Q235B+304薄内衬复合管对接焊缝组织与性能

针对复层无法单独施焊的0.6 mm+4.0 mm的Q235B+304薄内衬复合管，采用过渡层+两层盖面层的3道次焊接方法及钨极氩弧焊（TIG），分别采用常用的ER309L焊丝、ERNiCrMo-3镍基合金焊丝及带药皮的TGF309L焊丝进行过渡层的焊接，采用ER70S-6焊丝进行盖面层焊接，设计了3种焊接方案，对焊接接头进行了显微组织分析、拉伸、硬度测试，重点分析过渡层焊缝性能，验证采用过渡层+两层盖面层的3道次焊接方法对薄内衬复合管进行焊接的可行性，并对3种过渡层焊材的焊接接头性能进行比较。结果表明，3种焊接方案的焊缝成形良好，3种过渡层焊材与复合管之间均具有良好的焊接性；采用ER309L和TGF309L焊丝的过渡层焊缝为奥氏体加少量蠕虫状铁素体组织；采用ERNiCrMo-3焊丝的过渡层焊缝由细小的富镍奥氏体等轴晶及晶间组织构成；采用ER70S-6焊丝的盖面层焊缝为板条状马氏体组织。3组焊接接头抗拉强度均达到复合管基层母材基本要求，基层母材-过渡层焊缝的熔合线附近均会由于发生碳迁移导致局部硬度增大，这是接头的薄弱环节。     

X80管线钢的接头组织和力学性能研究

以X80管线钢为研究对象,通过对X80管线钢采用气保焊封底+全自动焊填充、盖面(工艺1)和气保焊封底+自保护药芯半自动焊填充、盖面(工艺2) 2种焊接工艺,并且对其焊接接头试样进行显微组织分析、力学性能、冲击和硬度试验。结果发现,工艺2的焊缝区显微组织主要由马氏体和奥氏体组成,其中马氏体主要形态为准多边形铁素体,奥氏体则主要分布在铁素体的晶内及晶界上。工艺2的焊接接头盖面层和根焊层的硬度均小于工艺1焊接接头相同部位的硬度。工艺2的焊接接头比工艺1的焊接接头具有更高的抗拉强度、更高的焊缝冲击吸收功和较低的焊接接头硬度。     

钢板对接接头立焊位置的氩电联焊工艺

钢板对接接头立焊是焊接的基本操作方法,以尺寸规格为300 mm×150 mm×12 mm的20钢板件为例,采用Φ2. 5mm的H08Mn2SiA实心焊丝通过钨极氩弧焊进行打底层的焊接,选用Φ3. 2 mm和Φ4. 0 mm两种规格的E5015焊条进行填充层和盖面层的焊接,介绍了板状试件立位氩电联焊的焊前准备、组对和定位焊接、打底层焊接及填充层与盖面层焊接的工艺要点,说明了避免缺欠的焊接操作技巧和注意事项。结果表明,采用合适的试件钝边角度、组对间隙和焊接角度运条方式等焊接参数,可以获得合格的焊缝。     

船用高强钢双丝窄间隙GMAW组织与性能研究

采用自行研制的双丝窄间隙熔化极气体保护焊(GMAW)焊接系统,对32 mm厚船用高强钢厚板进行了多层单道窄间隙GMA焊接,对其焊接接头进行了组织分析和性能测试.试验结果表明:在适宜的焊接参数下,双丝窄间隙GMAW能够获得无侧壁未熔合及其它宏观缺陷成形良好的焊缝;接头热影响区小,抗拉强度高,无软化及脆化现象,冲击韧性和硬度分布均满足使用要求.     

Q345B钢CO_2气体保护焊接接头组织与性能的研究

采用CO_2气体保护焊对不同厚度的Q345B钢板进行对接试验,通过光学显微镜和显微硬度计对焊接接头组织和显微硬度进行测试分析。研究结果表明:Q345B钢板焊接接头的母材区为铁素体和珠光体,热影响区为魏氏体、针状铁素体、白色网状二次渗碳体、片状珠光体及少量粒状贝氏体,焊缝区为细晶铁素体、块状铁素体及部分珠光体。随着钢板厚度增加,焊道层数随之增加,焊缝金属高温停留时间增长,铁素体组织越粗大,珠光体含量增加;热影响区、焊缝区平均显微硬度均大于母材硬度,随着板厚增加,焊缝平均显微硬度增高,焊缝区层间硬度波动增加,其填充层显微硬度最高。     

竖直方向低稀释率射流堆焊方法研究

通过改造传统的MIG焊接系统,使电弧在钨极与焊丝间稳定燃烧,建立竖直方向堆焊系统。通过改变堆焊工艺参数,分析了焊接电流、焊接速度、钨极到工件表面距离对焊缝成形的影响。对堆焊层的显微组织、显微硬度、拉伸及冲击性能进行分析。结果表明,与传统立焊相比,焊缝成形美观,无宏观缺陷,飞溅小,焊接效率高;堆焊层显微组织主要有先共析铁素体、侧板条铁素体及针状铁素体;堆焊层硬度高于基体,且其拉伸、冲击性能符合标准要求。     

SA210GrA1/304L不锈钢复合钢管的焊接工艺与接头性能分析

使用国产焊条E308-16焊接SA210GrA1/304L不锈钢复合钢管,对焊缝进行金相观察及拉伸、弯曲、冲击试验,并对断口形貌进行电子扫描分析(SEM)。结果表明:用ER70S-6焊丝氩弧焊打底,焊接电流为116~117A,用E308-16焊条进行过渡焊和盖面焊,焊接电流为68~76A,电弧电压均为18 V,可获得性能良好的焊接接头。打底层焊缝组织为铁素体和珠光体,过渡层与盖面层焊缝组织为奥氏体,未出现大面积的脆性组织。焊缝的抗拉强度为600MPa,断后伸长率为41%,过渡层的焊缝区20℃冲击吸收功大于65 J,焊接接头的韧性比较好,弯曲试验后焊缝处未出现明显裂纹。     

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接工艺实验

焊剂带约束电弧的行为已有基本的认识,用于超窄间隙焊接有明显的优势.在间隙宽度为4mm、钢板厚度为30mm的I形坡口中,进行多层单道焊剂带约束电弧超窄间隙焊接试验.整个焊接接头要通过根焊、填充焊和盖面焊来完成,通过试验分析得到各焊道所对应的焊接工艺参数.这种超窄间隙焊接方法线能量低,约为0.6kJ/mm;所得到焊接接头的热影响区宽度窄,约为1.3 mm;采用常规的CO2气保焊焊丝H08Mn2Si,超窄间隙焊缝硬度比CO2气保焊焊缝硬度提高60％.     

30mm厚钛合金TC4磁控电弧窄间隙TIG焊接接头组织及力学性能研究

对30 mm厚钛合金TC4板材进行磁控电弧窄间隙TIG焊接试验,并对其接头组织与力学性能进行检测分析,包括金相组织、拉伸强度、冲击韧性及显微硬度。通过优化焊接工艺试验,得到了外观成形美观、保护效果良好,未见宏观缺陷的窄间隙焊接接头。焊缝显微组织主要由片状α相、β相及细针状马氏体α'相组成。磁控电弧窄间隙TIG焊接中电弧在窄间隙坡口中进行周期性摆动,能够降低焊接热输入的同时保证侧壁充分熔合,得到的热影响区与常规TIG焊接方法相比要窄,宽度大约为1~2 mm。对接头进行拉伸试验,断裂位置均在焊缝处,断裂方式为韧性断裂,接头抗拉强度可达到母材的96%以上。接头热影响区硬度值最高,焊缝中心区显微硬度最低,整个接头的硬度峰值出现在热影响区的粗晶区,但未见明显的硬化及软化区域。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢超窄间隙焊接接头组织与性能分析

采用超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接方法进行了1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的超窄间隙焊接试验,并对所得超窄间隙焊接接头的组织及性能进行了测试和分析。结果表明,1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢超窄间隙焊接接头的根焊焊缝区晶粒为等轴晶,而填充焊和盖面焊的焊缝区晶粒则为粗大的柱状晶。等轴晶和柱状晶的基体均为奥氏体,晶粒内部均分布有少量板条状铁素体。超窄间隙焊接接头的填充焊缝和根焊焊缝具有与母材相当的硬度,而盖面焊缝的硬度则略低于母材。超窄间隙焊接接头除了收缩率和冲击功比母材的略低外,抗拉强度、屈服强度及伸长率明显高于母材所对应性能的最低值。此外,试验还测得超窄间隙焊接接头的腐蚀速率为0.417 g/(m2·h),该值明显低于母材的腐蚀速率。     

核电CV厚板窄间隙摆动自动焊接工艺参数研究

CAP1400核电站CV模块钢板(SA-738 Gr.B)窄间隙自动焊具有填充量小、焊接效率高的特点。首先采用特制的窄间隙焊枪开展单一变量试验,研究窄间隙坡口内摆动速度、侧壁停留时间、焊接电流、焊接速度和焊丝尖端到侧壁距离等参数对焊缝熔深、余高和侧壁熔深的影响规律。结果表明,在窄间隙坡口内,摆动速度对焊缝熔深的影响最大;焊接电流和焊接速度对余高影响最大;焊丝尖端到侧壁距离对侧壁熔深影响最大,并确定了最优焊接参数范围。其次采用最优参数对试板进行焊接并测试其力学性能,结果表明,其拉伸性能及冲击性能均高于母材要求值。这为后续进一步进行CV窄间隙自动焊工艺工程应用研究提供了理论基础和参考。     

高强钢摆动电弧窄间隙GMAW组织与性能研究北大核心

采用摆动电弧窄间隙GMAW方法对42 mm厚的10Ni5Cr Mo V钢进行了焊接,并对其接头形貌、显微组织、硬度分布、拉伸性能和冲击韧性进行了测试分析。结果表明,该方法得到了成形良好、无任何宏观缺陷的窄间隙焊缝;焊缝组织由针状铁素体和粒状贝氏体及少部分马氏体组成;热影响区中的过热区以粗大的板条状马氏体组成,是整个焊接接头最薄弱区域,但其宽度较窄;窄间隙焊接接头具有较好的强度和韧性,无软化及脆化现象,满足使用要求。     

高强钢摆动电弧窄间隙GMAW组织与性能研究

采用摆动电弧窄间隙GMAW方法对42 mm厚的10Ni5Cr Mo V钢进行了焊接,并对其接头形貌、显微组织、硬度分布、拉伸性能和冲击韧性进行了测试分析。结果表明,该方法得到了成形良好、无任何宏观缺陷的窄间隙焊缝;焊缝组织由针状铁素体和粒状贝氏体及少部分马氏体组成;热影响区中的过热区以粗大的板条状马氏体组成,是整个焊接接头最薄弱区域,但其宽度较窄;窄间隙焊接接头具有较好的强度和韧性,无软化及脆化现象,满足使用要求。     

铝硅镀层钢激光填丝焊接接头组织和性能

对铝硅镀层热成形钢进行激光填丝焊接试验,研究填充焊丝对焊接接头显微组织、力学性能及拉伸失效机制的影响. 结果表明,在激光自熔焊条件下,焊缝中平均Al元素含量为1.90%(质量分数),显微组织为马氏体和粗大的δ铁素体,焊接接头抗拉强度和断后伸长率分别为1 340 MPa和1.80%,因δ铁素体与马氏体之间存在显著的硬度差(142 HV),拉伸时裂纹源于δ铁素体和马氏体之间的相界面. 在激光填丝焊条件下,焊缝平均Al元素含量降低至0.96%,由于填充焊丝对铝的稀释作用使得焊缝为全马氏体组织,焊接接头抗拉强度和断后伸长率分别提升至1 510 MPa和4.4%. 因填充焊丝同时对焊缝中的碳也有稀释作用,焊缝中马氏体硬度(491 HV)低于母材中马氏体(523 HV),拉伸时裂纹于马氏体内部萌生并扩展,最终断裂于焊缝.     

钢轨对接超窄间隙焊接试验

利用焊剂带约束电弧超窄间隙焊接方法,对U71Mn钢轨对接进行了探索性试验研究.使用H08Mn2Si焊丝,通过34层焊道将坡口间隙约4 mm的钢轨焊接完成,单层焊接线能量为0.6 kJ/mm.试验表明焊前预热温度大于400℃可有效消除冷裂纹.在不预热的情况下,这种超窄间隙焊接接头热影响区和焊缝的硬度较高;预热可使焊缝硬度下降到与母材相当,同时使热影响区硬度略有下降.     

不同焊接方法下1.4003铁素体不锈钢焊接接头组织与性能

通过拉伸试验、弯曲试验、硬度试验和金相组织分析,研究采用MAG、CMT、PAW、TIG方法焊接的3 mm 1.4003铁素体不锈钢对接接头的常规力学性能和显微组织。结果表明:4种焊接方法下接头的常规力学性能均较为良好;采用奥氏体不锈钢焊丝的MAG、CMT、TIG接头,其焊缝组织均为板条状或网状铁素体和奥氏体,接头硬度较高。PAW不填加焊丝的焊缝组织为与母材同质的块状铁素体,其焊缝硬度不及母材。铁素体晶粒的粗化对接头的强度和硬度有不利影响。     

焊丝匹配对304/Q345异种钢激光-MAG复合焊接头组织和力学性能的影响

采用激光-MAG复合焊方法,选择Cr,Ni含量不同的ER308L,ER309L不锈钢焊丝作为填充材料,填充形式分别为ER308L+ER309L(其中ER309L作为过渡层)和单独ER308L,对304奥氏体不锈钢和Q345低合金钢进行焊接,对所获得的焊接接头进行显微组织、基本力学性能进行分析研究。结果表明:不同的焊丝填充形式下,异种接头焊缝处均出现了下贝氏体、δ-铁素体和奥氏体。焊缝硬度值最高,ER308L填充焊缝达到HV489,ER309L+ER308L焊缝硬度略低,为HV451;热影响区硬度值为HV200~HV250;采用ER308L+ER309L焊丝作为填充金属所得接头的抗拉强度略低于采用ER308L焊丝填充的接头,但其冲击韧性更好。     

7N01铝合金脉冲MIG焊接头组织与力学性能分析

采用脉冲MIG焊接方法分四层焊接12 mm厚7N01铝合金板材,研究了焊接接头的显微组织与力学性能。显微组织结果表明,从盖面层依次到打底层焊道受热循环次数逐渐增加,焊缝组织晶粒越来越粗大,并有明显的交界线;部分熔化区越来越宽,晶粒重熔也逐渐严重。力学性能结果表明,焊缝区硬度明显低于母材硬度,焊接接头的抗拉强度达到312 MPa,断后延伸率9.7%,断裂位置均位于焊缝;焊缝区低温冲击韧性32.5 J/cm2,热影响区低温冲击韧性37.2 J/cm2。试验表明,7N01铝合金采用脉冲MIG焊接方法焊接性能良好。     

旋挖钻机桅杆用16Mn碳素结构钢的双丝埋弧焊接工艺研究

采用双丝埋弧焊接工艺对旋转钻机桅杆用16Mn碳素结构钢进行了不同焊接电流、焊丝间距和焊接速度的焊接试验。研究了焊接参数对焊接接头硬度、力学性能和显微组织的影响,得到了适宜的焊接工艺参数,并提出了焊接过程的质量控制措施。结果表明,随着焊接电流的减小,焊接接头热影响区的显微硬度降低,而焊缝区的显微硬度却逐渐升高;不同焊丝间距下显微硬度峰值都在焊接热影响区,焊丝间距对焊接接头显微硬度影响不大;不同焊接速度下焊接接头焊缝区的显微硬度都要高于母材或与母材相当,热影响区的显微硬度要高于母材和焊缝区。焊缝热影响区组织为针状铁素体、片状先共析铁素体、珠光体。焊接电流为700 A、焊接速度为0.0083 m/s、焊丝间距为0.07 m时焊接接头可以获得最佳的强度和塑性,断裂位置位于母材。     

焊接电流对微弧等离子焊接修复2Cr13叶片接头组织的影响

为使焊接修复的叶片获得理想的接头组织和性能,利用微弧等离子焊接方法对预制缺口的2Cr13叶片采用ER410焊丝进行焊接修复。通过对比不同的电流大小和焊接方法对接头焊缝组织、热影响区宽度及显微硬度的影响,结果表明:当焊接电流大于45 A时,高温回火后的接头组织全为回火索氏体,显微硬度比母材稍高约20 HV10;但焊接电流小于45 A时,焊缝组织中残留大量的δ铁素体,显微硬度显著降低。残留大量δ铁素体是由于焊缝金属中铬当量与镍当量配比不当,且冷却过快,而δ铁素体未来得及相变直接保留至室温。