07MnNiMoDR与10Ni3MoVD组焊焊接试件性能研究

通过试验研究,获得了07MnNiMoDR与10Ni3MoVD(均为淬火+回火)两种高强合金钢建造的低温设备组焊焊接试件的室温拉伸试验、弯曲试验、冲击试验和硬度试验检测数据及金相组织图。试验数据表明,(1)焊接后焊缝的抗拉强度高于07MnNiMoDR母材。(2)焊缝区、热影响区、母材区的材料伸长率一致,焊接接头的塑性和完整性较好。(3)在-50℃条件下,焊缝区的冲击功大于80J,母材和热影响区的冲击功明显高于焊缝区。(4)母材区与相应热影响区的硬度值偏差不大,高于焊缝区。同一区域不同部位测试结果偏差较小,焊缝区、热影响区及母材区淬硬倾向不明显。金相试验组织图分析结果与试验数据吻合良好。     

不同热处理制度对Q345R(HIC)焊接接头组织及性能的影响

结合制造厂实际制造工艺,试验研究了不同焊后热处理温度、正火温度对Q345R(HIC)对接焊接接头金相组织及力学性能的影响。试验发现,随着焊后热处理温度的升高,焊接接头硬度逐渐降低,热影响区晶粒度减小,690℃时焊接接头抗拉强度明显降低。随着正火温度的提高,焊接接头强度变差,接近强度要求值下限,低温冲击性能均良好。考虑正火+焊后热处理的焊接接头对焊接材料P、S质量分数的苛刻要求,选择匹配的国内焊材为AT-H08MnHIC/SJ613HIC,从试验数据看出,焊接接头-30℃冲击功均在200J左右,满足要求,强度值接近要求值下限。     

9％Ni钢焊接技术研究

以典型的9%Ni钢——ASTM A553TYPEⅠ钢板为研究对象,分析其焊接特点,采用SMAW、SAW、GTAW三种焊接方法进行了试板焊接试验,并采用V型缺口-196℃夏比冲击试验和-163℃ CTOD试验,辅助以金相试验进行了焊接接头低温韧性分析,焊接接头试验表明,其低温冲击功和焊缝CTOD值均优于相关的国际标准。     

核级高压汽缸用马氏体不锈钢焊条CHK207Ni的研制

为了实现核电设备用焊接材料的国产化,研制了一种用于核级高压汽缸的马氏体不锈钢焊条CHK207Ni,并采用该焊条进行了全位置焊接、熔敷金属和第三方工艺评定试验。试验结果表明,道间温度控制在280~300℃,热处理工艺为680℃保温12 h、 750℃保温1 h时,焊缝金属力学性能最优, 20℃时冲击功大于60 J;采用该焊材焊接,工艺性能优良,满足用户技术要求。研究结果表明,随着焊接道间温度的升高,熔敷金属冲击韧性降低;通过热处理保温温度的提高或者延长保温时间,可使焊缝组织转变为更加均匀的回火索氏体,熔敷金属具有良好的冲击韧性。     

X70焊管焊接接头热影响区冲击试样缺口位置的探讨

通过金相试验、夏比冲击试验研究了X70螺旋埋弧焊管焊接接头热影响区试样不同缺口位置的金相组织、冲击功及剪切面积的分布情况。试验结果显示,冲击功和剪切面积的大小与缺口位置在粗晶区、细晶区、部分相变区和内焊缝所占的比例相关,内焊缝所占比例越低,冲击功和剪切面积越大。综合分析试验结果和相关标准,得出了X70焊管焊接接头热影响区试样缺口位置的确定方法,即热影响区冲击试样的缺口轴线应在试样上表面与外焊缝熔合线交界处,冲击试样边缘距外焊缝边缘1～2 mm为宜。     

异种奥氏体不锈钢焊接材料选择及工艺措施

为了提高相同金相组织、不同化学成分和性能异种不锈钢的焊接质量,对具有相同类型金相组织的022Cr17Ni12Mo2和06Cr23Ni13奥氏体不锈钢的焊接性进行了分析,采用Gr-Ni钢舍夫勒图进行焊接材料的初选,重点介绍了异种奥氏体不锈钢焊材的选择及焊接工艺要点。研究结果显示,异种奥氏体不锈钢的焊接工艺重点在于焊材的选择,可按Gr-Ni钢舍夫勒图进行初选,但最终的确定还要进行必要的工艺试验和性能检测。此工艺方案能为异种奥氏体不锈钢的焊接提供一定的借鉴。     

超低碳双相高强不锈钢焊接难点攻克

我国首次应用替代瑞士蒙乃尔的盐化工耐腐蚀材料，其为超低碳双相高强不锈铜（00Cr18Ni5M03Si2），它是经固溶处理、酸洗钝化后交货的材料，代号为18-5，该材料热处理温度980-1020℃水冷，在低应力下具有良好的耐中性氯化物应力腐蚀性能，对金相比例要求极为严格，铁素体含量为46％～60％，焊接时由于铁素体含量高，铜的强度大，易出现热裂纹和应力裂纹及金相比例不稳定等问题。通过试验，解决了焊缝组织金相比例，总结出了制造及焊接中规范化的“六法”，其铁素体含量得到较好的控制。焊接一次合格率达到了92％以上。     

X80管线钢环焊缝气体保护焊焊丝的研制

针对X80管线钢的组织与性能特点,研究设计了适用于管线钢现场焊接用Mn-Ni-Mo-Ti合金系气体保护焊焊丝;测试了焊缝金属的化学成分、金相组织、冲击韧性、抗拉强度和硬度。该焊丝的熔敷金属屈服强度600 MPa,抗拉强度645 MPa,-30℃夏比冲击功105 J。该焊丝用于X80管线钢现场焊接结果表明,焊缝抗拉强度645 MPa,-10℃夏比冲击功平均值145 J,焊缝具有很好的强韧性匹配。采用金相显微镜和SEM对使用该焊丝焊缝微观组织和断口形貌分析表明,焊缝金相组织主要为针状铁素体、少量的先共析铁素体和粒状贝氏体的组织,断口为韧窝状,呈现典型的塑性断裂特征。     

HR3C钢焊接接头高温时效后的显微组织和力学性能试验研究

通过力学性能试验、光学金相显微镜、透射电子显微镜,研究了HR3C钢焊接接头高温时效后的显微组织和力学性能。试验结果表明,经650 ℃时效,HR3C钢焊接接头的强度和硬度升高,焊缝硬度上升幅度大于母材;焊缝的时效脆化倾向明显,时效7 000 h后冲击功都保持在15 J以下。对试验结果的分析表明,焊缝区晶界处M₂₃C₆相的连续网状分布及σ相、G相的存在导致了其较低的缺口冲击功,而晶内均匀细小Z相的沉淀强化作用则提高了接头的强度和硬度。     

低Mn高Nb抗酸性X65MS直缝埋弧焊管研制

采用低Mn和Nb-Cr合金化设计理念和超洁净化冶炼技术制造的X65MS抗酸性钢板具有优异的抗HIC腐蚀能力,选用自主研发的Mn-Ni-Mo-Ti-B抗酸焊丝,结合SJ101G焊剂,得到了以细小IAF为主的焊缝组织,有效降低了焊接接头硬度,提高了焊接接头韧性,开发出了低锰高铌X65MS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。研究结果表明,管体和焊缝的维氏硬度均小于250HV10,焊管具有优异低温韧性,-80℃下母材冲击功370J,-80℃焊接接头冲击功116J;按照NACE-0284标准进行HIC试验,采用A溶液,管母和焊接接头表面均未发现氢鼓泡,试样剖面也无裂纹,裂纹敏感率(CSR)、裂纹长度率(CLR)、裂纹厚度率(CTR)均为零;按照NACE-0177标准进行SSCC试验,采用A溶液,在90%SMYS应力载荷下,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抗酸性。     

焊材匹配对低温弯管焊缝组织和低温冲击韧性的影响

针对低温弯管生产过程中焊缝金属韧性降低的问题,采用不同焊材匹配获得了3种不同成分的低温热煨弯管焊缝试样,并采用热模拟试验机研究了加热温度对热煨弯管焊缝组织和性能的影响。结果显示,3种热煨弯管在焊态条件下,焊缝的组织均以针状铁素体为主,且具有较高的低温冲击功,经模拟加热后,焊缝组织转变为针状铁素体、多边形铁素体和粒状贝氏体的混合组织,且随着加热温度的升高,针状铁素体减少,低温冲击功降低。随着Mn和Ni含量的增加,在较低加热温度条件下,焊缝组织中针状铁素体增加,低温冲击功较高,但在较高加热温度条件下,焊缝组织则转变为粗大的回火粒状贝氏体,低温冲击功降低。结果表明,为得到较好的焊缝低温冲击性能,加热温度宜在925 ℃以下。     

X70级HFW焊管在线中频感应热处理工艺研究

为了探究X70级HFW焊管在线中频感应热处理工艺,通过采用不同的焊后在线正火热处理工艺方案进行了试验研究,比对了X70级HFW焊管热处理后组织与性能的变化情况。试验结果显示,中频感应加热正火温度和加热保温时间对焊接区的金相组织和性能有显著影响;910℃保温17 s、950℃不保温正火后,焊接区有硬质相组织,焊缝抗拉强度高,但塑性韧性低;980℃正火后,金相组织粗大,焊缝抗拉强度降低;950℃保温17 s正火后,金相组织为均匀细小的F+P,焊缝塑性韧性提高。试验结果表明,采用950℃正火,在此温度下适当的延长正火保温时间,能够获得良好的金相组织和综合力学性能。     

大跨度桥梁用钢WNQ570的手工焊接性能试验研究

针对桥梁建造现场中焊缝点固及结构焊接主要采用手工焊方法进行的特点,为保证焊接接头具有优良的性能,采用CJ607Q焊条匹配WNQ570钢2种交货状态下的3种规格钢板进行了手工焊接试验。试验结果表明,接头拉伸性能和冷弯性能优良,接头过热区主要为贝氏体组织,焊缝金属主要为细小的针状铁素体组织,焊缝具有优良的低温冲击韧性;焊缝表层与中心全断面焊缝HV10硬度值均小于250,接头具有较低的时效敏感系数及较高的低温冲击韧性。     

水下局部干法焊接用焊材的选择与应用

为了确定水下局部干法焊接用焊接材料,采用GFL-71Ni、GFL-61、MX-100T、MGS-1N和Union Ni2.5五种药芯焊丝,使用FCAW焊接方法,多层多道焊接技术,在平焊位置对E36低合金高强度钢进行水下局部干法模拟焊接试验,并且对采用不同焊接材料获得的焊缝进行了工艺评定。评定结果表明,相对于其他4种药芯焊丝,采用GFL-71Ni焊丝获得的焊接接头不仅平焊焊缝成形较好,未发现缺陷,其抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、断面收缩率以及弯曲性能均满足标准要求,且冲击韧性良好,因而GFL-71Ni焊丝在水下焊接的特殊条件下具有更加优良的焊接工艺性。     

HFW焊缝组织结构对强韧性的影响

以X60级HFW焊管作为研究对象,分析了焊接区域的显微组织特点;通过测量焊接区域结构参数与力学性能,提出焊接工艺应当保证焊缝熔合线宽度控制在0.05～0.2 mm内.在820℃,870℃和980℃正火后,焊接区域组织粗大,冲击韧性偏低;920℃左右正火后焊缝区域组织细化,力学性能大大提升,通过对比发现在900～930℃...     

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℃。     

X70钢板冷填丝气体保护焊工艺研究

为了改善高钢级管线钢焊缝及热影响区的低温冲击韧性,采用焊接工艺参数完全相同的常规MAG焊和冷填丝MAG焊接方法,对X70钢级管线钢进行了焊接对比试验,并对焊接接头进行了低温夏比冲击试验、拉伸试验和金相试验。试验结果显示,在焊接电流相同条件下,冷填丝MAG焊可提高焊丝熔化量30%~55%;在0 ℃、-10 ℃、-20 ℃、-30 ℃时,冷填丝MAG焊接工艺相对于常规MAG焊接工艺,焊缝冲击值有升有降,但热影响区冲击值均有不同程度的提高。研究表明,冷填丝MAG焊接工艺对焊缝及热影响区具有加速冷却作用,尤其有利于改善热影响区的低温冲击韧性,适用于耐磨及耐腐蚀金属表面堆焊,以及对熔深要求较低的中厚板的低线能量、高效多层多道焊接。     

提高HFW焊缝低温夏比冲击韧性的研究

通过对焊缝夏比冲击试验样本的研究,分析了造成焊缝冲击韧性不符合GB/T 9711—2011标准要求的原因。研究结果表明,焊缝中存在的Mn和Si氧化物夹杂及不适当的热处理是造成HFW焊缝低温冲击韧性不合的主要原因。除此之外,焊缝的焊接质量也是影响韧性的重要因素。同样试验温度下,提高焊缝质量就可以提高焊缝的冲击韧性。应根据实际生产情况,分析造成韧性不合的原因,从源头上解决问题,才是提高HFW焊缝低温冲击韧性的有效方法。     

30CrMnSiNi2A钢电子束焊接接头的组织与性能研究

为了探究30CrMnSiNi2A钢电子束焊接接头的组织与性能,采用电子束焊接工艺对12 mm厚30CrMnSiNi2A钢进行了焊接,并对焊态及完全热处理态的接头进行了室温拉伸和冲击韧性试验。结果表明:该钢的电子束焊接工艺性良好;焊态及完全热处理态的接头拉伸断裂均位于母材,经完全热处理后的接头强度比焊态接头强度提高近一倍,略高于同状态下母材的强度,延伸率及断面收缩率与母材相当,室温冲击韧性略高于母材;焊态焊缝组织主要表现为粗大针状马氏体与残余奥氏体组织,经完全退火处理后焊缝及热影响区组织主要表现为回火马氏体组织和残余奥氏体组织,母材组织为回火马氏体及少量的残余奥氏体组织;接头与母材的冲击断裂均表现为韧性断裂。