X90钢级管线钢预精焊接头的性能研究

为综合研究X90管线钢的焊接性,选用国内某钢厂轧制的X90管线钢卷板,利用预精焊工艺制备试验钢管4根,采用金相分析、扫描电镜(SEM)断口分析、夏比V型缺口冲击试验、拉伸、弯曲、硬度等试验,研究了焊接接头各个区域的组织和性能.试验结果表明:内外焊缝区组织均为针状铁素体,热影响区(HAZ)粗晶区晶粒粗化严重,主要组织为粒状贝氏体和贝氏体铁素体,在原奥氏体晶界和贝氏体板条内部存在块状或条状的(马氏体-奥氏体)M-A组元;HAZ冲击功离散性较大,出现了单值较低(45 J)的试样,SEM断口分析呈现典型的解理断裂特征;焊接接头抗拉强度805~815 MPa,断裂位置均在HAZ;焊接接头反弯试样易在HAZ出现裂纹和脆断现象;HAZ硬度在220~250 HV之间,较母材下降30 HV左右.HAZ是X90预精焊钢管焊接接头的薄弱环节,为提高X90管线钢的焊接稳定性,应重点研究精焊内外热循环双热影响亚区的组织转变和脆化机理.     

X100级管线钢焊接粗晶区微观组织预测

采用Gleeble3500热-力学模拟试验机,研究了在不同焊接热循环条件下,X100级管线钢焊接粗晶区组织形态的变化规律.实验结果表明,X100级管线钢焊接粗晶区组织主要有粗大的粒状贝氏体、贝氏体铁素体和马氏体.当焊后冷却速度低于2℃/s时,焊接粗晶区组织为粒状贝氏体;当焊后冷却速度为2～5℃/s时,组织为贝氏体铁素体;当焊后冷却速度高于5℃/s时,粗晶区开始出现马氏体组织.     

690 MPa级低合金高强钢焊接接头组织性能

为探讨690 MPa级低合金高强钢焊接接头组织与性能的关系,采用手工电弧焊(SMAW)和埋弧焊(SAW)获得成形良好的焊接接头,经过拉伸、冲击、弯曲试验及光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析,对两种焊接方法的接头组织性能进行研究.结果表明:两种焊接方法的焊缝组织主要为板条状贝氏体和少量针状铁素体,粗晶区为粗大贝氏体和少量马氏体;焊缝中含有大量分布均匀的微小球形夹杂物;两种焊接方法所得焊接接头都具有较高力学性能,-50℃的冲击断口形貌为韧窝、准解理混合型;埋弧焊焊缝冲击韧性低于手工电弧焊,手工电弧焊熔合线处冲击吸收功小于埋弧焊,但随距熔合线距离增加其值增加更快.显微组织和夹杂物是影响接头性能的主要因素.     

管线钢在役焊接热影响区显微组织的热模拟研究

为探讨在役焊接这种严酷的焊接条件下管线钢焊接热影响区显微组织的变化,采用焊接热模拟技术、金相分析及透射电镜对比研究了X70管线钢在役焊接热影响区和常规焊接热影响区的金相组织和精细结构.结果表明,在役焊接的快速冷却只对粗晶区的金相组织产生了较大影响,而对过渡区、细晶区和类母材区的金相组织几乎没有影响.金相显微镜下两者粗晶区的组织均为贝氏体铁素体和粒状贝氏体,但各组织的形态和数量不同.在透射电镜下观察,两者粗晶区的精细结构有较大差异,在役焊接粗晶区生成了少量细小的横穿贝氏体铁素体板条的板条马氏体,常规焊接粗晶区生成了少量的块状铁素体组织.     

超细晶Q460高强钢焊接接头组织与韧性研究

采用手工焊条电弧焊和熔化极活性气体保护焊对超细晶Q460钢进行了焊接,分析表征了焊接接头的组织结构、显微硬度和冲击韧性的变化规律。研究结果表明,采用E5515焊条焊接,焊缝金属主要为先共析铁素体、多边形铁素体与少量珠光体。采用ER55-G焊丝,熔化极活性气体保护焊,焊缝金属主要由针状铁素体和少量多边形铁素体组成,焊丝中Ti元素的添加有利于获得针状铁素体组织。采用较小的焊接线能量,超细晶Q460钢热影响区粗晶区组织为粒状贝氏体组织。焊缝金属的显微硬度高于热影响区和母材的显微硬度,热影响区未出现软化现象。冲击试验表明,焊缝金属和热影响区均具有较高的冲击韧性,而且热影响区的韧性高于焊缝金属的韧性。     

X100管线钢焊接接头组织对其断裂性能的影响

通过调整焊接线能量研究了X100管线钢CO2气体保护药芯焊焊接接头的组织及其对维氏显微硬度和断裂韧性(CTOD)的影响规律.结果表明:和15kJ/cm焊接线能量相比,30kJ/cm线能量下焊接接头的显微硬度较低,粗晶区的断裂韧性也较低,其主要原因是30kJ/cmm焊接线能量下组织中的贝氏体含量减小使得材料强度降低.     

低碳贝氏体钢双面埋弧焊接头的组织和低温韧性

对低碳贝氏体钢进行双面埋弧焊焊接,并用光学显微镜和PSW750型示波冲击试验机对焊接接头进行表征,研究了钢的显微组织和低温韧性。结果表明:低碳贝氏体钢双面埋弧焊后,焊缝区的组织为针状铁素体和粒状贝氏体;HAZ的组织为贝氏体铁素体和粒状贝氏体;HAZ熔合线附近的硬度最高,远离熔合线硬度降低并逐渐接近母材金属的硬度;随着温度的降低焊接过程中的凝固偏析、高度集中的位错源来不及松弛应力集中以及分布在晶界上的Ti、Mo等微合金元素形成的碳氮化物,导致焊接接头焊缝区和HAZ韧性降低并在-20℃和-60℃发生韧脆转变。     

热输入对Q1100钢焊接接头低温韧性及耐蚀性能的影响

采用10 kJ/cm和15 kJ/cm两种焊接热输入对Q1100超高强钢进行熔化极气体保护焊,研究焊接接头的组织性能及局部腐蚀行为。结果表明：两种热输入焊接接头的焊缝组织主要为针状铁素体和少量的粒状贝氏体,粗晶区组织均为板条贝氏体,细晶区组织均为板条贝氏体和粒状贝氏体,临界相变区组织为多边形铁素体、马奥岛和碳化物的混合组织。两种热输入焊接接头中电荷转移电阻均为母材>热影响区>焊缝区,母材耐蚀性最好,热影响区次之,焊缝区耐蚀性最差。在腐蚀过程中,焊缝区作为阳极最先被腐蚀,当腐蚀一定时间后,腐蚀位置发生改变,阳极腐蚀区域转移到母材区,而焊缝区作为阴极得到保护。热输入为10 kJ/cm时,焊接接头具有更好的低温韧性和耐蚀性,其焊缝和热影响区-40℃冲击功分别为46.5 J和30.2 J。     

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.     

10CrNiCu钢激光-MAG复合焊热循环及组织特性研究

采用热电偶测温技术测量了激光-MAG复合焊及常规MAG焊接头粗晶区热循环曲线,并通过金相显微镜对比分析了两种焊接接头粗晶区组织特征。研究结果表明:与常规MAG焊相比,HLAW热循环加热及冷却速度较大,高温停留时间短,呈陡升陡降特征;粗晶区主要由粒状贝氏体、贝氏体、贝氏体基体上析出粒状碳化物组织及细小板条状马氏体组成;M-A岛含量较少,以细小颗粒状弥散分布在铁素体基体上。     

10CrNi5MoV钢厚板窄间隙熔化极气保焊研究

以10CrNi5MoV钢为研究对象,进行了窄间隙熔化极气保焊对接试验,并对焊接接头的力学性能、金相组织和显微硬度进行了分析。结果表明,焊接接头具有良好的综合力学性能,焊缝组织以贝氏体为主,并有少量的针状铁素体和粒状贝氏体,过热区组织主要是贝氏体,最高硬度出现在焊接热影响区。     

高强度结构钢及其接头热影响区的疲劳及断裂性能分析

采用焊条电弧焊对48 mm厚高强度结构钢进行焊接,对焊接接头热影响区疲劳裂纹扩展门槛值ΔK_th、裂纹扩展速率da/dN和断裂韧度K_IC进行研究并与基体进行对比。结果表明,在室温下,焊接接头热影响区具有更好的疲劳和断裂性能;随着与熔合线距离的增大,热影响区的组织依次为粗大板条状贝氏体+奥氏体薄膜、细粒状贝氏体、回火索氏体+细粒状贝氏体,硬度逐渐下降;在室温下,焊接接头热影响区和基体冲击韧性均位于上平台。热影响区的残余奥氏体薄膜和硬度较高的贝氏体是影响其疲劳和断裂性能的重要因素。      

590 MPa级高强钢双面双弧立焊焊缝组织性能

为研究590 MPa级高强钢双面双弧工艺得到的焊接接头组织与性能的关系,采用钨极氩弧焊(TIG)与熔化极气体保护焊(MAG)方法获得成型良好的焊接接头,经过拉伸、冲击、弯曲试验及光学显微镜、扫描电镜、EBSD分析,对590 MPa级高强钢双面双弧立焊打底焊与盖面焊焊接接头的组织及性能进行了研究.结果表明:打底焊缝组织主要为贝氏体,盖面焊缝组织以贝氏体与针状铁素体为主;打底焊缝经历过一次热循环后组织得到一定程度的细化;打底焊缝硬度值与盖面焊缝相近,盖面焊缝热影响区最高硬度值高于打底焊缝热影响区最高硬度;2 mm坡口间隙性能较5 mm坡口间隙有较大提高,2 mm坡口间隙断口以韧窝断裂为主,5 mm坡口间隙断口以解理断裂为主.     

NM360钢与Q345钢异种钢焊接接头组织与性能研究

为了解NM360钢与异种钢焊接应用过程中焊接接头的力学性能,本文对NM360调质钢和Q345热轧钢采用气体保护焊进行异种钢焊接,对焊接接头进行了力学性能试验及微观组织观察,并分析了NM360钢ICHAZ的软化机理.研究表明:Q345热轧钢焊接接头CGHAZ组织为贝氏体+魏氏组织,为HAZ硬度值最高的区域,FGHAZ和ICHAZ组织为P+F;NM360调质钢焊接接头CGHAZ组织为低碳马氏体,FGHAZ组织为低碳马氏体+少量的粒状贝氏体,晶粒细小,为HAZ硬度值最高的区域,ICHAZ组织为回火马氏体+铁素体+粒状贝氏体,铁素体组织是造成ICHAZ硬度值大幅度降低的原因.     

焊接方法对10Ni5CrMoV钢接头疲劳性能的影响

针对屈服强度为785MPa级别的10Ni5CrMoV钢,分别采用焊条手工焊、气体保护焊和埋弧焊三种方法在其表面堆焊单层焊并设计成板状疲劳试样,研究三种焊接方法对10Ni5CrMoV钢接头疲劳性能的影响。结果表明:对于堆焊单层焊道试样,焊址处应力集中程度对疲劳启裂寿命起主要作用,随应力集中程度的增大,疲劳启裂寿命减小。焊条手工焊、埋弧焊和气体保护焊三种焊接方法中,气体保护焊焊趾处应力集中程度最大,疲劳启裂寿命最低;焊条手工焊焊趾处应力集中程度最小,疲劳启裂寿命最高。     

高强钢焊接接头显微组织的研究进展

综述了热输入、合金元素、冷却速率和应变速率对高强钢焊接接头显微组织的影响和高温共聚焦显微镜原位观察高强钢显微组织的最新研究进展,总结了高强钢焊接接头粗晶热影响区显微组织的转变机理.结果表明:通过延长冷却时间、减少热输入量、控制合金元素的含量和采用预处理提高应变速率等方法,可以调控高强钢焊接接头显微组织中马氏体、粒状贝氏...     

X70大变形管环焊接头及断裂机制研究

目的基于应变设计大变形管线环焊接头热影响区的软化问题,解决制约管线安装质量和服役寿命等难题。方法通过显微硬度测试、微观组织分析,研究了X70大变形管接头热影响区的软化原因,并利用数字相关法研究了焊接接头拉伸过程中的断裂机制,还对焊接接头热影响区进行了激光增强探索。结果 X70焊接接头热影响区粗晶区的最大硬度损失达HV0.239;软化区最大应变达到37%以上;经过热影响区激光重熔后,X70钢焊接接头抗拉强度可提高10%以上,断裂位置均位于母材。结论 X70焊接接头热影响区粗晶区存在明显的软化;拉伸过程中在软化区出现了明显的应变集中,是X70焊接接头断裂于近缝区的主要原因;焊接接头热影响区粗晶区粗大的粒状贝氏体和铁素体导致了焊接接头热影响区的软化。