X80管线钢的焊接冷裂纹试验

为了实现焊接时焊缝金属的纯净化与晶粒细化,减小焊缝的裂纹率.通过碳当量计算公式,判断X80管线钢的淬硬倾向;通过小铁研试验计算了在25℃、50 ℃、100 ℃和150 ℃的预热温度下X80管线钢的焊接裂纹率;利用金相方法分析了裂纹的性质和不同预热温度时焊接接头熔合区的金相组织.结果表明:X80管线钢淬硬倾向较小,焊后一般不需要热处理,小铁研试验出现的裂纹为冷裂纹;随着预热温度的升高,裂纹率显著降低;焊接接头熔合区显微组织为粒状贝氏体 板条贝氏体 铁索体,随着预热温度的升高,线能量的降低,晶粒粗化现象得到缓解,粒状贝氏体组织增加,降低了冷裂纹敏感性.     

基于E9015-B9焊条的P91与P22异种钢接头组织与性能分析

通过斜Y坡口拘束冷裂纹试验评价了E9015-B9焊条焊接的异种钢P91与P22焊接接头的冷裂纹倾向,并对不同预热温度下焊接接头的组织和硬度分布进行了分析。结果表明:预热温度100和150℃时,P91与P22异种钢焊接接头的裂纹率为零,因此预热温度不应低于100℃。预热到100℃时,P91侧热影响区和焊缝区组织均为马氏体+少量的贝氏体,P22侧热影响区组织为马氏体+铁素体+少量的贝氏体;从P22到P91焊接接头的硬度分布呈现先上升后下降的变化趋势;随着预热温度的升高,硬度值随之降低。     

预热温度对10Cr9Mo1VNbN钢接头组织和性能的影响

通过对不同预热温度下E9015-B9焊条焊接10Cr9Mo1VNbN钢焊接接头的组织和硬度分布进行分析,并通过插销试验测试了10Cr9Mo1VNbN钢焊接接头的冷裂纹倾向。结果表明:室温下HAZ组织为马氏体+残余奥氏体,焊缝区组织为马氏体+铁素体;预热到100℃时,HAZ组织为回火马氏体+少量贝氏体,焊缝区组织为回火马氏体+铁素体+少量贝氏体;预热到150℃时,HAZ为回火马氏体+贝氏体,焊缝区组织为马氏体+铁素体+贝氏体;焊接接头的硬度呈马鞍形变化趋势,HAZ硬度最高,母材区硬度最低;随着预热温度的升高,焊接接头的硬度整体呈现下降趋势;焊接接头的临界断裂应力随预热温度的提高而增大,在室温和100℃下插销试验的临界断裂应力较小,10Cr9Mo1VNbN钢的冷裂纹倾向较大,预热150℃时,焊接接头临界断裂应力明显提高,高达667 MPa。     

预热对30CrMnSiNi2A超高强钢焊接冷裂纹敏感性的影响

冷裂纹是30CrMnSiNi2A超高强钢焊接面临的主要问题之一.采用插销冷裂纹试验研究了预热温度对30CrMnSiNi2A钢的冷裂纹敏感性的影响,并采用扫描电镜对插销试样进行了断口分析.结果表明,当预热温度在20～400℃范围内,焊接接头冷裂纹敏感性随预热温度的提高而显著降低;插试样的冷裂纹扩展区断口为沿晶与解理形貌2种,随着预热温度的升高,沿晶形貌所占比例逐渐减少,解理形貌比例增加.     

兴澄1100 MPa级超高强钢Q1100E焊接性试验研究

通过斜Y坡口焊接冷裂纹试验、金相分析和力学性能测试等方法,对兴澄Q1100E超高强钢板焊接接头裂纹敏感性和组织性能进行了研究。结果表明,Q1100E钢焊接接头焊缝组织以贝氏体和针状铁素体为主;粗晶区为粗大马氏体组织,硬度最高;细晶区为细小贝氏体组织;不完全相变区为贝氏体和铁素体两相组织,硬度最低;预热温度高于75℃可避免焊接冷裂纹的产生。随着热输入的提高,焊接接头强度下降明显,低温冲击韧性变化不大。     

A517Q齿条钢的焊接性

通过斜Y坡口焊接裂纹试验、焊接热影响区最高硬度试验和焊接接头力学性能试验,系统地研究了A517Q齿条钢的焊接性. 结果表明,在拘束焊接时,A517Q齿条钢的焊接冷裂纹敏感性随钢板厚度由30 mm增大至60 mm而增大;提高预热温度有助于降低该钢的焊接冷裂倾向和热影响区的淬硬程度. 177.8 mm厚A517Q齿条钢板的焊接接头具有高强度和高韧性,能够满足使用性能要求;焊接热影响区的显微组织以低碳板条马氏体和板条贝氏体为主,该区硬度明显高出焊缝区和母材区,淬硬倾向较大,存在一定的冷裂风险.     

30CrNi3MoV焊接性及接头组织性能

采用实际焊接与焊接热模拟相结合的方法,研究了30CrNi3MoV高强度钢焊接接头的显微组织和力学性能。分析表明,30CrNi3MoV钢在不预热的条件下焊接,裂纹率较高;预热温度高于100℃时,裂纹消失。冷速过高,靠近熔合区的HAZ区易产生淬硬组织。靠近熔合区的焊缝区有较多沿晶界分布的先共析铁素体,削弱了晶界强度,裂纹易滋生,而焊缝区产生的针状铁素体对阻止裂纹扩展是有利的。利用焊接热模拟技术模拟并分析HAZ不同区域的组织。     

准贝氏体耐磨钢板焊接性能的研究

利用埋弧自动焊及手工电弧焊焊接试验，研究了准贝氏体钢耐磨板的焊接热裂纹及冷裂纹敏感性，结果表明，150℃以上预热斜Y型坡口焊接冷裂纹率为零；不预热焊接热裂纹敏感性较低；焊接接头具有良好的强韧性。     

ZG30Cr06A钢焊接工艺性及接头的力学性能研究

采用气体保护焊(GMAW)对30 mm的煤矿机械液压支架的柱窝材料ZG30Cr06A板进行了斜Y型坡口焊接裂纹试验和对接焊试验,研究了ZG30Cr06A钢的焊接工艺性和焊接接头的力学性能。结果显示,在室温条件下进行斜Y型坡口裂纹试验,裂纹率达100%;随着预热温度的增大,裂纹率逐渐降低,在预热温度为100℃及以上时,不会出现冷裂纹。在预热温度为150℃,对ZG30Cr06A钢板进行对接焊,焊缝未发现裂纹。对焊接接头进行拉伸性能、弯曲性能和冲击性能试验,各项性能均满足要求。     

HSLA80钢焊接冷裂纹敏感性研究

采用理论计算、热影响区最高硬度试验和小铁研试验方法研究了HSLA80钢的冷裂纹敏感性.结果表明,与强度级别相同的12Ni3CrMoV钢相比,HSLA80钢具有更为优异的抗冷裂纹敏感性,其焊接热影响区淬硬倾向较小,在-5℃～0℃以及低于4000Pa绝对湿度下不预热焊接均具有良好的焊接性能.     

国产T23钢焊接冷裂纹敏感性插销试验研究

采用插销试验方法测定了国产T23钢在不预热、预热150℃和预热250℃三种焊接工艺条件下的临界断裂应力,观察了断口形貌及断口附近的显微组织,综合分析了该钢的焊接冷裂纹敏感性.结果表明,不预热条件下T23钢插销的临界断裂应力高于其屈服强度,粗晶区为板条马氏体和下贝氏体混合组织,插销断口为解理和准解理特征,并出现二次裂纹;随着预热温度的升高,插销临界断裂应力增大,粗晶区下贝氏体比例增多,马氏体比例相应减少,插销断口二次裂纹减少,解理面缩小,材料的塑性增加,对裂纹的阻碍作用增强.说明国产T23钢的冷裂纹敏感性很小,预热能明显改善其抗冷裂纹能力.     

基于铁研试验的X80钢焊接裂纹倾向探讨

探讨了铁研试验中涉及的X80钢焊接裂纹倾向。结果表明,X80管线钢试样断面裂纹率随工件预热温度的提高而减小。启裂于根部应力集中处、沿熔合区扩展裂纹的性质属于氢致冷裂纹。当冷裂纹三要素集中于X80管线钢熔合区粗晶区时,该区成为接头的薄弱环节,极易形成裂纹。在裂纹影响因素中,熔合区组织特性是裂纹产生的必要条件,应力水平和氢的分布特征则是充分条件。焊接工艺与裂纹关系实质上反映的是焊缝中氢和应力与裂纹间的关系。工程上常用焊缝中残留的扩散氢量最小化、不足以引发氢致冷裂纹的"焊缝金属低氢化"综合工艺,并获得了满意的效果。     

调质型贝氏体高强Q550D厚板焊接性试验

采用混合气体保护焊实心焊丝焊接50mm规格的Q550D调质贝氏体高强钢。采用斜Y裂纹敏感性试验、焊接热影响区最高硬度试验研究了Q550D钢板冷裂敏感性。进行了对接接头试验、焊后520℃×2h消除应力处理,通过金相显微镜、拉伸试验、硬度试验、冲击试验等系统评价了Q550D的焊接工艺性。结果表明,Q550D钢板在4℃不预热情况下焊接,淬硬倾向不明显。50mm规格Q550D配套焊丝GHS-70的预热温度为50℃时即可避免冷裂纹的产生。焊接接头性能良好,焊后520℃×2h消除应力热处理对热影响区和母材的性能没有不利影响。     

Q960E高强钢焊接试验研究

采用斜Y形坡口焊接裂纹试验分析了Q960E钢的焊接接头裂纹敏感性,研究了焊接工艺对焊接接头性能和组织的影响。试验研究结果表明:采用自制的实心焊丝配合φ(Ar)80%+φ(CO_2)20%保护气焊接厚度为25 mm的Q960E高强钢,当预热温度达到180℃以上时,可有效防止焊接冷裂纹的产生。采用合理的焊接工艺焊接Q960E钢对接接头,焊接接头的综合性能良好,能够满足工程需要。焊接接头焊缝中心的板条状马氏体和下贝氏体组织,热影响区板条状马氏体和粒状贝氏体组织保证了焊接接头的良好强度和韧性。     

水下湿法焊接裂纹敏感性试验

潜水焊工在水深2m的水池里,使用水下专用焊条进行EH36和16Mn试板湿法焊接试验。依据GB4675.1-1984斜Y型坡口焊接裂纹实验方法,评价水下湿法焊接接头的冷裂纹敏感性。小铁研实验表明,水下湿法焊接接头的抗裂性很差,裂纹率基本为100%。裂纹是从根部产生,沿着熔合线向焊缝表面或者焊缝表面熔合线区域扩展。同时提出了水下湿法焊接冷裂纹防止的一些建议。     

新型转子钢25Cr2Ni4MoV的焊接性及接头性能

根据新型转子25Cr2Ni4MoV成分和合金特点,分别进行HAZ硬度、斜Y坡口裂纹、冷裂纹插销试验等,由试验结果可知,该钢种的冷裂纹敏感性强,焊接时预热温度应大于300℃。对接头常温力学性能和高温短时拉伸测试,结果表明该钢焊后的接头强度接近母材,塑性较好,焊缝的冲击韧性较高,接头微观组织为回火贝氏体和少量铁素体组织,断口由脆性断裂区和纤维断裂区组成,脆性断裂区为沿晶和准解理,随着预热温度的提高,沿晶成分减少,准解理部分增多。     

42CrMo钢与Q235钢焊接冷裂敏感性研究

采用理论计算、维氏硬度试验及斜Y形坡口焊接裂纹试验方法研究42CrMo钢与Q235钢焊接的冷裂纹敏感性。结果表明,中碳调质钢42Cr Mo的碳当量w(C)_(eq)为0.911 7%,具有很大的淬硬倾向,极易产生冷裂纹;斜Y形坡口试验结果表明,随着预热温度的变化,表面裂纹率没有发生改变,断面裂纹率显著降低。在预热300℃,焊后550℃保温3 h,42CrMo钢一侧的粗晶区及焊缝淬硬组织减少,维氏硬度均低于HV5350,该焊接工艺下可获得抗裂性优良的焊接接头。     

特高压输电铁塔用Q420低合金高强钢焊接性能研究

以特高压输电铁塔用Q420低合金高强钢为研究对象,采用理论分析与试验的方法对其焊接性能进行了评价。结果表明,试验钢存在淬硬倾向,有一定的冷裂纹敏感性。焊接时需进行预热,理论计算的预热温度为77℃。实际焊接试验预热50℃时,焊接接头未发现裂纹,焊接接头抗拉强度为566 MPa,D=42 mm,180°弯曲合格。焊缝和热影响区冲击韧性优良,热影响区由于粗化冲击性能略低于焊缝,同时有轻微的硬化现象。焊接焊接接头焊缝区为先共析铁素体+针状铁素体组织,过热区为粗大贝氏体,正火区为细小的铁素体+珠光体组织。     

X100管线钢焊接冷裂纹敏感性

采用E10018焊条进行了斜Y形坡口焊接裂纹试验,结合数值模拟方法对X100管线钢焊接冷裂纹敏感性进行了研究,分析了预热温度对热影响区显微组织、接头硬度分布、应力应变状态的影响规律. 结果表明,X100管线钢具有一定的焊接冷裂纹敏感性,采用不高于100℃预热可以降低冷裂纹敏感性;100℃预热时裂纹率为0,此时粗晶区显微组织不是很粗大、M-A组元数量最少、硬度较低,且残余应力和应变水平都较低;但预热温度大于150℃时,粗晶区晶粒粗大、M-A组元数量增加,且接头中等效残余应力、应变水平升高,导致冷裂纹敏感性增加. 建议采用100℃进行预热.     

30CrMnSiNi2A钢异质焊接及接头力学性能研究

以HTJ-3焊条为对比焊条,应用插销试验研究了HTG-1焊条焊接调质态30CrMnSiNi2A钢的冷裂纹敏感性,分析了预热温度对冷裂纹敏感性的影响,测试了HTG-1焊条所焊接头的力学性能。结果表明:采用HTG-1焊条可以有效地降低该钢焊接冷裂纹敏感性;预热温度增加,抗冷裂效果更好。焊缝金属冲击韧度远大于母材,对试验温度不敏感,断口为韧性断口;焊接接头拉伸试样断裂于焊缝,强度远低于母材。