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。     

焊接线能量对低碳贝氏体钢焊接接头性能的影响

根据低碳贝氏体钢焊接接头强韧性要求,选择所设计的一种烧结焊剂,采用不同的焊接线能量,对低碳贝氏体钢进行埋弧焊。通过金相分析和力学性能测试等方法,对其焊接接头的组织和性能进行了研究。结果表明:焊接线能量为26.86 kJ/cm时,焊接接头HAZ冲击韧性优异,达254 J,但焊缝区冲击韧性差,仅为86 J。而焊接线能量为29.45kJ/cm时,焊接接头的性能相对优异,焊缝区和HAZ的冲击功分别达167和159 J。在此焊接线能量下,焊缝区组织为粒状贝氏体,并且有弥散分布的夹杂物颗粒析出,单丝埋弧焊焊接线能量为29.45 k J/cm左右时最为适宜。     

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.     

热输入对液压支架Q690钢焊接接头组织与性能的影响

研究了焊接热输入对液压支架Q690钢焊接接头组织与性能的影响,并优化了Q690钢的焊接工艺。结果表明,4种焊接工艺下Q690钢焊接接头横截面上都未出现气孔、微裂纹以及未熔合等焊接缺陷,焊缝成形性较好;焊接线能量为12.24和16.15 k J/cm时焊缝组织都为贝氏体+针状铁素体,增加焊接线能量至18.24 k J/cm时焊缝组织为针状铁素体+少量先共析铁素体,而继续增加焊接线能量至21.25 k J/cm时焊缝组织为针状铁素体+块状铁素体;随着第3道焊接线能量的提高,Q690钢焊接接头的屈服强度和抗拉强度逐渐减小,而断后伸长率逐渐升高,断裂位置都位于热影响区;强塑积和-20℃冲击功呈现先增加而后降低的趋势,在第3道焊接线能量为18.24 k J/cm时取得最大值,此时的强塑积为10.68 GPa·%、-20℃冲击功为72.1 J;焊接线能量为18.24 k J/cm时,Q690钢焊接接头具有最佳的综合力学性能。     

多层多道焊接DH40船用钢接头组织及力学性能

使用药芯焊丝CO2焊,在多层多道焊条件下对大厚板DH40船用钢进行了焊接试验,并较为系统研究了接头组织及力学行为,重点探讨了焊接接头冲击韧性尤其是焊缝根部热影响区熔合线外5 mm区域冲击韧性严重衰减的原因.结果表明,焊接接头抗拉强度均高于母材,(大子母材抗拉强度515 MPa).弯曲试验所有样品均合格,满足塑性要求;采用CO2气体保护焊多层多道焊接DH40船用钢,易在焊缝根部热影响区熔合线外5 mm左右的狭窄范围内出现脆性带.其中“组织遗传”作用,造成晶粒粗大,是其冲击韧性下降的次要因素,该区域产生大量粒状贝氏体,是其冲击韧性严重衰减的根本原因.     

热输入对F460Z高强钢埋弧焊焊接接头微观组织及性能的影响

研究了不同热输入条件下对F460Z高强钢微观组织及性能影响,结果表明,在不同焊接工艺条件埋弧焊焊缝区的金相组织为柱状晶组织;过热区为呈网状沿原奥氏体晶界分布块状先共析铁素体;细晶区为基体上均匀分布着细小碳化物的细小的铁素体;当道间温度为200℃时,随着热输入的增大,F460Z钢焊接接头-60℃冲击韧性呈先升高后降低趋势;当热输入从15 kJ/cm增大到50 kJ/cm,焊接接头各区的硬度值处于下降趋势。     

海洋工程用F460Z高强钢大热输入埋弧焊接头性能研究

采用CHW-S3AB型焊丝匹配CHF102型烧结焊剂,在50 kJ/cm大热输入下进行埋弧自动焊焊接F460Z钢,研究F460Z钢焊接接头力学性能、金相组织和断口形貌.结果表明:当焊接电流为750 A、焊接电压为39 V、焊接速度为33.3 mm/min、预热温度为180℃时,可获得最优焊接接头,其抗拉强度为583 M...     

建筑工程用Q420D-Z15厚钢板对接埋弧焊工艺研究

本文对某建筑工程用Q420D—Z15厚度60mm钢板对接接头埋弧焊焊接工艺进行研究，经过对不同的焊接热输入条件下，焊接接头的力学性能分析，发现Q420D钢板焊接接头低温冲击韧性对焊接热输入比较敏感，在较大焊接线能量的热输入条件下，焊缝金属产生粗大先共析铁素体，热影响区产生粗大粒状贝氏体，焊接接头低温冲击韧性降低较多。为使焊接接头各部位AKV-20℃夏比冲击韧性满足结构设计要求，应严格控制焊接热输入量。     

热输入对Q500CF钢板焊接热影响区组织和冲击性能的影响

通过埋弧焊试验和Gleeble热模拟试验研究了热输入对Q500CF钢热影响区(HAZ)组织和冲击性能的影响.埋弧焊结果表明,热输入为15～ 50 kJ/cm时,HAZ的-20℃冲击吸收功大于等于146 J;HAZ中熔合线(FL)处冲击吸收功最低且随热输入增大而减小.组织观察表明,随热输入增加,粗晶区组织由15 kJ/cm时的板条贝氏体(LB)和粒状贝氏体(GB)转变为50 kJ/cm时的GB组织;临界粗晶区在晶界上出现了大量l ～7 μm的M-A组元,导致低温冲击韧性恶化.Gleeble热模拟结果表明,热输入为50 ～ 70 kJ/cm时,粗晶区GB组织粗化并导致该区冲击韧性恶化.因此为确保多道焊焊接接头HAZ低温冲击韧性,焊接热输入应限制在15～50 kJ/cm之间.     

履带起重机臂架用高强钢气保焊接头组织和性能研究

通过熔化极气体保护焊的方法,采用准1.2 mm的T Union GM 120实芯气保焊丝对FGS90WV钢管进行对接焊,对焊接接头显微组织进行了观察,并对接头拉伸、弯曲、冲击、硬度等力学性能进行了检测。结果表明,焊缝区组织为少量先共析铁素体+针状铁素体,淬火区组织为马氏体;随着热输入增加,焊缝组织中先共析铁素体含量增多,热影响区组织逐渐粗化;接头抗拉强度和屈服强度先小幅增加后迅速降低,伸长率和冲击韧性逐渐降低,当热输入小于11.5k J/cm时,接头具有良好的强韧性匹配;热影响区硬度逐渐降低,焊缝区硬度几乎不受影响,当热输入达到23.5 k J/cm时,热影响区硬度大幅下降。     

热输入对LNG运输车储罐用9Ni钢埋弧焊接头组织和性能的影响

通过埋弧焊的方法,采用三种线能量对22mm厚的9Ni钢板进行对接焊,对焊接接头金相组织进行观察,并对接头进行拉伸、弯曲、冲击、硬度等试验检验。结果表明,采用三种线能量的埋弧焊接头粗晶区组织均为马氏体,不完全正火区组织为回火马氏体和少量奥氏体,随着热输入的增加马氏体板条粗化;三种线能量的埋弧焊接头拉伸、弯曲性能均合格,随着线能量的增加,接头抗拉强度基本没有影响,而焊缝和热影响区-192℃冲击功均降低,且焊接热输入对HAZ冲击韧性影响比焊缝大;硬度测试结果表明,焊缝和热影响区硬度值均明显高于母材,临近母材的热影响区边界处均出现一个软化区,随热输入的增加,焊缝及热影响区最高硬度均提高,而软化区硬度几乎不变。     

热输入对800MPa级水电用钢焊缝组织性能的影响

采用三种热输入对800 MPa级水电用高强钢进行埋弧焊接,研究不同热输入对焊缝金属组织、强度、塑性和冲击韧性的影响。结果表明,三种热输入下焊缝金属组织均以粒状贝氏体为主,并含有少量的板条贝氏体、铁素体和残余奥氏体,随着热输入的增加,板条贝氏体减少,而粒状贝氏体和铁素体量增加。焊缝金属的屈服强度和抗拉强度稍有下降,当热输入为28.7k J/cm时强度最高,抗拉强度和屈服强度分别为784 MPa和702 MPa;当热输入升高为35.2 k J/cm时,抗拉强度和屈服强度分别下降23 MPa和18 MPa,塑性得到改善;当热输入为35.2 k J/cm时,其延伸率达到峰值,为22.5%,较热输入为28.7 k J/cm时升高5.5%。而冲击功则先升后降,三种热输入下随着热输入的升高,其冲击功依次为85 J、106 J和94 J。     

700MPa级高强钢焊接接头性能与组织

开展了不同焊接热输入、焊前免预热、焊后省略热处理的高强钢气保焊接实验。利用光学显微镜、扫描电镜及透射电子显微镜等分析手段研究焊接接头、焊缝和热影响区的显微组织特征及力学性能。结果表明,即使线能量增加到40 kJ/cm,焊接接头的性能仍能够满足设计要求,接头强度超过700 MPa,熔合线、焊接热影响区的-20℃低温冲击韧性大于47 J。焊缝组织是高韧性的细化针状铁素体,微米尺度细化的球形氧化物夹杂对钢的性能起重要影响作用;粗晶区贝氏体型板条粗大造成该区韧性下降;细晶区碳化物与高密度位错相互作用,显微组织尺度约2μm,细化的组织保证该区塑韧性最好。     

焊接热输入对800MPa级低合金高强钢焊接接头组织性能的影响

在不预热的条件下,采用熔化极气体保护焊接方法对800 MPa低合金高强钢进行焊接,研究了焊接热输入对焊接接头的微观组织和性能的影响。结果表明:四种热输入条件下,焊缝区显微组织都有针状体素体组织,随着热输入增加,焊缝区的贝氏体组织减少,先共析铁素体和块状铁素体产生,针状铁素体呈现先增加后减少的趋势。随着热输入的增大,焊接接头的抗拉强度逐渐降低,而低温冲击韧性则先升高后下降。当线能量为14.66 k J/cm时,接头获得了良好的综合性能。     

高焊接性能耐候桥梁钢Q370qEW的研制

利用试验轧机试制20 mm和30 mm厚Q370qEW高焊接性耐候钢板,研究了钢的连续相转变行为、显微组织和力学性能,用热模拟和焊接试验评定了钢板的焊接性能。结果表明,当二开轧温度≤900℃,压下率≥50%,终冷温度≤564℃,可得到多边形铁素体加少量贝氏体;钢板屈服强度≥370 MPa,抗拉强度≥510 MPa,伸长率≥20%,-40℃冲击吸收能量≥100 J。焊接热模拟试验表明,当热输入量≤216 kJ/cm时,焊接热影响区由晶界铁素体、多边形铁素体和针状铁素体构成,其-40℃冲击吸收能量≥100 J。对20 mm厚钢板进行了热输入量为99 kJ/cm的双丝埋弧焊接,无预热和焊后热处理,焊接接头质量良好,接头抗拉强度为525 MPa,热影响区熔合线和熔合线+1 mm处的-40℃冲击吸收能量分别≥150 J和≥180 J。试验结果揭示了钢板良好的焊接性能。     

热输入对工程机械用高强钢焊接接头组织和性能的影响

采用富Ar气体保护焊方法,使用φ1.6mm的MK.GHS80实芯气保焊丝对板厚为20 mm的HG785D钢进行对接焊,对焊接接头显微组织进行了观察,并对接头拉伸、弯曲、冲击等力学性能进行了检测,研究了热输入对焊接接头组织和性能的影响。结果表明,焊缝组织主要为针状铁素体+少量先共析铁素体,随着热输入的增加,焊缝中先共析铁素体含量逐渐增加,侧板条铁素体和粒状贝氏体组织减少;当热输入较低时粗晶区组织为板条贝氏体,随着热输入的增加,粗晶区组织逐渐由板条贝氏体转变为板条贝氏体+粒状贝氏体,当线能量达到32.2kJ/cm时几乎全部为粒状贝氏体;随着热输入增加,接头抗拉强度逐渐降低,焊缝冲击韧性先提高后降低,但影响有限,热影响区冲击韧性则逐渐降低,当热输入达到32.2 kJ/cm时接头性能恶化,焊接接头在线能量为23.8 kJ/cm时能获得优良的强韧性匹配。     

机械振动对Q345B钢焊接接头组织与力学性能的影响

研究了不同焊接热输入下机械振动加速度对Q345B钢焊接接头力学性能和显微组织的影响。结果表明,在同一机械振动加速度下,焊接接头的屈服强度从大至小的焊接热输入依次为:22.8kJ/cm26.6kJ/cm31.6kJ/cm,焊接接头的断后伸长率从大至小的焊接热输入依次为:31.6kJ/cm26.6kJ/cm22.8kJ/cm。当焊接热输入为26.6和31.6k J/cm时焊接接头的抗拉强度随着机械振动加速度的增加而增大。当焊接热输入为22.8kJ/cm时,机械振动加速度为0和15 m/s2时的焊缝区域的组织都为先共析铁素体+少量珠光体,在晶内还有针状铁素体和极少量的粒状贝氏体组织;当焊接热输入为26.6、31.6kJ/cm时,不同机械振动加速度下焊缝组织主要为先共析铁素体和柱状晶;随着焊接热输入的增加,Q345B钢焊接接头熔合区的组织呈逐渐粗化的趋势。施加机械振动可以一定程度地改善熔合区的组织形态。     

焊接热输入对纯铜焊缝组织及其力学性能的影响

在纯铜(T2)钨极氩弧自动焊(TIG)条件下,研究了不同焊接热输入对焊缝成形、焊缝显微组织及力学性能的影响。结果表明:焊接热输入过大,焊缝正面出现咬边,焊缝反面过宽、余高过高,而焊接热输入过小焊缝未焊透,轧制时易出现根部裂纹;随着焊接热输入的增大,焊缝区以及热影响区晶粒尺寸都增大,接头塑性降低;焊后未轧制时,焊接热输入越大,接头强度越低,而轧制后,焊缝的抗拉强度没有明显的变化,焊接热输入小时的屈服强度明显高于焊接热输入大时的屈服强度,并且接头断裂均发生在焊缝熔合线区,说明熔合线区是整个焊接接头最为薄弱的环节。     

超细晶粒钢低热输入CO2气体保护焊接头行为分析

研究了400 MPa级超细晶粒钢基于表面张力过渡、CO2气体保护焊、特殊窄间隙坡口、不同热输入条件下的焊接接头的成形与力学行为.结果表明,热输入在3～4 kJ/cm范围时可获得熔合良好、单面焊双面成形、热影响区极窄(1 mm左右)的焊接接头.该接头的硬度、抗拉强度高于母材,未见热影响区脆化与软化现象;弯曲塑性合格;焊接热影响区平均冲击韧性高于母材约60%.焊接热影响区冲击韧性高于母材的原因与粒状珠光体组织生成、多相非平衡组织共存和更高的屈服应力有关.     

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。