不同合金成分的T91/316L焊缝在550℃高流速液态铅铋共晶合金中的腐蚀行为

T91/316L异种钢焊缝在高流速液态铅铋共晶合金(LBE)中的腐蚀是T91和316L钢在未来核电领域应用中所面临的重要挑战。利用ER309L、ER316L和ERNiCr-3三种不同焊丝获得了T91/316L异种钢焊缝,采用自主设计的旋转腐蚀试验装置研究其在550℃高流速(相对流速2.98 m/s)液态LBE中的腐蚀。三种焊缝经过300 h、600 h和900 h的腐蚀试验后,腐蚀表面均表现出明显的方向性。焊缝在高流速液态LBE中的腐蚀机理主要为焊缝基体中Fe、Cr、Ni元素和LBE中Pb、Bi、O元素的溶解与迁移。由于不同元素的溶解度以及所形成氧化物相的稳定程度不同,最终在焊缝表面形成了由疏松外氧化层和致密内氧化物层构成的双层结构。三种焊丝中,利用309L焊丝所得的焊缝的耐高流速LBE腐蚀性最好,利用316L焊丝所得的焊缝次之,利用NiCr-3焊丝所得的焊缝最差。经焊后再热处理所得的焊缝具有更好的耐高流速LBE腐蚀性。     

13MnNiMoNbR与00Cr19Ni10异种钢焊接接头的组织与性能

首先将H309L焊丝堆焊在13MnNiMoNbR钢板坡口上,再将堆焊后的13MnNiMoNbR钢板与00Cr19Ni10钢板用H308L焊丝填充焊接,得到了13MnNiMoNbR与00Cr19Ni10异种钢焊接接头,并对接头的显微组织及硬度进行了分析。结果表明：13MnNiMoNbR钢板侧熔合线附近出现了粗大的铁素体组织,形成脱碳层,而H309L焊缝侧的奥氏体堆焊层熔合线附近出现了黑色的非常细小的碳化物析出层;由于碳化物的析出或是固溶碳,使H309L焊缝侧增碳层处的硬度明显升高。     

不同填充材料下316LN/Inconel 718异种激光焊接头的显微组织与力学性能

目的研究不同填充材料下316LN/Inconel 718异种激光焊接接头的显微组织、显微硬度及室温拉伸性能。方法分别对316LN/Inconel 718异种材料在不填充焊丝、填充ER316LMn焊丝和填充HGH4169焊丝的情况下进行激光对接试验。采用XJP-2C型倒置光学显微镜观察不同填充材料下接头的显微组织,401MVD型数显显微硬度计测量不同填充材料下接头显微硬度,WDW-100型万能电子试验机测量不同填充材料下接头的室温拉伸抗拉强度,最终,对不同填充材料下316LN/Inconel718激光焊接接头的显微组织和力学性能进行对比分析。结果不填充焊丝与填充ER316LMn焊丝时,可获得外观成形良好的焊接接头;填充HGH4169焊丝时,接头外观成形稍差,但力学性能较好;不填充焊丝时,焊缝组织主要为柱状树枝晶、胞状晶和等轴树枝晶,填充焊丝时,焊缝组织主要为柱状树枝晶和胞状晶。填充焊丝和不填充焊丝情况下,316LN侧熔合区均会产生分层现象,而Inconel 718侧熔合区分层现象则不明显;当填充HGH4169焊丝时,焊缝的显微硬度值与抗拉强度值最大,焊缝填充ER316LMn焊丝时次之,不填充焊丝时最小。接头抗拉强度最大值为764.59 MPa,接头断裂方式为典型的韧性断裂。结论填充焊丝较不填充焊丝时,接头的力学性能有所提高,且填充HGH4169焊丝时,接头的力学性能达到最佳,但焊缝的宏观成形难以控制。     

ER50-6焊丝激光焊接Q345B/304异种钢接头组织与性能

目的 研究异种钢激光填丝焊接工艺对焊接组织与性能的影响规律,以降低Q345B/304异种钢激光焊接的成本,扩大异种钢激光焊接的应用范围,使其能够满足使用要求,实现Q345B/304异种钢激光焊接低成本的产业化应用。方法 采用便宜的ER50-6碳钢焊丝代替价格高昂的ER308L不锈钢焊丝以及不锈钢药芯焊丝对Q345B/304异种钢进行激光焊接,主要采用填丝ER50-6焊丝对5 mm厚的Q345B/304异种钢板进行激光焊接,再结合焊缝区、熔合区及热影响区的纳观-微观-宏观多尺度表征和测试结果,研究不同工艺参数下焊接接头的组织与结构,同时结合焊接工艺参数和多尺度的表征结果,研究焊接接头硬度、焊缝中元素分布、物相特征、力学性能的变化规律。结果 当激光功率为4.5 kW、焊接速度为6 mm/s、焊丝直径为1.2 mm、装配间隙为1 mm、送丝速度为2.5 m/min时,焊缝成形最好,且在焊缝中没有出现大量的M23C6和σ等有害相,焊接接头的力学性能等也完全满足使用要求。结论 采用ER50-6焊丝对Q345B/304异种钢进行激光焊接,能够得到完全符合质量要求的焊接接头,且降低了焊接成本。     

核电站安全端焊后熔合线开裂原因

某核电站安全端在异种钢焊接后,其18MnD5低合金母材和E309L不锈钢堆焊层沿熔合线发生开裂。通过宏观分析、化学成分分析、力学性能试验、金相检验及微观分析等方法对该安全端焊后熔合线的开裂原因进行了分析。结果表明:由于焊接热输入过小,熔池温度不够,冷却速度过快,从而产生了马氏体淬硬组织,使得熔合线处产生应力集中,造成安全端18MnD5低合金母材和E309L不锈钢堆焊层之间发生开裂。同时主裂纹引起了不锈钢焊缝沿晶二次开裂,冷却速度过快加快了二次裂纹的萌生和扩展,从而加速了安全端熔合线的开裂。     

20Cr钢与B级钢焊接接头的组织和性能

采用低温冲击试验、拉伸试验、硬度试验以及金相分析等方法对ER50-6焊丝气体保护焊焊接20Cr钢与B级钢焊接接头的显微组织和性能进行了研究.结果表明,用ERS0-6焊丝气体保护焊焊接20Cr钢和B级钢可获得性能良好的焊接接头,其接头的强度不低于B级钢.焊缝组织为网状分布的先共析铁素体及少量无碳贝氏体;20Cr钢侧近缝区有无碳贝氏体及少量板条马氏体;在B级钢侧热影响区的块状铁素体基体上有少量粒状贝氏体.     

316L/S32101异种金属焊接接头的显微组织与力学性能研究

目的 研究乏燃料水池用钢板316L与覆板S32101双相不锈钢的焊接性、接头不同区域显微组织特征及接头与母材之间的性能差异.方法 利用氩弧焊接技术对5 mm厚的316L底板与3 mm厚的S32101覆板以搭接的形式进行焊接,利用金相显微镜、扫描电镜、维氏显微硬度仪和电子万能材料试验机对焊接接头的宏观形貌、显微组织以及力学性能进行研究.结果 316L/S32101焊缝组织主要由铁素体基体、晶界树枝状奥氏体以及晶内细小片状奥氏体所组成;316L侧靠近焊缝处存在一个较窄的熔合区,其组织由奥氏体基体和少许细小分散的铁素体组成,而S32101侧靠近焊缝处组织则由粗大铁素体晶粒和沿晶粒边界分布的若干小块状奥氏体组成.从316L母材区到焊缝区,硬度显著增大,而从焊缝区到S32101母材区,硬度变化很小;焊接接头的抗拉强度高达510 MPa,为两侧316L和S32101母材强度的87.9％和88.6％.结论 在焊接电流为240 A和焊接速度为300 mm/min的条件下,可以通过氩弧焊获得成形良好的搭接接头,且接头的力学性能优异.     

不锈钢与渗碳钢惯性摩擦焊接头的组织与性能

目的 研究0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢与20CrMnMo渗碳钢的惯性摩擦焊焊接接头的组织与力学性能。方法 通过金相、能谱分析、显微硬度、拉伸试验对焊接接头进行组织与力学性能分析。结果 焊接试样上0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢一侧飞边尺寸比20CrMnMo渗碳钢一侧飞边小;焊接接头熔合区仅为50 μm,熔合线附近元素扩散层很窄,其中0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢仍为奥氏体组织,20CrMnMo钢组织由铁素体与珠光体转变为马氏体与索氏体,20CrMnMo一侧热力影响区组织为细小的片状珠光体与铁素体;焊缝区的显微硬度为358HV,高于2种母材;焊接接头抗拉强度大于590 MPa,断后伸长率大于32%,断裂位置均在0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢母材一侧。结论 采用惯性摩擦焊工艺可实现不锈钢与渗碳钢的高强连接。     

固溶处理对304/Q245R焊接接头组织及性能的影响

为研究固溶处理对304奥氏体不锈钢和Q245R碳钢异种金属焊接接头显微组织及性能的影响,采用E309-16奥氏体不锈钢焊丝对6 mm厚的304/Q245R板材进行手工电弧焊,焊后使用箱式电阻炉对焊接接头进行固溶处理,对焊接接头进行显微组织观察和力学性能测试.结果表明:相对于固溶处理前,固溶处理后的接头焊缝组织为灰色奥氏体和黑色铁素体,枝晶偏析程度明显降低,Cr、Ni等合金元素分布较为均匀;焊缝和碳钢侧热影响区硬度值均有所提高,最高硬度值为304.59 HV,出现在焊缝位置;接头抗拉强度较高,达570 MPa,拉伸断裂发生在母材Q245R碳钢部位.另外,对焊缝进行XRD测定,未检测到不利于接头性能的相,这表明固溶处理后的异种金属接头性能良好,能够满足工程中的实际需求.     

焊丝成分对超高强装甲钢焊接接头组织与性能的影响

利用气体保护电弧焊工艺完成了4.5 mm和9.0 mm超高强装甲钢的焊接,研究了焊丝(MG70S-6和ER307Si焊丝)成分对接头组织与性能的影响,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等表征方法对焊接接头各区域进行微观组织和物相结构的分析,并测试了接头的硬度分布、拉伸性能和冲击韧性。结果表明,焊接接头成形质量良好,无明显未熔合、气孔、裂纹等缺陷,焊缝区组织为片状马氏体、针状铁素体和少量粒状贝氏体,完全淬火区组织为马氏体和贝氏体,不完全淬火区组织为马氏体和铁素体,回火区析出网状渗碳体。焊接接头的热影响区软化现象较为明显,接头难以达到与母材等强,断裂主要发生在焊缝区,呈现出脆性断裂特征。采用ER307Si焊丝焊接的9.0 mm装甲钢接头的焊缝室温冲击功达到94 J,完全满足使用要求。     

奥氏体耐热钢的焊接技术与工艺探讨

详细分析了奥氏体耐热钢的焊接特点,以及如何掌握该类耐热钢的核心焊接技术,合理控制铁素体与奥氏体的比例。介绍了在实际焊接中,奥氏体耐热钢主要焊接缺陷产生的种类与机理;在工艺上,总结了奥氏体耐热钢防止缺陷产生的主要措施。最后,指出了手工电弧焊的焊接工艺中,应当注意的关键点和要求坚持的一般焊接规范。     

奥氏体不锈钢A-TIG焊工艺研究

目的研究焊接参数对焊缝成形和接头宏观组织的影响。方法改变焊接电流、焊接速度、焊接电压以及活性剂中的一个参数,固定其他3个参数不变,对奥氏体不锈钢进行焊接,分析其接头宏观形貌、组织和力学性能。结果随着电流、电压的增加,焊接接头的熔深和熔宽都在增加,随着焊接速度的增加,焊接接头的熔深和熔宽都在降低,在相同参数下,将不同活性剂下的A-TIG焊接头的熔深和熔宽进行比较,发现涂敷C4活性剂接头熔深最大达到4.29mm,而常规TIG焊接头熔深为1.38mm,涂敷C4活性剂的接头熔深为TIG焊的3.11倍,且熔宽也有所减小。结论 C4活性剂A-TIG最佳工艺参数为:I=175 A,U=14 V,v=80 mm/min,此时能将6 mm板材焊透,成形良好,在此工艺下焊缝等轴晶范围最大,焊缝组织最为细小。相比于TIG焊,涂敷C4活性剂接头强度系数提升4.1%。     

15Mo3和15CrMo异种钢焊接

针对某天然气综合利用项目实施过程中出现的15Mo3与15CrMo的异种钢焊接问题,在相关规范的基础上,制定了焊接工艺、确定了焊接材料,并指导焊接工作对15Mo3和15CrMo钢管道进行了焊接。经检测,所得焊接接头的焊接性能达到了预期效果,且管道运行至今尚未发生泄漏事故,证明了所制定的焊接工艺是正确可行的。     

焊渣对镀锌汽车零件焊接缺陷的影响研究

目的研究白车身点焊过程中凸包缺陷产生的可能原因。方法利用电镜分析了缺陷的形状特征,用能谱分析其化学成分。在此基础上,用金相显微镜观察缺陷处的截面,发现与正常的金相结果比较,晶粒明显长大。结果观察到缺陷本身多呈现为灰褐色疤形,且与正常表面形貌完全不同,其化学成分主要为铁锰的氧化物,区别于正常的锌层表面。点焊过程中焊渣飞溅附着在零件表面上,其虽与零件基体连接并不紧密,却导致与之相接触的钢板基体中的铁素体晶粒尺寸变大,造成零件局部凸包变形。结论通过及时清除附着在零件表面的氧化物焊渣,优化焊接工艺,可有效减少凸包缺陷的产生。     

304H与310S异种钢焊接工艺及接头性能研究

为解决304H与310S在焊接过程中产生的裂纹问题,从焊接前焊材的选择、焊接时焊接方法与焊接工艺的制定,以及焊后焊接接头的力学性能和金相组织等多方面对两者的焊接性进行试验研究,得到了更加切合实际并能指导生产的焊接工艺.     

不锈钢薄板焊接裂纹成因分析

某不锈钢薄板在钎焊过程中产生裂纹,通过对裂纹表面的宏观形貌、微区形貌以及微区成分进行分析,查明了其开裂原因。结果表明:由于在钎焊过程中有铜粒子熔化渗入到不锈钢的晶粒边界,在晶粒边界形成脆性液膜,因此铜脆是导致该不锈钢薄板产生裂纹的主要原因。最后根据开裂原因提出了相应的改进措施和建议。     

2101双相不锈钢的焊接性能和焊接技术

对2101双相不锈钢的焊接性能进行了分析,并提出了几个关键的焊接技术,最后以12.7mm厚2101双相不锈钢板为例,进行了该材料的焊接工艺评定。结果表明:在合理的焊接方法和焊接参数下,2101双相不锈钢具有良好的焊接性能。     

汽车用钢板电阻点焊工艺参数优化选择方法

针对电阻点焊过程非线性、多变量耦合和存在随机不确定因素的特点,提出了用正交实验法优选汽车用钢板电阻点焊工艺参数,用较少的实验次数得到尽可能多的实验结果.通过分析各因素对电阻点焊质量的影响,可以方便地得到汽车用钢板电阻点焊的最佳工艺参数.     

316L不锈钢等离子弧焊接工艺研究

针对12 mm厚316L不锈钢对接接头进行等离子弧焊接(PAW)工艺试验,确定了等离子弧焊接参数。试验表明,316L不锈钢等离子弧焊接接头常规力学性能、弯曲工艺性能及晶间腐蚀试验符合相关标准要求。该工艺成功应用于某厂废水汽提塔项目,效果良好。     

不锈钢和钛合金异种金属焊接研究进展

不锈钢和钛合金异种焊接在化工、航空和核工业等领域均有广泛的应用,但不锈钢和钛合金因理化性能的差异,焊接界面常形成大量脆性金属间化合物,无法得到优质的焊接结果。以扩散焊、激光焊和电子束焊为主总结了不同焊接方法的工艺参数和接头组织成分对不锈钢和钛合金焊接质量的影响,展望了不锈钢与钛合金异种金属焊接的发展趋势。