Q345B厚钢板对接接头显微组织分析及力学性能测试

为评价Q345B厚钢板焊接接头的力学性能,使用MAG焊和埋弧焊工艺对67 mm厚的试板进行焊接,并对焊接接头各区域进行金相组织分析及力学性能测试,包含拉伸、弯曲、常温冲击和低温冲击测试。结果表明,焊接工艺得到的焊接接头成形良好,缺陷较少,其中埋弧焊焊缝呈现粗大的柱状晶,为先共析铁素体和针状铁素体,MAG焊焊缝为先共析铁素体和针状珠光体,埋弧焊层间组织晶粒较均匀,为片状珠光体及铁素体;焊接接头屈服强度平均值为349 MPa,抗拉强度平均值为440 MPa,断后伸长率平均为29.3%;弯曲角90°时,不同位置的弯曲试样均未出现裂纹;除存在气孔的试样外,常温冲击吸收功大于100 J,低温冲击吸收能量大于65 J。总体来看,该工艺得到的焊接接头力学性能良好,能够满足技术要求。     

Q345B厚钢板对接接头显微组织分析及力学性能测试北大核心

为评价Q345B厚钢板焊接接头的力学性能,使用MAG焊和埋弧焊工艺对67 mm厚的试板进行焊接,并对焊接接头各区域进行金相组织分析及力学性能测试,包含拉伸、弯曲、常温冲击和低温冲击测试。结果表明,焊接工艺得到的焊接接头成形良好,缺陷较少,其中埋弧焊焊缝呈现粗大的柱状晶,为先共析铁素体和针状铁素体,MAG焊焊缝为先共析铁素体和针状珠光体,埋弧焊层间组织晶粒较均匀,为片状珠光体及铁素体;焊接接头屈服强度平均值为349 MPa,抗拉强度平均值为440 MPa,断后伸长率平均为29.3%;弯曲角90°时,不同位置的弯曲试样均未出现裂纹;除存在气孔的试样外,常温冲击吸收功大于100 J,低温冲击吸收能量大于65 J。总体来看,该工艺得到的焊接接头力学性能良好,能够满足技术要求。     

美标A588 GR.A钢焊接接头组织与性能研究

采用气体保护焊方法,对鞍钢集团生产的厚6 mm和厚12 mm的美标A588 GR. A钢的焊接接头组织和性能进行了研究。2种厚度的钢板经焊接后,接头拉伸、弯曲性能合格,低温冲击韧性良好,其中厚12 mm钢板焊接接头各个区域的冲击韧性更优。2种厚度焊板的焊缝组织均为先共析铁素体+针状铁素体,热影响区组织主要为板条贝氏体+粒状贝氏体的混合组织。板厚不同造成的焊后高温停留时间的不同导致了2种厚度钢板的热影响区组织粗化程度不同,这也是造成2种板厚焊接接头各区域冲击吸收功差异明显的主要原因。     

大间隙FAB埋弧焊焊接试验及接头性能

对两种相同成分、不同厚度的DH36船用钢板进行大间隙不同填充材料的FAB埋弧焊接试验,分析焊接接头力学性能和微观组织特点。结果表明:采用FAB埋弧焊打底及埋弧焊填充盖面的工艺焊接后的接头抗拉强度、弯曲性能、硬度值、冲击韧性等性能指标都能满足规范要求;焊缝中心是整个接头冲击韧性最薄弱位置,表面焊缝中心采用多层多道焊接,其冲击值高于根部;填充材料碎焊丝和铁粉成分不同,但对于根部焊缝中心冲击值的影响不大;母材采用TMCP工艺制造及低碳成分设计,热影响区组织粗化不明显,冲击韧性良好。     

B、Ni对低裂纹敏感性钢焊接性能的影响

对屈服强度为600 MPa的低裂纹敏感性钢采用埋弧焊法进行焊接实验,对焊接接头试样进行取样并分析其显微组织,检测其维氏硬度和低温冲击。实验结果表明:粗晶热影响区有较高的维氏显微硬度值,显微组织以粗大粒状贝氏体为主,并且位错密度较高;焊缝区和细晶区的显微组织主要为针状铁素体+先共析铁素体;B元素偏析使原始奥氏体晶粒在冷却过程中形成BN,导致晶界脆化;Ni在一定程度上有利于提高韧性;粗大贝氏体显微组织一定程度上恶化粗晶热影响区的冲击韧性,使焊接接头低温冲击端口呈局部脆性断裂。     

12Cr2Mo1R耐热钢/304不锈钢异种钢焊接

采用AA-TIG焊打底埋弧焊填充盖面的方法,进行了12Cr2Mo1R耐热钢和304不锈钢两种大厚板的对接焊研究。通过对焊接接头微观组织及元素分布的观察及对接头硬度、拉伸性能、冲击韧性和弯曲性能的测试,分析了接头的组织和力学性能。结果表明,不锈钢热影响区为奥氏体基体和少量带状铁素体;耐热钢热影响区为贝氏体和马氏体;焊缝为奥氏体和铁素体。线扫描分析发现不锈钢侧熔合区Fe, Ni元素变化较大,而耐热钢侧Fe, Ni, Cr元素明显变化;显微硬度结果显示,焊缝硬度在220 HV左右,耐热钢热影响区出现明显的硬化现象;接头的抗拉强度最高达到678 MPa,-30 ℃条件下焊缝及不锈钢和耐热钢热影响区的冲击吸收能量为132 J, 124 J, 241 J。     

D32钢FCB埋弧焊焊接接头组织分析

采用FCB焊对20 mm厚的D32高强度船体结构钢板使用不同的焊剂进行焊接,得到不同的焊接接头。总结了FCB焊焊接接头的结晶生长方式,并对比分析了使用不同焊剂的两种焊接接头的微观组织形貌和化学组成。结果表明:使用NSH-55EM焊剂所得焊接接头的组织主要是针状铁素体和珠光体;使用55E-6/B-5焊剂所得焊接接头的组织主要由先共析铁素体、侧板条铁素体及少量针状铁素体、珠光体组成;所得焊缝金属的Mn/Si值55E-6/B-5焊剂比NSH-55EM焊剂的低,合金元素Ti、B和Ni过渡焊缝中较少,使焊缝组织不同,从而引起性能差别较大。     

FAB法埋弧自动焊DH36钢接头性能研究

在DH36钢坡口中分别添加纯铁粉和含Ti-B合金粉,采用FAB法埋弧自动焊接DH36钢板,对DH36焊接接头性能进行研究。研究结果表明:与坡口添加纯铁粉相比,添加Ti-B合金元素,DH36焊接接头抗拉强度、屈服强度和断后伸长率均满足使用要求,低温冲击韧性明显提高,0℃时KV为131.00J,-20℃时KV为87.00J,-40℃时KV为52.5J,通过对接头微观组织分析可知,低温冲击韧性提高根本原因是过渡到焊缝中的Ti-B元素形成夹杂物诱导晶内针状铁素体形成且针状铁素体呈相互交叉联锁状。     

20g与P91异种金属焊接接头组织及其性能分析

通过对20g和P91异种金属进行埋弧自动焊试验,研究了焊接接头各区域包括母材、热影响区和焊缝的显微组织,并对焊接接头进行了硬度测试、拉伸试验和冲击试验等力学性能测试。结果表明,20g侧焊缝组织为珠光体和针状铁素体,P91侧焊缝组织是块状铁素体、珠光体以及马氏体;焊缝区的显微硬度值要明显高于两侧母材以及热影响区的显微硬度值;焊缝金属的抗拉强度要明显高于两侧母材的抗拉强度,断裂位置发生在母材20g侧;接头20g侧母材、焊缝区和P91侧母材的冲击功分别185.2、239.6和13.0 J,表明焊缝的冲击韧性明显高于两侧母材的冲击韧性,但是和焊前相比较,20g侧母材焊后冲击韧性得到大幅提高,而P91侧母材焊后冲击韧性显著降低。     

X65管线钢管闪光焊接接头组织及低温冲击韧性的研究

针对石油天然气输送常用的X65管线钢管进行闪光焊接工艺试验,测试了闪光焊接接头各区域的低温冲击韧性。采用光学金相显微镜、电子显微分析技术研究闪光焊接热循环对X65管线钢接头组织和韧性的影响。结果表明,X65管线钢管闪光焊接接头焊缝成形良好。焊态下,接头各区域的-40℃低温冲击功较低,焊缝区冲击功仅为11.6J,只有母材的27%。经过焊后热处理,接头的冲击韧性有所改善,焊缝冲击功可以达到母材的55%。接头焊缝组织为粗大块状铁素体、针状铁素体和层片状珠光体,热处理后晶粒细化。     

热轧E36钢中板埋弧焊接头的组织与力学性能

通过拉伸、冲击和金相检验等试验方法对热轧态E36钢12mm中板埋弧焊接头的力学性能与显微组织进行了研究。结果表明：采用H10Mn2焊丝＋SJ101烧结焊剂对E36钢中板进行焊接时,接头具有较高的抗拉强度和较好的低温冲击韧性;焊缝组织主要为针状铁素体、先共析铁素体和少量粒状贝氏体;热影响区组织主要为铁素体、珠光体和少量针状铁素体,针状铁素体是接头具有良好力学性能的主要原因。     

热输入对高钼Q420钢焊接接头组织和性能的影响

通过拉伸实验、硬度试验、冲击试验和组织观察研究热输入对高钼Q420钢CO2气体保护焊焊接接头组织与性能的影响,借助Image Pro-Plus 6.0软件测量了焊缝中先共析铁素体、侧板条铁素体和针状铁素体的体积分数比例。结果表明:随着焊接热输入的增加,先共析铁素体和侧板条铁素体组织的含量均逐渐减少,针状铁素体逐渐增加;当焊接热输入为11.68 k J·cm-1时,针状铁素体体积分数达到最大值81.31%。随着针状铁素体体积分数的增加,焊缝金属的低温冲击韧性增加。     

热输入对海洋工程用钢EQ56焊缝组织和力学性能的影响

研究了埋弧焊焊接热输入对海洋工程用钢EQ56焊缝组织与力学性能的影响。结果表明,热输入在2.0～4.1 kJ/mm时,焊缝组织均以针状铁素体为主,还有少量的先共析铁素体和侧板条铁素体。随着热输入增大,针状铁素体含量下降,先共析铁素体和侧板条铁素体含量增加,接头的屈服强度和抗拉强度增大,伸长率下降,焊缝冲击韧性下降。冲击断口形貌均是以准解理为主的混合断裂,热输入越小,微小孔洞越多,韧性越好。     

Q345D钢埋弧焊接头组织与性能

以厚度为15 mm的Q345D钢为母材,开单面V型坡口,采用埋弧焊多层焊的焊接方法,选用合适的焊接参数,焊接三层。对焊接接头进行无损检测,未发现裂纹、气孔、夹渣等缺陷。分析焊接接头的显微组织,焊缝组织为铁素体+珠光体,铁素体主要由细晶铁素体和针状铁素体组成;热影响区较窄,组织较细小。并对焊接接头进行拉伸、弯曲和抗低温冲击等力学性能测试,焊缝的抗拉强度明显高于母材,180°弯曲时焊接接头无裂纹,热影响区和焊缝冲击吸收功均高于母材。研究结果表明,采用此焊接方法和参数施焊得到的焊接接头具有较好的强度和韧性,能够满足工作要求。     

准贝氏体耐磨钢板埋弧焊焊接接头组织和力学性能研究

研究了新型高强度准贝氏体耐磨钢板埋弧焊焊接接头的组织和力学性能，结果表明，埋弧焊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，热影响区组织为准贝氏体，焊接接头具有良好的强韧性。     

母材熔合作用对EQ51海工钢焊缝组织及韧性的影响

文中采用示波冲击,EBSD,SEM研究了母材元素含量、坡口形式、焊接热输入对海洋工程用钢EQ51焊缝组织转变、低温冲击韧性及焊接接头软化程度的影响规律.结果表明,C,Mn元素含量对焊缝组织类型、取向趋势起关键作用,含量由0.1%,1.5%分别调整为0.06%,1.3%,可保证焊缝组织由板条贝氏体转化为针状铁素体,组织止裂能力显著提高,冲击吸收功大于100 J;适当提高焊接热输入一定程度上可降低淬硬元素对韧性的不利影响;Ni,Mo元素含量对焊缝组织、韧性影响不大,主要决定焊接接头软化程度,Ni,Mo元素总添加量由0.7%下降到0.4%,软化区宽度由1 mm提高到2 mm,焊接接头抗拉强度由789 MPa降低到650 MPa.     

690 MPa级双丝埋弧焊接头的组织与性能

采用自主开发的抗拉强度690 MPa级埋弧焊丝对16.3 mm厚同等强度级别钢板进行了双面双丝埋弧焊接试验,研究了焊接接头的组织和性能。焊缝组织性能测试结果表明,先焊面焊缝由针状铁素体、粒状贝氏体、上贝氏体及少量M-A组元和晶界铁素体组成,而后焊面焊缝则由针状铁素体、多边形铁素体、上贝氏体及少量M-A组元组成;先焊面硬度值（247 HV5）高于后焊面（232 HV5）与先焊面存在的粒状贝氏体组织有关;先焊面和后焊面的-20 ℃小试样冲击吸收能量分别为106 J和119 J,先焊面较低的冲击吸收能量与其较低含量的针状铁素体及粒状贝氏体的存在有关。全焊缝力学性能测试结果表明,焊缝的抗拉强度768 MPa,-20 ℃韧性≥ 165 J,断后伸长率为20 %。热影响区组织性能测试结果表明：先焊面和后焊面的热影响区组织特征相似,其中粗晶区和临界再热粗晶区均由上贝氏体和粒状贝氏体组成,细晶区和临界区分别由多边形铁素体和M-A组元,以及上贝氏体、粒状贝氏体、多边形铁素体和M-A组元构成;上述各区域（粗晶区、临界再热粗晶区、细晶区和临界区）的硬度值分别为236、232、229和234 HV5,其中粗晶区硬度值最高、其-20 ℃冲击吸收能量≥ 169 J。上述焊缝区和热影响区的组织和性能测试表明：焊接接头具有较好的强度与低温冲击韧性匹配。     

Q390E钢埋弧焊焊接接头组织与性能

为了开发Q390E钢焊接工艺,首先对Q390E进行斜Y坡口抗裂性试验,以确定预热温度,然后进行埋弧焊对接试验,对焊后Q390E钢进行了焊接接头力学性能测试及金相组织观察分析.结果表明:Q390E钢抗裂性较好,焊前可不进行预热;焊缝处金相组织为先共析铁素体口(PF)+侧板条铁素体(FSP)+针状铁素体(AF),低温冲击韧性较差;热影响区粗晶区晶粒粗大,硬度较高,但没有出现淬硬组织,热影响区综合力学性能良好;焊接钢板室温拉伸、弯曲性能合格.     

焊接热输入对ULCB钢焊接接头组织性能的影响

采用自动埋弧焊机对超低碳贝氏体钢(ULCB钢)进行直缝双面焊双面成型焊接试验,分析了焊接热输入对其焊接接头组织及性能的影响。结果表明:焊缝显微组织主要是针状铁素体和粒状贝氏体,这两种相组成和相比例,极大地影响了接头的强韧性。随着焊接热输入增大,焊缝区针状铁素体含量先减少后增加,粒状贝氏体含量先增大后减少,热影响区晶粒变得粗大,ULCB钢接头强韧性呈现一定规律的变化。在较小的焊接线能量(24.81 k J/cm)下,焊接接头具有优良的强韧性,抗拉强度达到803.63 MPa,为母材抗拉强度的94.3%,焊缝和热影响区冲击韧性分别为193、232 J。     

X70管线钢焊接接头调质处理后的低温冲击韧性

分别采用手工焊条电弧焊和单丝埋弧焊工艺焊接X70管线钢,对其焊接接头进行调质处理,研究焊接方法对调质处理后X70管线钢焊接接头力学性能、组织形貌、大角度晶界密度等的影响。结果表明:手工焊条电弧焊焊缝中心和热影响区的冲击吸收能量远高于单丝埋弧焊焊缝;单丝埋弧焊焊缝和热影响区组织中的粗大贝氏体板条束、大块状铁素体是降低其冲击吸收能量的主要原因,手工焊条电弧焊焊缝组织中的细小且按不同位向错综排列的针状铁素体以及较高的大角度晶界密度是提高其冲击吸收能量的主要原因。