电站锅炉内异种钢焊接接头的改进工艺

1.问题的提出 电站锅炉中存在大量奥氏体不锈钢与珠光体耐热钢异种钢焊接接头。由于这两种材料的化学成分与力学性能相差颇大,接头始终是设备中的薄弱环节,通常在使用10年之后就陆续出现断裂失效,造成机组停炉、停机的重大损失。 为了提高异种钢焊接接头的使用寿命,我们在接头失效机理研究的基础上提出了在不锈钢与耐热钢之间增加一个过渡管段的方案。下面就以常见的奥氏体不锈钢SUS304(相当于0Cr19Ni9)与珠光体耐热钢G102(即12Cr2MoWVTiB)为例,在二     

电站锅炉内异种钢焊接接头的工艺改进

1　前言电站锅炉的高温过热器、再热器结构中 ,存在奥氏体不锈钢与珠光体耐热钢异种钢焊接接头。由于这两类材料的化学成分与力学性能差异颇大 ,其接头始终是设备中的薄弱环节 ,通常在使用十年之后就陆续出现失效或断裂 ,造成机组停炉停机[1] 。为了提高焊接接头的使用寿命 ,我们在接头失效机理研究的基础上提出在不锈钢与耐热钢之间增加一个过渡管段的方案。以常见的奥氏体不锈钢ＳＵＳ30 4 (相当于 0Ｃｒ19Ｎｉ9)与珠光体耐热钢Ｇ10 2(即 12Ｃｒ2ＭｏＷＶＴｉＢ)为例 ,在二者之间加入Ｔ91过渡段。Ｔ91为改良型的 9Ｇｒ - 1Ｍｏ钢 ,具有良…     

P25与16Mn异种钢焊接工艺分析

分析P25耐热钢和16Mn低合金钢的焊接工艺特点,制定了合理的焊接工艺,采取适当的工艺措施控制焊接变形及应力,获得了满意的效果。     

铝合金/黄铜异种金属电弧熔钎焊

采用Zn-15%Al实芯焊丝开展了铝合金/黄铜TIG熔钎焊搭接试验,并对接头力学性能、显微组织和界面层成分进行了测试分析。测试结果发现,焊态下,接头抗拉强度为164MPa;热处理后,接头抗拉强度为160MPa。分析结果表明,热处理后焊缝中的枝晶组织长大,部分柱状晶从界面层脱落进入焊缝,恶化了接头性能。界面层中的金属间化合物主要由CuZn5相组成,以柱状晶向焊缝生长。     

铝/钢异种金属MIG电弧熔-钎焊接界面应力演变数值分析

基于搭接结构造成的电弧热源非对称分布和过热熔滴热焓的热作用特征,建立非对称型四椭圆面热源和均匀体热源的组合热源,并基于热-弹-塑性有限元理论,数值分析1 mm厚5052铝合金和2 mm厚镀锌钢搭接接头MIG电弧熔-钎焊接应力应变场演变,讨论残余应力分布特征.计算结果表明,随着到焊缝中心的距离增加,镀锌钢母材近钎焊缝区域...     

用性能梯度曲线研究异种钢焊接接头性能

介绍了微型剪切试验的性能参数，阐述了微型剪切试验与拉伸试验、断裂力学试验之间的关系，重点研究了用性能梯度曲线评定异种钢焊接接头的性能。结果表明，性能梯度曲线能定量、连续地描述焊接接头各区力学性能值及其变化规律，特别是焊缝区金属性能值的变化。微型剪切试验为异种钢焊接工艺的评定提供了一个有效的新方法。     

激光功率对铝/钢激光对接熔钎焊接头组织与性能的影响

以Er2319焊丝为钎料,在不同激光功率（1.0～1.4kW）下对6061-T6铝合金和Q235A镀锌钢进行激光对接熔钎焊,研究了激光功率对接头显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：在1.1～1.3kW激光功率下均可实现铝合金和钢的有效连接,激光功率为1.2kW时的成形质量最好;1.1,1.2kW激光功率下焊缝区组织为大量的等轴晶以及少量的破碎枝晶,1.3kW激光功率下则以粗大的针状晶为主;1.2kW激光功率下接头界面处的金属间化合物层厚度小于1.1kW激光功率下;接头的抗拉强度随着激光功率的增加呈先升后降的趋势,1.2kW激光功率下的抗拉强度最大,为107.42 MPa,断裂类型为韧脆混合断裂。     

铜-钢异种金属材料的焊接工艺

分析了某型塔类压力容器铜—钢复合板简体与紫铜接管组焊的可焊性和容易出现的焊接技术问题及产生的焊接缺陷，并介绍了防止焊接缺陷产生的工艺措施及焊接生产该结构的工艺方法。通过合理地选择焊接材料、焊接方法、加工方案等措施来解决此类铜—钢异种金属材料压力容器结构的焊接及提高焊缝强度、密封性、耐腐蚀性能和焊缝焊接质量等一系列问题的工艺方法。     

起重机械滑轮异种钢机器人焊接工艺研究

提出了新型的滑轮机器人焊接制造技术,介绍了滑轮异种钢机器人焊接工艺,重点解决了异种金属焊接工艺复杂、低合金高强钢焊接裂纹倾向严重、机器人打底焊易产生未熔合缺陷、填充焊时焊缝成形质量不良等诸多焊接技术难点和要点。采用此套机器人焊接工艺进行滑轮制造,焊接质量稳定,制造生产成本降低,产生了明显的经济效益。     

气载钎剂辅助钢/铝激光熔钎焊工艺与组织

为解决钢/铝异种金属熔钎焊过程中液态金属铝在固态钢表面润湿性差的问题,提出一种气载钎剂辅助钢/铝异种金属激光熔钎焊的新方法。采用不锈钢与5052铝合金作为母材,分别进行激光填丝与无丝搭接熔钎焊试验。研究焊接线能量对接头润湿角、接头力学性能的影响,分析有无焊丝情况下接头典型微观组织。结果表明,气载钎剂辅助不锈钢/铝合金异种金属激光熔钎焊能有效解决液态金属在不锈钢表面的润湿铺展性问题。填丝搭接熔钎焊得到的接头润湿角最小值为37°,接头拉伸强度最大达到132.8 MPa,约为铝合金强度(211.7 MPa)的62.7%;无丝搭接熔钎焊得到的接头润湿角最小值为18.8°,接头拉伸强度最大达到109.2 MPa,约为铝合金强度的51.6%。在填丝、无丝焊接时,钢侧界面均会形成Fe2Al5与Fe Al3两层金属间化合物(Intermetallic compounds,IMCs)。     

Al-Cu合金片对钢/铝异种金属激光-MIG复合焊接头组织和性能的影响

采用PLC系统控制的激光-MIG复合焊接工艺对Q890钢/6063铝合金进行异种金属焊接,研究了钢侧坡口表面添加Al-Cu合金片对接头显微组织、硬度和拉伸性能的影响。结果表明:激光-MIG复合焊接接头具有典型的熔钎焊特征;未添加Al-Cu合金片的接头界面层由舌状相Fe2Al5和粗大针状相Fe4Al13组成,厚度约18μm,添加Al-Cu合金片后由舌状相(Fe,Cu)2Al5和细小絮状相(Fe,Cu)4Al13组成,厚度约为9μm,焊缝区与热影响区的组织与未添加Al-Cu合金片时的相似;添加Al-Cu合金片的接头界面层硬度比未添加Al-Cu合金片的低约59HV;添加Al-Cu合金片的焊接接头的抗拉强度比未添加Al-Cu合金片的提高了109.8%,未添加和添加Al-Cu合金片的焊接接头均在界面层断裂。     

液压翻转机翻转机构的异种钢材焊接

通过SUS304不锈钢板和30#钢异种钢材的焊接技术和焊接材料的论述,解决了焊接制造技术过程中产生的难点。使技术改造顺利进行,提高了产品包装效率。也为机械行业提供了一般焊接工艺的典型范例,取得了一定的社会效益。     

6061/A356异种铝合金脉冲MIG搭接焊*

利用直流脉冲MIG焊接技术,进行6061变形铝合金与A356铸造铝合金板材的搭接焊接,并分析接头的力学性能、微观组织及元素分布。拉伸试验结果表明,当A356铸造铝合金板在上,6061变形铝合金板在下,焊枪行走速度为10 mm/s时,搭接接头抗拉强度最高,为95 MPa。接头拉伸试样的断裂位置都位于焊缝区,断裂形式主要为混合型断裂。微观组织及元素分析结果表明,在A356铝合金一侧的部分熔融区内发生Fe和Mg元素偏聚,形成了片状Al-Fe-Si相和颗粒状Al-Fe-Mg-Si相,这两种富Fe相会削弱接头性能。在6061铝合金一侧的部分熔融区内产生了晶界液化,形成了Al-Mg-Si-Cu相+Al固溶体贫化区的液化组织,且该相周围有Fe元素偏聚。三角区是接头中最薄弱的位置,接头拉伸试样均起裂于此并最终断裂于焊缝。     

铜箔中间层对铝/钢异种金属激光对接焊接头质量的影响

采用添加铜箔中间层方式对08Al钢与5083铝合金进行激光对接焊试验,试验过程中将光斑偏向钢一侧。以焊缝成形质量为标准,获得了最优的焊接工艺参数组合。采用金相显微镜和扫描电镜分析铜箔中间层对界面处熔合情况、元素分布及焊缝各区域微观组织结构的影响。研究结果表明,当光束偏移距离为0.4 mm,离焦量为0 mm,激光功率为2 kW,焊接速度为10 mm/s,保护气He流量为15 L/min时焊缝表面连续、平整,无飞溅、夹杂和咬边等缺陷,背部熔透均匀,焊缝成形质量最佳。添加的铜箔中间层形成铝和钢之间的过渡桥梁,使对接面处铝/钢物理性质过渡平缓,有效降低了界面处液态金属的温度梯度和热传递速度,液态熔池的高温停留时间延长使得下部金属获得更多的有效热量,熔化量显著增加。焊缝截面形状从T形转变为两头宽中间窄的近似X形,界面处熔合线呈现不规则的弯曲状,铝/钢相互咬合,连接紧密。铜箔中间层抑制了Al元素向钢侧焊缝的扩散,铁素体晶粒内第二相粒子明显减少。铝/铜/钢接头断裂形式为解理断裂和准解理断裂相混合,界面处生成了(Fe,Cu)4Al13、(Fe,Cu)2Al5和CuAl2脆性相,是限制接头强度提升的主要原因。     

基于激光——MIG复合热源的5A02铝合金/镀锌钢熔——钎焊

基于激光--MIG复合热源焊接技术实现了5A02铝合金/镀锌钢异种金属板材的优质、高效熔-钎焊接,并对焊缝的成形、接头性能及微观结构作了分析.分析结果表明,该焊接技术可以实现5A02铝合金/镀锌钢的高速熔-钎焊接,最高焊接速度可达5 m/min,焊接接头中镀锌钢母材未发生熔化,铝焊缝与镀锌钢母材为钎焊连接;焊接接头的抗拉强度可达153.1 Mpa,约为5A02铝合金母材抗拉强度的75.7%,接近于该铝合金熔化焊接头的强度;拉伸试验中试样断裂在焊缝铝合金母材热影响区,接头的断裂主要是塑性断裂,但有脆性断裂的痕迹.对接头的组织和结构进行分析表明:焊缝钎接界面处生成了一薄层Al-Fe金属间化合物,化合物层的平均厚度约为1.51μm,生成的金属间化合物主要为Fe3Al、FeAl2、Fe2A15、FeAl3,并且在这些化合物的周围会产生Si元素的富集.     

异种钢焊接在核电压力容器制造中的应用

介绍异种钢焊接在核电压力容器制造中的应用,对典型材料的组焊方法、焊接过程、热处理及探伤检验作详细说明。     

低碳合金钢及焊接接头断裂韧度的温度效应

利用Hopkinson压杆装置对某低碳合金钢及焊接接头不同温度下动态断裂韧度进行了测试,给出了试验温度控制方程,分析了温度对断裂韧度的影响.结果表明:在应力波加载(K≈106 MPa·m1/2/s)条件下,母材和焊缝断裂韧度降低;但是同一温度下母材的断裂韧度高于焊缝,原因主要是组织状态对应变速率敏感性不同;同时在分析该钢母材和焊缝断裂韧度温度效应的基础上,建立了应力波加载下母材和焊缝的断裂特征分析图,给出了温度、板厚和断裂韧度之间的关系.     

关于0Cr18Ni9与20R、16MnR异种钢埋弧焊焊接工艺的探讨

埋弧焊由于其外观成型好、效率高，在各个领域广泛应用，在0Cr18Ni9与20R和16MnR异种钢焊接时，也采用了埋弧焊，首先根据JB／T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》选用H1Cr24Ni13焊丝和HJ260焊剂，结果出现了裂纹，后改用HOCr21Ni10焊丝，采用基本相同的焊接规范，没有出现裂纹，且力学试验合格。     

珠光体-奥氏体异种钢焊接接头中碳迁移的跟踪观测

利用场发射枪超高分辨扫描电镜（FESEM）和能谱仪（EDS）,跟踪研究了珠光体-奥氏体异种钢焊接接头中熔合区的碳迁移现象。结果表明：接头在焊后热处理过程中,熔合区附近发生明显的碳迁移现象。随着热处理时间的延长,类马氏体层的宽度并无明显的变化;但在不同宽度的类马氏体层中,碳迁移呈现不同的行为,相比窄类马氏体层,碳在宽类马氏体层中的迁移速度更快。