低合金高强钢焊接接头组织性能研究

本文结合实际生产条件根据“低强匹配”原则,选取JM-100焊丝搭配WQ960高强钢的Ar（80％）＋CO2（20％）混合气体保护焊工艺,在无预热、层间温度小于150℃的条件下进行多层多道焊接。对WQ960高强钢焊接接头进行了拉伸、冲击力学性能试验,并利用光学显微镜对WQ960高强钢的焊接接头的微观组织及断口进行分析。研究了焊接热输入对接头强度、焊缝和冲击韧性的影响,分析了微观组织对接头强韧性的影响以及该钢在实际生产条件下的焊接适应性。测试结果表明,在本试验条件下该钢力学性能良好,接头最大抗拉强度为865．3MPa,-20℃条件下的冲击功为50～66J,达到设计要求。     

980MPa级高强钢焊接接头HAZ的组织和性能

采用焊接热模拟的方法,研究一种980 MPa级低碳贝氏体高强钢焊接接头HAZ不同区域,通过对各个区域的组织及相的分析,以及相应的拉伸及冲击试验研究了此类高强钢的组织和性能.结果表明,粗晶区的冲击性能最好,细晶区的冲击性能最低,为热影响区的薄弱环节.粗晶区组织为均匀粗细相间的板条贝氏体组织;在板条贝氏体上弥散析出碳化物;板条贝氏体界面上的奥氏体薄膜的存在是粗晶区韧性提高的原因.细晶区为孪晶马氏体+少量的板条马氏体,孪晶马氏体是导致细晶区性能下降的主要原因.

Abstract：

Microstructure and mechanical properties of HAZ of 980 MPa low carbon bainite high strength steel joints were studied . The different regions of welded joint HAZ were simulated by welding thermal simulation technique. Microstructure observation, phase analysis, and corresponding tensile and impact test for different regions of welded joint HAZ were taken. The results indicate: the impact property of coarse grain zone is the best, while the impact property of fine grain zone is the worst. So the fine grain zone is the weakest part of the welded joint. Microstructure of coarse grain zone is uniform interweaved coarse and fine lath martensites, and precipitation acicular ferrite are distributed between the lath martensites. Toughness of coarse grain zone is increased owing to the austenite thin film adherent lath martensite interface. Microstructure of fine grain zone are twin martensite and a small number of lath maarten-site, only minor acicular ferrite are distributed in the twin martensite . Toughness of fine-grained zone was decreased owing to twin martensite.     

800 MPa级高强钢焊接接头组织及力学性能

采用焊条电弧焊和气体保护焊两种方法,分别对具有良好抗焊接裂纹敏感性的800 MPa级船体用钢对接接头进行两种工艺的焊接,并对其焊接接头进行显微组织分析和力学性能试验. 结果表明,两种焊接方法焊缝组织主要为交织分布的板条马氏体、贝氏体,以及一定量的针状铁素体,板条间有残余奥氏体,SMAW(焊条电弧焊)焊缝宏观金相可见明显氧化夹杂;两种焊接方法所得焊接接头具有相似的硬度分布,抗拉强度相当,且均断在母材,但SMAW侧弯试验件出现0.5 mm裂纹;?50 ℃下SMAW接头冲击韧性低于GMAW(气体保护焊)接头,SMAW断口由河流花样的准解离小刻面和少量的韧窝组成的撕裂棱构成,属于韧-脆混合断裂,GMAW断口由小且深的韧窝构成,属于典型的韧性断裂.     

610MPa级大热输入高强钢焊接性能热模拟研究

利用Gleeble1500热模拟试验机研究了610 MPa级高强度钢板在60～120 kJ/cm热输入下的焊接热影响区性能,分析了影响焊接性能的显微结构因素.试验结果表明:试验钢在60～100 kJ/cm的大热输入焊接热模拟后拉伸强度和低温韧性良好,而在120kJ/cm大热输入下机械性能下降较大但仍满足要求;试验钢中大量弥散分布的细小TiN粒子在热循环过程中能够钉扎奥氏体晶界和促进铁素体晶内形核,能有效抑制热影响区组织长大,保证了试验钢的大热输入焊接性能.     

细晶Q420低合金高强钢焊接接头组织性能研究

采用CO2气体保护焊对细晶Q420低合金高强钢进行焊接,用光学显微镜、扫描电镜分析了焊接接头显微组织及断口形貌,试验测试了焊接接头拉伸、弯曲及冲击性能.结果表明,细晶Q420钢母材由晶粒细小的铁素体和珠光体构成,选用ER55-G焊丝所得焊接接头焊缝金属具有比母材更高的抗拉强度,焊缝及热影响区均具有良好的冲击性能,断口为典型韧窝状延性断裂形态.在所选焊接工艺参数下,其热影响区表现出比焊缝金属更好的冲击性能.     

热轧高强双相钢焊接性研究

对DP600热轧双相高强钢板的焊接性进行了系统研究.对于不同焊接热输入下热轧双相高强钢板焊接接头强度性能、显微硬度分布、冲击韧度及显微组织分析表明,气体保护焊粗晶区硬度高韧度低,细晶区组织细小,激光焊粗晶区域较窄,其焊接热影响区冲击韧度较高;DP600热轧双相高强钢板焊接热影响区以铁素体与贝氏体为主,同时在铁素体基体上弥散分布细小碳化物.     

980MPa级高强钢焊接性的研究现状

近年来工程结构轻量化战略的实施,使人们对980MPa级高强钢的焊接更为关注,980MPa级高强钢焊接性问题是当前研究的热点之一。文中从焊缝强韧性匹配、裂纹敏感性和热影响区组织性能三个方面,概述了近年来国内外980MPa级高强钢焊接性的研究现状,对于推动980MPa级高强钢的焊接及应用具有重要意义。     

储罐用610 MPa大热输入高强钢焊接接头性能及组织研究

研究了储罐用610 MPa级大热输入高强度钢板采用气电立焊和埋弧横焊焊接对接接头的组织及性能.结果表明,焊接对接接头的拉伸强度、低温冲击和冷弯性能优良,性能指标富余量大,淬硬倾向小,钢板完全可以应用于10万立方米及以上大型石油储罐的建造.储罐用610 MPa级大热输入高强度钢板焊接热影响粗晶区组织比母材组织有所粗化,以板条贝氏体和粒状贝氏体为主,基体和晶界存在少量形状较为圆滑的M-A岛.钢板中存在大量的TiN粒子有效钉扎奥氏体晶界和促进铁素体晶内形核,抑制了焊接热影响区组织粗化和先共析铁素体、粗大M-A岛的形成,是保证610 MPa大热输入高强钢焊接性能的关键.     

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。     

900 MPa高强钢低匹配焊接研究及应用

首次对液压支架用屈服强度900 MPa高强钢的焊接性进行了研究.采用热模拟的方法测定了SHT900D钢焊接CCT图,对SHT900D钢强韧性匹配焊接进行了试验研究.通过斜Y型坡口试验、插销试验及热影响区最高硬度等抗裂性试验对低匹配焊接工艺进行了优化设计,研究成果已成功应用于6.2,6.3m高端液压支架的焊接中.     

1700 MPa级高强钢焊接工艺试验及工艺评定

1700 MPa级高强钢是为新型装备开发的新型材料,该材料的核心技术为纳米析出相强化技术和组织精细化控制技术,使其兼备高强度和高韧性,解决了车辆材料强韧性匹配难度大的问题。对1700 MPa级高强钢进行了焊接接头力学性能试验、焊接裂纹敏感性试验和焊接工艺评定,为该1700 MPa级高强钢的应用提供了试验依据。     

1OOO MPa级高强钢焊接热影响区组织和韧性

利用Gleeble-1500热模拟试验机进行1 000MPa低碳QT钢不同焊接热输入的热模拟试验,研究了焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)组织与韧性及其变化规律.结果表明,一次热循环后,随着热输入的增加,冲击韧度先是增加然后下降,组织由马氏体向马氏体(M)与贝氏体(B)的混合组织转变,粗大的M和B组织及板条间和板条内碳化...     

980MPa级高强钢焊接接头HAZ冲击性能的分析

采用焊接热模拟方法,对NiCrMoV系980MPa级低碳贝氏体高强钢焊接接头HAZ单次及多次热循环进行了热模拟试验.在室温和-50℃下研究了该钢焊接接头HAZ不同区域的冲击性能.结果表明,在室温和-50℃粗晶区的冲击性能最好,细晶区的冲击性能最差,为焊接接头的薄弱环节;二次粗晶区循环改善其性能,二次细晶区循环降低其性能;粗晶区晶粒比较粗大主要为低碳板条贝氏体组织;断口上表现为大而深的韧窝的融合,且韧窝之间融合较紧密;细晶区晶粒细小主要为孪晶马氏体,断口上表现为小而浅韧窝之间的连接,存在少数较大的韧窝.     

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。     

800MPa及以上低合金高强钢焊接现状

本文从高强钢接头区焊接裂纹及扩展、高强钢焊接焊缝的组织及影响因素、高强钢焊接热影响区组织及力学性能几个方面综述了国内外低合金高强钢焊接的研究现状及发展趋势。     

工程机械中的低合金高强钢焊接技术

为了防止低合金高强钢焊接冷裂纹以及焊接接头热影响区过热,根据一定的接头形式选用匹配的焊接材料,并采用能量集中且热输入小的熔化极气体保护焊,调整焊接线能量和预热温度,控制焊接热循环,寻求最佳的t8/5(800℃～500℃的焊接冷却时间),从而有效地避免低合金高强钢焊接冷裂纹的产生,并获得良好的焊接接头力学性能。工程机械生产实例表明,采用适当的工艺措施并加强过程质量控制,可以保证产品的焊接质量。     

400MPa级超级钢不同焊接方法焊接接头组织性能分析

采用手工电弧焊，二氧化碳气体保护焊，等离子弧焊焊接400MPa级超级钢，并对焊接接头显微组织及力学性能作了分析研究，结果表明，实际生产中可以应用二氧化碳气体保护焊焊接400MPa级超细晶粒钢。     

高强钢板焊接工艺及焊接接头组织性能研究

为满足某工程对高强韧钢板S700MC进行大批量焊接的要求,保证焊接质量,在工程初期对其焊接工艺及焊接接头组织性能进了试验研究.结果表明:从保证S700MC接头韧性角度考虑,热输入应控制在1.5 kJ/mm以下,同时不推荐焊后热处理,如果采取热处理,温度可考虑选择530℃以下.     

工程机械厚板高强钢D-Arc高效焊接工艺

采用D-Arc焊接方法对工程机械用Q690D厚板开展了对接和T形接头进行焊接试验,对焊接试样的焊缝成形、显微组织和显微硬度进行了分析,并开展了拉伸、弯曲和冲击的力学性能测试。结果表明,25 mm板厚对接接头和30 mm T形接头采用D-Arc焊接技术,相对于常规气保焊,不仅焊接道数少1/3以上,且熔深明显增大,焊缝成形美观。在较大的焊接电流参数下,微观组织没有出现异常的粗化,热影响区最高硬度和软化区的最低硬度与母材的硬度相比,未出现异常。拉伸性能、弯曲性能和冲击性能测试均合格。     

船体高强钢焊接接头质量控制的研究现状

研究了船体高强钢焊接接头焊缝区、热影响区和母材区对接头性能的影响。探讨了改善焊接接头塑、韧性及强度控制的技术手段。利用计算机模拟焊接区域温度场分布和焊缝金属组织凝固过程,并依据模拟出的最佳条件冶炼钢种进行验证实验。结果表明,这种方法可以有效改善焊接接头质量。船体高强钢焊接与计算机模拟相结合是未来的发展方向。