EH40大热输入钢双丝窄间隙MAG焊接头组织与性能

利用双丝窄间隙MAG焊对84 mm厚EH40大热输入钢进行对接试验,对焊接接头的组织与力学性能进行考察分析,研究结果表明,双丝窄间隙MAG焊工艺适用于厚板大热输入船板钢的焊接,焊缝成形良好,未见宏观缺陷。焊接接头热影响区组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体与针状铁素体组织。接头抗拉强度近520 MPa,接近母材强度;试样弯曲180°,受拉面未见明显裂纹,双丝窄间隙MAG焊工艺可以获得力学性能优良的厚板EH40大热输入钢的焊接接头。     

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。     

大线能量埋弧焊DH36船板钢焊接接头的拉伸性能研究

以25 mm厚的DH36船板钢为研究对象,采用埋弧自动焊进行焊接试验。采用金相显微镜和扫描电镜等手段,观察焊接接头的宏观和微观组织形貌,对焊接接头试样进行了拉伸试验,分析了接头的拉伸性能。结果表明,焊接接头宏观组织分为焊缝、热影响区和母材三部分,且焊缝区有柱状晶。焊缝的微观组织为晶界的先共析铁素体、晶内针状铁素体和珠光体,距熔合线5 mm处热影响区组织由粗大的铁素体和珠光体组成。焊接接头的抗拉强度为544.75MPa,断裂位置为母材,断裂方式为塑性断裂,断口形貌以韧窝为主。     

微合金EH40型船板钢大热输入焊接接头组织和力学性能

通过拉伸、冲击、硬度力学试验和接头微观组织分析,对EH40船板钢大热输入埋弧焊的焊接性和接头性能进行了试验分析.结果表明,以热输入为40 kJ/cm和60 kJ/cm焊接,焊接热影响区粗晶区冲击吸收功值均最低,分别为116 J和80.5 J;焊接接头的强度均高于母材,焊接热影响区均未出现焊接软化区.当焊接热输入为40 kJ/cm时,粗晶区组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体、少量的块状铁素体,而焊接热输入为60 kJ/cm时,板条贝氏体明显减少,块状铁素体增多,并出现少量针状铁素体.Ti,Nb合金元素的碳氮化合物第二相粒子,在大焊接热输入时,很大程度上阻止粗晶区奥氏体晶粒的长大,改善了该区域的冲击性能.     

33mm X80M钢母材及环焊接头的微观组织和析出物分析

采用OM,SEM,TEM等手段对33 mm X80M钢的母材及环焊接头的微观组织和析出物的组织状态进行了分析。结果表明,母材组织以针状铁素体为主,含有少量的准多边形铁素体和M/A组织,析出物主要为Nb和Ti的碳氮化物。经过环焊后,热影响区的细晶区组织为多边形铁素体和粒状贝氏体,粗晶区组织为粒状贝氏体和针状铁素体,焊缝组织为准多边形铁素体和晶内针状铁素体。通过TEM观察,焊缝中薄膜状的M/A组织分布于板条贝氏体之间,析出物主要是AlN、TiN和Al2O3复合物。     

大线能量焊接DH36钢焊接热影响区组织与性能研究

利用双丝埋弧焊接试验,对比分析了传统DH36钢和大线能量焊接DH36船板钢焊接热影响区的组织与性能。结果表明,利用新型的Ti处理技术生产的大线能量DH36钢母材具有良好的强韧性和大线能量焊接性。经大线能量(100 kJ/cm)焊接后,传统DH36钢焊接热影响区低温韧性显著降低,不能满足指标要求(34 J)。大线能量DH36船板钢在50 kJ/cm和100 kJ/cm热输入焊接时均表现出良好的低温韧性,-20℃冲击功大于100 J。同传统的DH36钢相比,大线能量DH36钢焊接接头出现了软化区,但接头强度并未显著下降。总体上大线能量焊接DH36钢优越性在于:大线能量焊接时,焊接热影响区主要得到大量交错排列的晶内针状铁素体组织,热影响区硬度降低,低温韧性显著提高。     

Q345B钢等离子-MAG复合焊接头组织与力学性能

以10 mm的Q345B钢板为母材,开Y型坡口,使用等离子-MAG复合焊方法,进行单层单道焊接。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,焊缝区主要由铁素体和珠光体构成,先共析铁素体沿柱状晶界析出,晶内主要是针状铁素体和珠光体的混合物;焊接热影响区较窄,组织形态变化明显但晶粒尺寸有所改善。硬度试验显示,焊缝和热影响区的硬度高于母材。对焊接接头进行拉伸、弯曲和冲击等力学性能测试,结果表明,采用等离子-MAG复合焊接方法得到的接头强度和韧塑性良好。     

低温压力容器用钢16MnDR焊接接头显微组织和冲击性能

采用等强匹配原则利用焊条电弧焊对30 mm厚低温压力容器用钢16MnDR进行多层多道焊,对焊接接头进行微观组织分析,并通过低温冲击试验对焊接接头的冲击性能进行了表征。结果表明,焊接接头各个微区低温冲击功均符合16MnDR钢的力学性能要求,焊接工艺合理。母材的低温冲击韧性最高,热影响区的最低。热影响区少量的针状铁素体提高了组织韧性,在-40℃时其低温冲击功为88 J。-40℃热影响区断口形貌呈现准解理断裂特征,能谱分析表明热影响区出现成分偏析,在-60℃时呈现解理断裂特征,低温韧性显著降低。     

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X70级管线钢埋弧焊接头组织的影响

采用埋弧焊的方法,研究了热输入对X70钢接头组织的影响。采用OLYMPUS分析软件分析了焊接接头的宏观结构尺寸。采用OLYMPUS-PMG3金相显微镜对埋弧焊接头显微组织进行了观察。结果表明,由于X70级管线钢为采用控扎控冷工艺获得的细晶粒钢,焊接热影响区晶粒长大倾向严重。随着热输入的增加,热影响区宽度明显增加、母材和焊丝熔化量增加、焊缝深宽比减小;在单道焊的情况下,随着热输入的增加,侧板条铁素体含量增加,针状铁素体含量减小,不利于焊接接头性能的提高。     

大热输入焊接EH36船板钢接头力学性能

以EH36高强度船板钢为研究对象,通过拉伸和冲击分析试验手段,对EH36船板钢不同热输入埋弧焊接头进行了力学性能测试,同时采用扫描电镜对冲击试样断口形貌进行分析.结果表明,所有断裂均发生在拉伸试样的母材区,EH36船板钢在大焊接热输入条件下,焊缝和焊接热影响区的强度好于母材,并没有出现热影响区软化现象;随着焊接热输入增加焊缝的冲击韧性降低,从焊缝和熔合区断口形貌来看,断裂类型为韧性断裂和准解理断裂的混合断裂.随着远离熔合线距离的增加,冲击吸收功有增加的趋势,在距离熔合线4 mm处的冲击吸收功跟母材接近,说明该位置处韧性基本不受焊接热循环的影响.     

921A钢激光-MAG复合焊接头组织及性能

针对6 mm厚的921A钢板,采用激光-MAG复合焊接工艺进行对接焊试验,并对焊接接头的显微组织、硬度、拉伸性能、耐腐蚀性能等进行了分析。结果表明,采用激光-MAG复合焊工艺可获得成形连续美观的焊接接头,无未熔合、裂纹、气孔等缺陷;焊缝组织为针状铁素体、少量沿晶界析出的先共析铁素体及长条状贝氏体,热影响区组织为马氏体;焊接接头的拉伸性能和冲击性能均符合国家标准要求,焊缝强度高于母材,但塑韧性低于母材。峰值硬度在热影响区,为315 HV,焊缝硬度约为280 HV,符合最高硬度不得超过410 HV的规定。焊缝耐电化学腐蚀性能最强,母材次之,热影响区最低;激光和MAG电弧2种热源共同作用区域的组织分布更加均匀,硬度及耐腐蚀性能较激光单独作用区域有了明显改善。创新点： 采用激光-MAG复合焊实现了6 mm厚度921A钢板无缺陷对接焊的一次焊接成形。焊缝晶粒更加细化,分布更加均匀;焊缝抗拉强度、硬度、电化学腐蚀性能均高于母材,冲击吸收能量满足船级社要求。     

低合金高强钢大热输入焊接热影响区组织性能

利用MMS-200热力模拟试验机研究了610 MPa级低合金高强度钢不同热输入焊接热影响区粗晶区(coarse grain high affected zone,CGHAZ)的组织和性能.结果表明,随着热输入的增加,试验钢CGHAZ组织逐渐粗大,低温冲击吸收功下降,但在80～100kJ/cm的大热输入冲击下,热影响区仍...     

大线能量焊接EH36船板钢FCB焊接接头组织与性能

对工业化试制的32 mm厚大线能量船板钢EH36进行热输入为228 k J/cm的FCB法焊接试验,并研究了焊接接头的组织和力学性能。结果表明:焊接热影响区的过热粗晶区原奥氏体晶粒尺寸达到300~500μm,组织主要由少量晶界铁素体和晶内形核铁素体(约60%~80%)组成,是该区焊接时峰值温度达到δ相转变温度以上并停留较长时间造成的,并给出δ相转变温度及奥氏体晶粒尺寸与峰值温度之间的关系;粗晶区由15~30μm的多边形铁素体与3~10μm的针状铁素体(10%~20%)构成;细晶区包含10~20μm的多边形铁素体和小于等于10μm的珠光体;临界区表现为混晶组织。焊接接头热影响区的冲击功A_(kv)≥100 J(-20℃),拉伸试样断裂于母材,接头性能满足要求。     

低合金高强钢激光电弧复合焊热模拟热影响区组织与冲击韧性

研制了一种Mn-Si-Ni-Cr系实心焊丝,用于新型船用440 MPa级低合金高强度(HSLA)钢焊接,采用热输入11.5,16.5和21.5 kJ/cm对该钢材进行了熔化极活性气体保护电弧焊,并使用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等设备重点研究了热输入对焊缝组织及性能的影响. 结果表明,随着热输入的增大,焊缝组织先以粒状贝氏体和板条贝氏体为主转变为以针状铁素体为主,再转变为以针状铁素体、侧板条铁素体和先共析铁素体为主,而且焊缝中M-A组元含量、直径大于 1 μm的夹杂物占比和夹杂物的平均直径均逐渐增大;随着热输入的增大,焊缝硬度不断减小,焊缝、熔合线和熔合线 + 2 mm处的冲击韧性均先增大后减小,同时焊缝的耐腐蚀性能也先增大后减小;3种焊接接头的板拉伸弯曲试样均在母材处断裂,弯曲试样均完好.     

不同保护气体对无磁钢20Mn23AlV焊接接头组织及力学性能的影响

采用φ(Ar)97％+φ(CO2)3％和φ(Ar)97.5％+φ(CO2)2.5％两种保护气体对厚12?mm的20Mn23AlV无磁钢板进行焊接,对比不同保护气体下20Mn23AlV无磁钢焊接接头的显微组织及力学性能.结果表明:采用φ(Ar)97.5％+φ(CO2)2.5％保护气体焊接的试板焊缝表面成形更优,焊缝内部气...     

Effect of thermal cycle on microstructure and mechanical properties of CLAM steel weld CGHAZ

Abstract

Based on the previous work of SHCCT diagram developing of China low activation martensitic (CLAM) steel, the effect of thermal cycle on the microstructure and mechanical properties of CLAM steel weld is investigated using physical thermal simulation (Gleeble 3500) to control heat input accurately. Three conditions including single layer, double layer welding and post-weld heat treatment (PWHT) are involved. The results show that higher cooling rate leads to better grain refinement but higher hardness in the coarse grained heat affected zone. Precipitation of delta ferrite is relatively severe when the cooling rate is low. Thermal cycle during double layer welding has an obvious weakening effect on mechanical properties, which mainly results from the larger quantity of delta ferrite precipitates. The microstructure and mechanical properties of CLAM steel joints can be improved by PWHT. Hardness of heat-affected zone tends to keep uniform with the increase of tempering temperature.     

热输入对BWELDY960Q钢焊接接头组织性能的影响

采用MAG焊方法焊接低合金高强度钢BWELDY960Q,在不同焊接工艺参数下获得焊接接头,研究焊接热输入对焊接接头组织性能的影响. 结果表明,随着焊接热输入的提高,焊缝中针状铁素体的体积分数呈现先增加后减少的趋势,当焊接热输入为12.32 kJ/cm时,焊缝中获得的针状铁素体所占的比例达到最大值. 针状铁素体数量的增加,提高了焊缝和熔合区的冲击吸收功、焊接接头的抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率. 焊缝冲击断口呈韧窝花样,等轴韧窝与抛物线韧窝交替分布. 熔合区冲击断口呈解理特征,解理台阶层次明显,并存在较多的撕裂棱.     

10Ni3CrMoV钢CO2激光多层焊的接头组织与性能

与传统电弧焊相比,激光焊接厚板优势明显。采用纯激光焊和激光电弧复合焊等多道焊接技术实现了28 mm厚10Ni3CrMoV钢的高效焊接,采用光学显微镜分析焊缝、热影响区和焊缝重叠区的组织,激光复合焊缝组织主要为针状铁素体,纯激光焊缝、粗晶区和细晶区组织主要为板条马氏体,激光复合焊缝重叠区组织为粒状贝氏体+马氏体,纯激光焊缝和激光复合焊缝重叠区组织为马氏体+少量粒状贝氏体。测试了焊接接头的力学性能,结果表明,激光复合焊缝金属的冲击韧性较高,焊接接头的抗拉强度和屈服强度与母材相当,延伸率略小于母材,焊接接头的最大硬度小于360 HV,弯曲性能合格。     

X80大变形钢管环焊缝试验研究

采用E9018-G焊条手工电弧根焊,用低组配药芯焊丝自保护焊和高组配焊条手工电弧焊填充盖面工艺焊接了X80钢级大变形钢管环焊缝,对环焊缝接头进行力学性能测试和金相观察分析。结果表明,两种焊接工艺评定结果符合API Std．1104标准要求。采用低组配药芯自保护焊焊接的焊缝冲击功和裂纹尖端张开位移值比采用高组配焊条手工电弧焊焊接的高。前者的焊缝组织为PF(多边化铁素体)+P(珠光体),后者的焊缝组织为 PF+IAF(针状铁索体)+P。二者熔合区的组织均为粒状贝氏体,粗晶区和细晶区没有淬硬马氏体组织出现,保证了热影响区具有很好的断裂韧性。