co/316L不锈钢的连接。因瓦合金与316L不锈钢侧连接较好,熔合较均匀,而与WC-20Co侧熔合缺陷稍多,出现气孔、裂纹等缺陷。当因瓦合金厚度为1.5 mm时,可以获得综合性能较好的焊缝成形,其焊缝宽度为3.4 mm,且焊缝内部无裂纹、气孔等缺陷。     

YG30硬质合金与45#钢TIG焊接头组织及抗弯强度的研究

选用Ni-Fe合金和Ni-Fe-C合金作为填充金属对YG30硬质合金与45^#钢进行了TIG焊试验。运用扫描电镜、X射线衍射、弯曲力学性能试验等方法对焊接接头的组织形态、物相及抗弯强度进行了研究。结果表明，分布于YG30／焊缝界面区域的η相为M6C型的Fe3W3Cη1相的存在是焊接接头抗弯强度低下的原因。选择适当碳含量的Ni-Fe-C合金作为填充金属，能够提高焊接接头的抗弯强度。     

焊缝金属的强度匹配方式及其应用

本文介绍了焊缝金属强度匹配方式和类型,分析了焊缝金属强度匹配方式的工艺焊接性,列举了焊缝金属强度匹配应用实例。结果表明,焊缝的强度匹配方式有5种,拉伸试样断口部位各异。5种焊缝的强度匹配方式中,低强匹配和组合匹配方式的工艺焊接性得到改善,施工成本降低,接头的抗脆断性能能够控制;等韧性匹配的工艺焊接性取决于所用钢种和行业规定,施工条件较严格,成本较高,接头的抗脆断性能比较优良。14MnM oNbB钢低匹配专用焊条J506DP,可降低14MnMoNbB钢的临界预热温度50～70℃,改善了该钢的工艺焊接性;低匹配焊缝接头的强度已与母材等强,接头的安全性符合设计要求。组合匹配接头在综采支架立柱中应用表明,可使30MnNbXt钢在室温下焊接时不产生裂纹,而且在焊后状态下的使用性能完全符合产品技术条件要求。     

焊接方法对Q235钢焊接接头缺陷、组织和力学性能的影响

通过微观组织表征、显微硬度试验和拉伸试验等研究了CO2气体保护焊和焊条电弧焊两种焊接方法对Q235钢焊接接头缺陷、组织和力学性能的影响.结果表明:采用CO2气体保护焊焊接时焊缝容易出现气孔,采用焊条电弧焊焊接时焊缝容易出现夹渣;由于焊条电弧焊焊接热输入相对较大,接头组织比较粗大,在过热区还存在魏氏体过热组织,硬度和抗拉强度较低;由于CO2气体保护焊焊接热输入较低,接头的组织晶粒细小,过热区未发现过热的魏氏组织,硬度和抗拉强度较高.两种焊接方法焊接时接头的断裂方式均为韧性断裂.     

回火对Fe-Cr-Ni-Mo高强钢电子束焊接接头组织和力学性能的影响

对Fe-Cr-Ni-Mo高强钢进行电子束焊接,并对焊接接头进行不同温度回火处理,利用OM、SEM和TEM等研究了回火对焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明,焊态下焊缝金属组织为较粗大的板条马氏体,而热影响区则由较细的马氏体和少量的碳化物组成。高温回火后,在焊缝和热影响区均析出了大量的碳化物。硬度测试结果表明,焊态下焊缝金属和热影响区的硬度相当(分别为560 HV0.5和530 HV0.5),回火处理后硬度显著下降,但仍高于母材(415 HV0.5)。力学性能测试结果表明,焊接接头拉伸试样断裂位置均在母材,焊态下的焊缝冲击吸收能较差,为48 J;回火处理后焊缝金属的冲击吸收能显著提高,如600℃处理后焊缝金属的冲击吸收能为94 J。     

BHW35钢焊接接头高温冲击试验分析

BHW 35钢采用埋弧自动焊和焊条电弧焊,焊材为H10Mn2N iMoA及E7015-D2焊制的厚壁焊接接头,经正火、回火、消应力退火热处理后,对接头及母材实施了室温、100,200,350℃下缺口冲击试验,并进行了冲击断口、金相组织、硬度及化学成分分析.结果表明,接头硬度Hm ax埋弧焊为270.5 HV,电弧焊条焊为235.2 HV.探明随着温度升高,接头韧度较室温大幅度提高,冲击吸收功均出现峰值温度,埋弧焊接头为100℃,而焊条电弧焊接头为200℃,与母材变化规律相近.热影响区的韧度优于焊缝.焊条电弧焊的韧度优于埋弧焊.接头冲击吸收功室温在96.33 J以上,350℃下在120 J以上.结果表明,接头断口均为延性韧窝特征.冲击吸收功越高,断口韧窝撕裂特征越明显,韧窝越大,分布越不均匀.     

时效处理对Q345/316L异种焊接接头耐腐蚀性能的影响

采用焊条电弧焊(SMAW)对Q345/316L异种钢进行焊接,并对焊接接头进行不同温度的时效处理。在模拟常温高压海水环境中对不同时效处理的异种钢焊接接头开展腐蚀试验。研究时效处理对Q345/316L异种钢焊接接头耐腐蚀性能的影响。结果表明:经过450℃时效处理的异种钢焊接接头比250℃、600℃及不进行时效处理的焊接接头具有更好的耐腐蚀性能。同时经450℃的时效处理有利于焊缝奥氏体晶界处碳化物的溶解,缓解晶界的贫Cr现象,提高其耐腐蚀性能。此外,Q345/316L异种钢焊接接头在模拟海水腐蚀环境中的腐蚀产物主要是α-Fe和Fe OOH。     

热输入对液压支架Q690钢焊接接头组织与性能的影响

研究了焊接热输入对液压支架Q690钢焊接接头组织与性能的影响,并优化了Q690钢的焊接工艺。结果表明,4种焊接工艺下Q690钢焊接接头横截面上都未出现气孔、微裂纹以及未熔合等焊接缺陷,焊缝成形性较好;焊接线能量为12.24和16.15 k J/cm时焊缝组织都为贝氏体+针状铁素体,增加焊接线能量至18.24 k J/cm时焊缝组织为针状铁素体+少量先共析铁素体,而继续增加焊接线能量至21.25 k J/cm时焊缝组织为针状铁素体+块状铁素体;随着第3道焊接线能量的提高,Q690钢焊接接头的屈服强度和抗拉强度逐渐减小,而断后伸长率逐渐升高,断裂位置都位于热影响区;强塑积和-20℃冲击功呈现先增加而后降低的趋势,在第3道焊接线能量为18.24 k J/cm时取得最大值,此时的强塑积为10.68 GPa·%、-20℃冲击功为72.1 J;焊接线能量为18.24 k J/cm时,Q690钢焊接接头具有最佳的综合力学性能。     

正火工艺对含钼焊缝组织及性能的影响

为了研究正火温度变化对含钼焊缝组织及性能的影响,利用J707Ni和J607Ni焊条对Q345钢板进行接焊,并分别进行900、980、1050℃的正火处理,研究了正火温度对其焊缝显微组织和冲击韧性影响。结果表明:采用J707Ni、J607Ni焊条焊接,经正火后焊缝金属主要为铁素体与珠光体;由于Mo能抑制珠光体转变,正火后J707Ni焊缝中的铁素体含量大于J607Ni;Mo可以通过细化晶粒来提高焊接接头的韧性,J707Ni的接头韧性优于J607Ni。     

9Cr-3W-3Co新型马氏体耐热钢焊接接头不同部位的显微组织和力学性能

采用焊条电弧焊(SMAW)对9Cr-3W-3Co新型马氏体耐热钢进行多层多道焊,通过OM,拉伸、冲击和显微硬度测试等试验,分析了焊接接头不同部位的显微组织和力学性能。结果表明,焊接接头上部和中部的焊缝金属主要由晶粒相对粗大的柱状晶和等轴晶组成,下部几乎全部由晶粒细小的等轴晶组成;焊缝上部和中部金属的显微组织为回火马氏体、大量碳化物颗粒和少量块状M-A组元,焊缝下部金属显微组织由回火马氏体、少量针状δ铁素体和弥散分布的碳化物颗粒组成;焊接接头不同部位的显微硬度分布规律基本一致,从母材经热影响区到焊缝,其硬度逐渐升高,下部焊缝金属的平均硬度为HV288,相对最高;焊接接头不同部位的拉伸和冲击性能存在明显差别,下部焊缝金属的抗拉强度最高(平均726.39 MPa),其冲击吸收功(平均23.3 J)高于母材的(20 J);而上部和中部焊缝金属的抗拉强度和冲击吸收功均低于母材的。     

热输入对F460Z高强钢埋弧焊焊接接头微观组织及性能的影响

研究了不同热输入条件下对F460Z高强钢微观组织及性能影响,结果表明,在不同焊接工艺条件埋弧焊焊缝区的金相组织为柱状晶组织;过热区为呈网状沿原奥氏体晶界分布块状先共析铁素体;细晶区为基体上均匀分布着细小碳化物的细小的铁素体;当道间温度为200℃时,随着热输入的增大,F460Z钢焊接接头-60℃冲击韧性呈先升高后降低趋势;当热输入从15 kJ/cm增大到50 kJ/cm,焊接接头各区的硬度值处于下降趋势。