微合金化元素对离心铸造炉管焊接接头组织和性能影响

针对添加Ti,W等微合金化元素的离心铸造炉管焊接接头,研究了微合金元素对焊接接头组织和力学性能影响规律及作用机理.结果表明.在1 050℃、14~25 MPa条件下,使用Ti和W元素微合金化的25Cr35NiNb和35Cr45NiNb炉管焊接接头高温性能显著高于未微合金化焊接接头.微合金元素Ti显著影响炉管焊接接头组织,Ti元素含量高的焊接接头原始焊态组织中含NbTiC,经过高温时效后,组织中含铌相主要为NbTiC,在蠕变空洞周围局部转变为G相（Ni16Nb6Si7）;Ti元素含量低的焊接接头原始焊态组织中含NbTiC和NbC,经过高温时效后全部转变为G相.微合金元素W主要通过固溶强化的方式,提高炉管焊接接头的高温性能.     

Inconel625等离子弧焊接头组织与接头性能研究

对4 mm镍基高温合金Inconel625薄板进行等离子弧焊实验,对比研究了3种不同焊接热输入下焊接接头各部分的微观组织、接头力学性能、断口形貌以及母材和焊缝的高温腐蚀行为。结果表明Inconel625等离子焊接接头组织是由母材的奥氏体等轴晶、焊缝融合线附近的胞状晶以及焊缝中心的树枝晶组成;在焊缝处有大量的碳化物和少量Laves相析出,使得焊接接头力学性能降低,韧性下降,焊缝成为接头薄弱环节;在焊接热输入为10.175 kJ/cm时接头力学性能最优,抗拉强度为765.3MPa,与母材的785.4MPa相当,延伸率为31.9%,相较于母材的42.8%有所下降,试样断裂方式为发生在焊缝处的韧性断裂;母材和焊缝金属在750℃下24 h熔盐腐蚀后腐蚀产物基本相同,主要为外层颗粒状NiO和Cr₂O₃以及NiCr₂O₄腐蚀层。     

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。     

A286合金激光焊接接头的组织与高温持久性能

对A286合金板材进行了激光焊接和固溶时效处理,对比研究了激光焊接和固溶时效对合金焊接接头组织及高温持久性能的影响。结果表明,A286合金500℃高温持久性能高低顺序为激光焊接+固溶时效>母材>激光焊接。A286合金母材、激光焊接件和激光焊接+固溶时效件持久拉伸后均未出现晶粒明显拉长和明显持久蠕变。激光焊接件的焊缝呈明显枝晶组织,热影响区为等轴晶组织,焊缝与热影响区的过渡区窄,使焊缝和热影响区成为持久性能薄弱区域。固溶时效可降低偏析、消除残余应力,使焊缝与热影响区的过渡区变宽。激光焊接件高温持久断裂的断口韧窝浅,且存在解理面,而激光焊接+固溶时效件的断口韧窝均匀细小,呈现微孔聚集型断裂特征。从提高激光焊接件高温持久性能考虑,激光焊接后应进行固溶时效处理,改善焊接接头组织。     

焊接工艺参数对3mm厚SS400钢焊接接头组织的影响

采用不同焊材和工艺参数对3 mm厚SS400钢板进行手工电弧焊,并对接头显微组织进行了观察和分析。结果表明,焊材对焊缝组织影响较大,对热影响区组织影响较小。当选用J422酸性焊条时,焊缝组织为块状铁素体+针状铁素体+少量珠光体。选用J506碱性焊条时,焊缝组织为大量针状铁素体+少量珠光体。焊接热输入对焊缝组织影响较小,对焊接热影响区组织影响较大。当热输入由3.6 kJ/cm增大到15.6 kJ/cm时,热影响区组织晶粒也逐步变大,魏氏组织不断增加,索氏体和粒状贝氏体不断减少。在实际生产中,考虑焊接效率和焊接质量时,采用J506碱性焊条和热输入为10.5 kJ/cm为最优焊接工艺。     

焊接热输入对Q890/Q550异种钢激光-MAG复合焊接头组织及力学性能的影响

采用激光-MAG复合焊进行了Q890/Q550异种钢焊接试验,研究不同焊接热输入对异种钢焊接接头显微组织和力学性能的影响。试验结果表明,在相同热输入下,焊缝两侧过热区主要由板条马氏体和少量贝氏体组织组成,细晶区为致密的板条马氏体组织,Q890钢侧的马氏体含量比Q550侧多,板条更加粗短,焊缝冲击断口具有剪切韧窝特征,冲击韧性优于热影响区;随着热输入从3.5 kJ/cm增加到9.6 kJ/cm,过热区晶粒粗化,贝氏体逐渐增多,马氏体含量减少,焊缝和热影响区冲击吸收能量略微减小。三种热输入下拉伸试件均断在母材Q550钢,断后伸长率相当,断裂方式为韧性断裂,焊接接头强度高于母材。     

1Cr12Ni3MoVN钢TIG焊接接头的组织与高温性能

1Cr12Ni3Mo VN(S/SJ2)钢是一种含有12%Cr的低碳马氏体不锈钢,在航空发动机中广泛使用。本文对1Cr12Ni3Mo VN钢板材TIG焊接试样进行了高温瞬时拉伸试验、高温持久拉伸试验以及组织分析,研究了焊接接头的显微组织和高温性能。结果表明:拉伸试验时断裂均发生在热影响区的回火区。用TIG焊接1Cr12Ni3Mo VN钢能获得高温性能良好的焊接接头,其焊接接头的高温抗拉强度为766.7 MPa,与母材相当。高温持久拉伸时焊接接头在500℃、负载400 MPa条件下,蠕变寿命为240.71 h,与1Cr12Ni3Mo VN钢母材在同等条件下的蠕变寿命248.56 h相当。母材与焊接接头高温瞬时拉伸试样、高温持久拉伸试样的断口形貌均为浅韧窝形。室温下母材组织为具有良好综合力学性能的回火索氏体,焊缝组织为铸态的板条马氏体。高温瞬时拉伸及高温持久拉伸后焊缝马氏体组织明显长大,但随高温时间的变长组织长大趋缓,其长大程度变化不明显。     

355 MPa级低温用结构钢的焊接性研究

采用埋弧焊,对不同焊接工艺参数下低温结构钢焊接接头力学性能和微观组织进行了研究。结果表明:经15 kJ/cm和50 kJ/cm热输入焊接后的试板,其拉伸、弯曲和硬度各项性能良好;接头热影响区冲击性能满足要求,但随着热输入的增大和层间温度的升高,冲击性能呈下降趋势;在50 kJ/cm热输入时,焊缝区域由于大热输入和高层间温度的双重作用,晶粒长大严重,冲击吸收功减小;坡口形式对接头性能没有明显影响。     

焊接工艺对8mm厚SS400超细晶钢焊接组织影响

为了得到焊接工艺对8 mm厚SS400超细晶粒钢焊接接头显微组织的影响,分别采用不同焊材和焊接参数对8 mm厚SS400钢板进行了焊接试验,并对接头显微组织进行了观察和分析。试验结果表明,焊条对焊缝组织影响较大,对热影响区组织影响很小,当采用J507碱性焊条焊接时,焊缝可以得到较多的针状铁素体。焊接道次和焊接热输入对焊接热影响区组织影响较大,当采用J422酸性焊条两道次,热输入由11.6 kJ/cm增大到14.9 kJ/cm进行焊接时,热影响区晶粒尺寸和组织分布较为理想。当采用J507碱性焊条单道次,热输入由10.6 kJ/cm增大到19.9 kJ/cm焊接时,热影响区组织较为粗大且分布不均匀。在实际生产中,考虑焊接质量和焊接效率时,J422酸性焊条和热输入为14.9kJ/cm为最优焊接工艺参数。     

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。     

热输入对921A钢焊接接头性能及显微组织的影响

以10 kJ/cm、15 kJ/cm、20 kJ/cm三种不同焊接热输入焊接921A低合金高强钢,研究焊接热输入对焊接接头组织及力学性能的影响。研究结果表明,随着焊接热输入的增大,焊缝中晶粒尺寸增大,针状铁素体增多;热影响区晶粒长大的趋势亦随着热输入变化明显;热影响区粗晶区在焊接热循环的作用下变化明显,其组织均由板条马氏体和贝氏体组成。在不同热输入条件下焊接热影响区出现软化现象,且随着焊接热输入的增加,焊接热影响区软化问题越突出。通过拉伸试验表明焊接热输入在10~20 kJ/cm条件下,焊接接头获得了较高的强度。     

化工管道用超低碳微合金管线钢焊接接头的微观组织和冲击性能研究

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜和冲击试验机对化工管道用超低碳微合金管线钢焊接接头的微观组织和冲击性能进行研究。结果表明,超低碳微合金管线钢焊接接头焊缝区和热影响区的显微组织明显不同,且与母材的微观组织也存在差异。在温度为-10℃时,超低碳微合金管线钢焊接接头的冲击功为177 J,断裂方式为韧性断裂。     

2A97铝锂合金激光焊接特性

对厚度为2.0 mm的2A97铝锂合金进行了无填丝的激光焊接试验.通过拉伸试验、显微硬度计、光学显微镜以及扫描电镜研究了不同焊接热输入(激光功率、焊接速度)下焊接接头组织和性能.结果表明,随焊接热输入的增加,焊接接头系数增大,该厚度下2A97薄板最佳的焊接热输入为0.9~0.95 kJ/cm,此时接头系数可达到0.8左右.焊缝中的柱状晶分布区是强度最低区域,随焊接热输入的降低,焊缝区域中粗大的柱状晶所占比例增大,同时有伴随大量气孔出现,导致接头系数降低.     

矿山支架用高强钢焊接工艺研究

低合金调质高强钢因具有强度高、塑韧性好的特点而被广泛用于矿山机械部件中。为了提高焊接接头的质量,延长焊接结构的使用寿命,通过增大热输入的工艺,系统地研究了焊接接头的组织与力学性能。结果表明:焊接接头断口为典型的韧性断裂,随着热输入的增大,焊缝中的针状铁素体含量增多,焊缝的力学性能逐渐提升,当热输入为13.7 kJ/cm时,焊缝的拉伸性能和冲击性能均达到最佳,焊接接头的抗拉强度达到最高为865.32 MPa,断面收缩率为42.96%,抗拉强度为母材抗拉强度的80%以上;当热输入继续增大时,焊缝金属的力学性能因晶粒尺寸的增大而降低,铁素体的针状形态削减,断裂方式逐渐转为脆性断裂。     

微合金EH40型船板钢大热输入焊接接头组织和力学性能

通过拉伸、冲击、硬度力学试验和接头微观组织分析,对EH40船板钢大热输入埋弧焊的焊接性和接头性能进行了试验分析.结果表明,以热输入为40 kJ/cm和60 kJ/cm焊接,焊接热影响区粗晶区冲击吸收功值均最低,分别为116 J和80.5 J;焊接接头的强度均高于母材,焊接热影响区均未出现焊接软化区.当焊接热输入为40 kJ/cm时,粗晶区组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体、少量的块状铁素体,而焊接热输入为60 kJ/cm时,板条贝氏体明显减少,块状铁素体增多,并出现少量针状铁素体.Ti,Nb合金元素的碳氮化合物第二相粒子,在大焊接热输入时,很大程度上阻止粗晶区奥氏体晶粒的长大,改善了该区域的冲击性能.     

焊后热处理对Ti-22Al-27Nb合金激光焊接接头组织与高温性能的影响

研究焊后热处理对激光焊接2.5 mm厚Ti-22Al-27Nb合金组织和高温力学性能的影响。结果表明,Ti-22Al-27Nb合金激光焊接焊缝组织为单一的B2相。焊缝650℃高温抗拉强度为母材的75%,塑性则仅为母材塑性的40%左右。拉伸断口形貌为岩石状,呈现沿晶断裂特征。经过焊后热处理,焊缝组织为B2相+O相。相对于未热处理接头,热处理后焊缝和热影响区的硬度下降很多并趋于平缓。热处理温度750℃、保温时间1 h时焊接接头650℃高温抗拉强度达到了母材的87.5%,塑性为母材的82.2%,接头断裂形式为解理断裂。     

Ti-22Al-24Nb-0.5Mo粉末合金的制备及电子束焊接

采用预合金粉末热等静压工艺制备了Ti-22Al-24Nb-0.5Mo(原子分数,%)粉末合金,对Ti-22Al-24Nb-0.5Mo粉末合金环坯和板坯进行电子束焊接.采用OM,SEM,EPMA和X射线三维成像技术对焊接接头的微观组织进行表征,研究了焊后热处理对焊接接头显微硬度、拉伸性能和持久性能的影响.结果表明,热等静压温度显著影响Ti-22Al-24Nb-0.5Mo粉末合金的孔隙分布.在1030oC热等静压成型的粉末环坯经980oC,2 h,真空炉冷热处理后表现出较好的可焊性.焊接接头熔合区、热影响区和母材的化学成分均匀,虽然显微组织差异明显,但是显微硬度无明显区别.拉伸及持久性能测试试样皆断裂于熔合区.焊接接头熔合区存在大量的显微孔隙是焊接接头发生断裂的失效机制.焊后热处理可以减少焊缝处的显微孔隙数量,从而提高焊接接头塑性及高温持久寿命.     

热处理对BT25Y合金电子束焊接组织和力学性能的影响

对BT25Y合金电子束焊接样品进行700℃/2 h AC的退火处理和940℃/2 h AC+600℃/8 h AC的固溶+时效处理工艺,研究2种热处理工艺对合金焊接区域的组织和力学性能影响。结果表明,无热处理情况下,焊缝溶合区主要由α′马氏体构成,焊缝区硬度和强度明显高于基体。700℃/2 h AC退火处理后,焊缝区的α′马氏体转变为细小弥散的α相,焊缝区的硬度和强度高于基体,室温拉伸断裂发生在基体,焊接样品具有较差的高温持久性能。940℃/2 h AC+600℃/8 h AC的固溶+时效处理,焊缝熔合区的α′马氏体转变为尺寸较大的片层α相,并且沿原始凝固β晶界存在尺寸较大的连续或断续棒状α析出带,该析出带使得焊接样品在室温拉伸时沿焊缝发生脆性沿晶断裂,该热处理后合金具有较好的高温持久性能。     

液压支架用Q690+Q550高强钢焊接接头裂纹分析

对Q690+Q550高强钢进行直Y形坡口铁研试验,分析焊接材料和热输入对Q690+Q550钢焊接接头裂纹的影响;采用金相显微镜、电子探针仪等测试手段,对焊接接头的显微组织、裂纹形态及断口形貌进行研究。试验结果表明:采用ER50-6,MK·G60和MK·GHS70焊丝,焊接热输入控制在11～19kJ/cm范围内,焊接接头裂纹率20%;裂纹起源于淬硬倾向较大的Q690侧熔合区,平行或越过熔合区向焊缝扩展;焊缝和热影响区的冲击断口形貌为韧-脆断裂机制。     

两种典型热处理对BT25Y合金电子束焊接组织和力学性能的影响

对BT25Y合金电子束焊接样品进行700℃/2h AC的退火处理和940℃/2h AC+600℃/8h AC的固溶+时效处理工艺,研究两种热处理工艺对合金焊接区域的组织和力学性能影响。研究结果表明,无热处理情况下,焊缝溶合区主要由α′马氏体构成,焊缝区硬度和强度明显高于基体。700℃/2h AC退火处理后,焊缝区的α′马氏体转变为细小弥散的α相,焊缝区的硬度和强度高于基体,室温拉伸断裂发生基体,焊接样品具有较差的高温持久性能。940℃/2h AC+600℃/8h AC的固溶+时效处理,焊缝熔合区的α′马氏体转变为尺寸较大的片层α相,并且沿原始凝固β晶界存在尺寸较大的连续或断续棒状α析出带,该析出带使得焊接样品在室温拉伸时沿焊缝发生脆性沿晶断裂,该热处理后合金具有较好的高温持久性能。