石油化工用Hastelloy C276焊接接头组织特征及性能

文章采用OM、SEM等方法对C276合金激光焊接头的组织和性能展开了工艺研究。研究表明:该合金焊缝组织为奥氏体,其形貌与热输入密切相关;热影响区由长大粗化的等轴奥氏体晶粒和晶界析出物组成。对比4种参数的焊缝组织,发现热输入为30 J/mm的焊缝为细小奥氏体等轴晶和胞晶,随着热输入增加,焊缝中奥氏体逐渐转变为柱状晶。力学性能测试表明,焊缝为接头力学性能薄弱区域,焊缝强度、硬度和延伸率随热输入增加而降低。电化学测试表明,酸性环境的焊缝耐蚀性弱于母材的,且热输入越大,焊缝的耐蚀性越差。采用低热输入30 J/mm焊接的接头具有良好的塑性、强度和硬度配合,以及良好的耐蚀性。     

UNS N06625镍铬合金焊接工艺研究

分析了Gorgon液化天然气项目应用的UNS N06625镍铬合金管道的焊接性,并对该管道进行了焊接工艺评定试验,提出了控制焊接质量的措施。研究分析表明,UNS N06625镍铬合金焊接应采用较小的热输入,焊接工艺选用手工钨极氩弧焊和INCONEL Filler Metal 625焊丝,可以避免在焊接过程中出现热裂纹,使焊缝获得与母材良好匹配的性能。通过焊后无损检测和理化性能检测,UNS N06625镍铬合金焊缝性能符合标准要求。     

合金元素对X100级管线钢焊缝组织和性能的影响

采用不同合金成分的焊丝进行了X100级管线钢的焊接试验,对焊缝的力学性能及显微组织进行了分析,发现在进行X100级管线钢焊接时焊丝合金成分对焊缝力学性能和显微组织影响较大,采用含Mn、Cr、N i、Mo等合金元素较丰富的焊丝进行焊接时可以改变焊缝中的显微组织形貌,得到综合性能良好的焊接接头。     

X65/316L与AISI4130/Inconel625复合管焊接接头力学性能及腐蚀行为研究

采用ERNiCrMo-3焊丝成功焊接X65/316L与AISI4130/Inconel625复合管,研究了复合管焊接接头的力学性能和腐蚀行为。采用拉伸试验、全焊缝拉伸试验、冲击试验、硬度测试表征了焊接接头的力学性能。参照ASTM G39和ASTM G5的相应标准对复合管焊接接头进行了CO2应力腐蚀和电化学腐蚀性能测试。结果表明,复合管焊接接头的抗拉强度达到583 MPa,断裂发生在X65/316L母材处;焊缝屈服强度为441.4 MPa,抗拉强度为725.9 MPa,延伸率达到37.67%;在-10 ℃试验条件下,焊缝的冲击吸收功为157 J,接头硬度值呈现梯度过渡。复合管焊接试样经过CO2应力腐蚀试验后失重达标,在母材和焊缝处没有观察到裂纹;电化学腐蚀试验后焊缝和热影响区的耐蚀性与母材相当。     

X65管线钢焊接接头的显微组织和低温韧性研究

研究了X65管线钢焊接接头的显微组织和力学性能。试验结果表明，该钢焊接接头焊缝为典型的铁素体和少量的珠光体组织，HAZ（热影响区）含有侧板条铁素体。焊接接头的拉伸试验断裂部位在焊缝。焊接HAZ熔合线附近的硬度值最高，远离熔合线硬度降低，并逐渐接近母材金属的硬度，从冲击结果和上述的硬度结果可以看出，焊接接头有良好的冲击韧性。焊缝和母材属于“低强度”匹配。焊接接头和母材都具有良好的力学性能，焊缝的断裂韧度相对优于热影响区。     

热输入对超级双相不锈钢焊接接头组织和性能的影响

采用钨极氩弧焊根焊、热焊、手工电弧焊填充盖面的方式,以不同的热输入进行双相不锈钢S31803管材焊接试验,对焊接接头的冲击韧性、微观组织、相比例和耐点蚀能力研究分析。结果表明,母材、热影响区和焊缝区域奥氏体组织的形状存在差异;在一定范围内,随着热输入的增加,焊缝区域铁素体含量减少,韧性提高,耐点蚀性能提升;合适的热输入能够实现对铁素体和奥氏体相比例的控制,得到性能良好的焊接接头,对于双相不锈钢焊接具有较好的指导作用。     

异种金属摩擦焊油管接头性能分析

通过对 73.02 mm×5.51 mm的摩擦焊异种金属油管的理化性能及整管上/卸扣性能进行研究,分析了焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明,异种金属摩擦焊接方法是一种提高油管接头力学性能的有效连接方法,降低了油管加工难度和制造成本,提高了生产效率和产品质量。在异种金属摩擦焊焊缝横截面处,油管管体与外加厚短接呈良好的混合状态,两种金属形成了金属间化合物,使焊缝内部区域具有较高的硬度。同时由于外加厚短接与油管管体焊接形成塑性结合能有效提高焊缝的冲击性能,使焊缝冲击性能高于管体。油管在上/卸扣过程中,摩擦焊缝完好,螺纹接头无粘扣现象,表明异种金属摩擦焊油管接头具有良好的抗扭转能力且抗粘扣性能良好。     

低温环境下输油管线钢焊接性能试验研究

在低温环境条件下进行输油管线钢焊接施工时,焊缝冷却速度较快,影响焊缝金属的结晶形态和焊缝金属中的杂质含量,从而影响焊缝和热影响区的力学性能。我国在环境温度低于-5℃下的管道焊接技术还处于探索阶段。按照国外焊接工艺规程,对-28℃～-15℃环境温度下X60输油管线钢焊接接头进行了力学性能试验。结果表明,低温环境对焊接接头的拉伸、面弯、背弯及刻槽锤断、硬度性能影响不明显;但对低温冲击韧性值有较大的影响,当层间温度小于55℃时,焊接接头的低温冲击韧性值出现一定的离散性,说明较快的焊缝冷却速度使焊缝金属的韧脆转变温度升高。     

ASTM A240UNS S32101双相不锈钢SMAW焊接工艺研究

针对ASTM A240 UNS S32101双相不锈钢的性能特点和焊接特性,采用手工电弧焊接(SMAW),选用合理的焊接材料,调整焊接工艺和技术措施,严格控制层间温度和焊接热输入,焊接后焊缝及热影响区获得了与母材较为相近、比例适当的铁素体和奥氏体双相组织,焊接接头具有良好的力学性能.并通过焊接工艺评定试验,验证了SMAW焊接方法的可行性和有效性,确定了ASTM A240 UNS S32101双相不锈钢合理的SMAW焊接工艺,为现场焊接提供了指导.     

不锈钢焊接接头中铁素体含量影响因素的试验研究

焊接接头中一定的铁素体不仅能增强焊缝金属的抗热裂纹性能,而且可以提高焊缝的强度,但铁素体含量过高对焊缝的低温韧性又很不利,因此铁素体含量需控制在一定范围内。本文主要研究焊接要素对不锈钢焊接接头铁素体含量的影响规律,通过试验得出结论,适当增加焊接线能量及严格控制层间温度,对控制焊缝铁素体含量是有益的,同时控制焊材熔敷金属铁素体含量对于控制焊接接头铁素体含量更有效。     

耐硫酸露点腐蚀用Q345NS超大管径螺旋埋弧焊管的开发

采用低C、低S,添加Cr、Cu、Sb等合金元素和洁净化冶炼、控轧控冷工艺生产的耐硫酸露点腐蚀用Q345NS热轧卷板,通过优化成型器结构和焊接工艺参数,选用耐酸性焊接材料,控制焊接热输入、钢管成型残余应力等措施,开发出了耐硫酸露点腐蚀用Q345NS超大管径螺旋埋弧焊管,并对其化学成分、显微组织、力学性能、耐酸性能进行了检测。结果表明,焊管管体屈服强度为374～398 MPa,抗拉强度为498～526 MPa,焊缝抗拉强度为510～531 MPa,管体、焊缝及热影响区夏比冲击试验韧脆转变温度分别达到-50 ℃、-30 ℃、-30 ℃;按照GB/T 28907—2012附录A规定进行均匀腐蚀全浸试验,在温度20 ℃、硫酸浓度20%、全浸24 h以及温度70 ℃、硫酸浓度50%、全浸24 h两种试验条件下,与Q235B材质相比,Q345NS螺旋钢管耐硫酸露点腐蚀性能具有明显的优势;该钢管表现出良好的力学性能和耐酸性能。     

LZ91镁锂合金薄板焊接工艺及接头组织性能研究

为了研究焊接电流对LZ91镁锂合金焊接接头组织和性能的影响,采用三种不同焊接电流（60 A、70 A、80 A）的脉冲钨极氩弧焊对1 mm厚的LZ91镁锂合金薄板进行了焊接,并利用金相光学显微镜、扫描电子显微镜、XRD、显微硬度仪和拉伸试验对焊接接头的微观结构和力学性能进行了表征,利用电化学工作站测试焊缝的耐腐蚀能力。结果表明：三种焊接电流条件下,焊接接头熔合良好,均无明显裂纹、气孔等焊接缺陷;其中70 A、80 A焊接电流的焊缝区较热影响区具有更小的晶粒;硬度以焊缝区最高,热影响区次之,均高于母材;焊接接头的抗拉强度均高于母材,其中焊接电流70 A时拉伸性能最佳,抗拉强度达到最大值125.20 MPa,伸长率保持在母材的35%以上;经电化学测试,在70 A焊接电流条件下得到的焊缝耐腐蚀能力最强。     

焊后热处理对12Cr18Ni9与Q355D异种钢焊接接头硬度和耐蚀性的影响

针对奥氏体不锈钢12Cr18Ni9与低合金钢Q355D的焊接,采用E308L-16和E309L-16两种不同型号的焊条进行了焊接工艺试验,并对焊接接头进行了450℃、 650℃和850℃不同温度的焊后热处理。利用金相显微镜、维氏硬度计和晶间腐蚀试验对焊接接头组织和性能进行了分析。结果显示,焊缝微观组织主要由奥氏体和少量的铁素体组成;焊缝和12Cr18Ni9母材硬度随着热处理温度升高而不断下降,Q355D母材硬度随热处理温度的升高呈现先降后升的趋势;650℃热处理的焊缝晶间腐蚀最为严重,450℃和850℃热处理的焊缝晶间腐蚀相对较轻。研究表明,焊接材料及焊接工艺的选择较为合理,热处理温度对焊缝与母材的硬度和抗腐蚀性能有一定的影响,焊后热处理温度应该避免晶间腐蚀最严重的温度650℃。     

X65/2205耐蚀合金内衬管焊接工艺开发及焊接接头耐蚀性研究

根据X65/2205耐蚀合金内衬管焊接特点,开发了一种钨极氩弧焊焊接工艺。对内衬管焊接接头进行了显微组织分析、点蚀试验,抗H2S应力腐蚀开裂试验(SSCC)分析。结果表明:焊接接头HAZ的显微组织靠母材一侧为粗大的奥氏体晶粒,靠焊缝一侧为奥氏体基体上分布着铁素体;根部焊缝的显微组织为奥氏体基体上分布着铁素体。经过72h的点蚀试验后,对根部焊缝而言,钨极氩弧焊背部免充气保护焊接工艺得到的根部焊缝的耐腐蚀性与相邻的根部母材相当。经过720 h SSCC试验后,焊接接头均未发生开裂。     

X65MS耐酸性埋弧焊管的研制

采用低C、低Mn、微合金化设计和洁净化冶炼、控轧控冷工艺制造的X65MS耐酸性热轧卷板．通过优化焊接工艺参数、采用耐酸性焊接材料、控制焊接热输入、控制钢管成型残余应力等,开发出了X65MS耐酸性埋弧焊管,并对焊管管体和焊缝组织性能进行了研究。研究结果表明,焊管管体的屈服强度为460～465MPa,抗拉强度为555～565MPa,焊缝抗拉强度为605-610MPa,管体和焊缝的硬度均小于250HV10,0℃下母材冲击功大于230J,焊缝冲击功大于130J;按照NACE-0284标准进行HIC测试,母材、焊缝和热影响区裂纹敏感率（CSR）、裂纹长度率（CLR）和裂纹厚度率（CTR）均为零;按照NACE-0177标准进行SSCC测试,采用A溶液,在72％,80％和90％三种载荷下．均未出现断裂,管材表现出良好的力学性能和耐酸性。     

抗酸性X70MS直缝埋弧焊管的研制

采用低C、低Mn、合金化设计和超洁净化冶炼制造的X70MS抗酸性钢板,通过控制焊接接头硬度、焊接热输入以及钢管残余应力等,开发制造出了X70MS抗酸性直缝埋弧焊管,并对焊管管体和焊缝组织性能进行了研究。结果表明,管体和焊缝的硬度均小于250HV10,0℃下母材冲击功大于410 J,焊接接头冲击功大于168 J;按照NACE-0284标准进行HIC测试,管母和焊接接头裂纹敏感率(CSR)、裂纹长度率(CLR)及裂纹厚度率(CTR)均为0;按照NACE-0177标准进行SSCC测试,采用A溶液,在72%ReL及90%ReL载荷下,管母和焊接接头均未出现断裂,管材表现出良好的力学性能和耐酸性。     

UNS S31803双相不锈钢的TIP TIG焊接工艺

为了研究TIP TIG焊接工艺在UNS S31803双相不锈钢焊接中的应用,采用TIP TIG焊接工艺在纯Ar气体环境下对UNS S31803双相不锈钢进行焊接,测量并分析焊接接头的力学性能。结果表明,焊接接头具有较好的强度、塑性和韧性,焊接接头的力学性能满足相关标准要求;焊接接头显微组织均为奥氏体+铁素体,未见其他金属间化合物和析出相产生;焊缝区的铁素体含量平均为42.5%,热影响区铁素体含量的平均为47%,焊缝和热影响区的铁素体含量均符合相关要求;点腐蚀速率未超过4.0 g/(m²·d),满足项目规格书的要求,焊接接头耐腐蚀性能较好。结果表明,采用TIP TIG焊接工艺可提高UNS S31803双相不锈钢的焊接质量,改善焊接接头的力学性能。     

42CrMo与Q345D锻焊齿轮焊接工艺研究

为了提高42CrMo与Q345D异种钢的焊接质量以及焊接接头与母材的匹配度,对42CrMo与Q345D锻焊齿轮进行了埋弧焊接试验及焊接工艺评定。中碳调质钢42CrMo综合性能好,用于锻焊齿轮的齿圈中,而Q345D钢具有较好的低温(-20℃)冲击特性,同时具有一定的强度,用于腹板。评定结果显示,焊接接头拉伸、弯曲、冲击等检测结果均满足AWS D1.1:2010标准要求;焊缝及热影响区均未出现马氏体、魏氏组织等异常组织。研究表明,选择合适的焊接材料及焊接工艺,并严格控制热输入,可获得良好的焊接接头,从而达到与母材强度的良好匹配,降低焊接裂纹倾向;该试验形成的焊接工艺指导书,可用于指导车间焊接生产。     

ASTM A519 Gr.4130SR表面堆焊Inconel625镍基合金焊接工艺研究

为了使ASTM A519 Gr.4130SR钢材表面堆焊Inconel625镍基合金焊接接头的硬度等力学性能及化学成分符合标准要求,应用手工氩弧焊（GTAW）,采用合适的焊接参数在Φ140 mm×18.41 mmASTM A519 Gr.4130SR钢管表面堆焊Inconel625镍基合金,并对焊接接头进行焊后热处理。焊后按标准要求对焊接接头进行弯曲试验、硬度试验及堆焊层化学成分分析。试验结果表明,堆焊焊接接头力学性能及堆焊层化学成分满足相关焊接工艺评定标准的要求,焊接方法、焊接材料、焊接工艺参数及焊后热处理工艺合理。