高强度不锈钢焊带堆焊层力学性能研究

对普通堆焊层与高强度堆焊层焊材、熔敷金属化学成分以及堆焊层焊态、热处理态下拉伸性能进行了试验分析,研究影响容器不锈钢堆焊层拉伸性能的主要因素。研究表明:添加N元素可以提高不锈钢堆焊层的抗拉强度;308L型不锈钢堆焊层抗拉强度和断后伸长率受消应力热处理时间的影响较小;随着消应力热处理时间的增加(0～40h),309L型不锈钢堆焊层抗拉强度先提高后下降,且铁素体含量对309L型不锈钢堆焊层断后伸长率的下降趋势有较大影响。     

不锈钢堆焊层斜探头检测的必要性

在奥氏体不锈钢堆焊层超声检测中,一般用斜探头检测堆焊层下母材中的再热裂纹。随着材料的改进和焊接技术的提高,这种再热裂纹已经非常少见。所以,有些规范和标准已不再要求用斜探头检测堆焊层。文章介绍了几种用斜探头发现的缺陷,强调了用斜探头检测堆焊层的必要性。     

不锈钢堆焊层厚度的测量

叙述了运用磁性法和超声法对核电和化工容器中不锈钢堆焊层厚度进行测量的原理、方法及主要影响因素，比较了这两种方法的测量结果。     

核电设备不锈钢堆焊层的铁素体含量

针对化学分析法和磁性法测得的核电设备不锈钢堆焊层铁素体含量的差异,以及焊接工艺参数和焊后热处理对铁素体含量的影响规律,采用3种焊接方法在16MND5低合金钢上堆焊309L+308L进行试验研究。结果表明:磁性法和化学分析法得到的铁素体含量数据之间存在一定的差距;道间温度和焊接电流的提高会使铁素体含量降低;焊后热处理会降低铁素体含量,热处理温度提高和热处理时间的延长会使铁素体含量进一步降低。     

核电站BOSS焊缝缺陷超声全聚焦检测

核电站BOSS焊缝焊接和服役过程中会产生缺陷,需实施无损检测以保障其安全运行。全聚焦方法(Total Focusing Method, TFM)基于全矩阵捕捉(Full Matrix Capture, FMC)数据进行延时叠加处理,实现成像区域的逐点虚拟聚焦,改善了常规相控阵超声检测(Phased Array Ultrasonic Testing, PAUT)中非聚焦区域成像效果。本文以SKETCH14规格不锈钢BOSS焊缝为例开展TFM成像检测试验。在BOSS焊缝肩部和腹部试块中加工了具有不同深度的10个?2横通孔和3个高度3mm内壁槽,结合焊缝几何结构制定TFM成像检测方案。实验结果表明,与PAUT方法相比,采用TFM方法可实现不锈钢BOSS焊缝内部所有缺陷检出,并提升检测信噪比和定位精度,且槽状缺陷的TFM检测效果优于孔状缺陷。     

奥氏体不锈钢焊缝超声阵列检测方法

在焊接热循环作用下,奥氏体不锈钢焊缝内部呈粗大柱状晶组织,且其取向在焊缝不同区域呈各向异性.针对粗大柱状晶引起的超声波散射和晶粒取向不同导致的声束偏折等问题,进行奥氏体不锈钢焊缝超声阵列检测方法研究.针对超声阵列获得全矩阵数据,发展了一种基于时间反转算子分解的超声阵列信号去噪方法.利用射线追踪法,研究了各向异性介质中超声波传播路径确定方法,并将其应用于奥氏体不锈钢焊缝超声阵列全聚焦成像的声束偏折校正.开展了奥氏体不锈钢焊缝超声阵列检测试验研究.结果表明,基于时间反转算子分解方法可以很好剔除检测信号中的散射噪声,凸显特征回波信息,可将全聚焦成像的信噪比提高10 dB,而波束偏折校正则可以提高超声阵列全聚焦成像中缺陷定位的精度.     

厚壁容器堆焊层剥离超声检测成像系统设计

在石油化工领域及电力系统中存在着一些厚壁容器,以加氢反应器为例,该容器运行在高温、高压及腐蚀介质下,尤其是在临氢状态下,长期使用会导致容器堆焊层的剥离。针对堆焊层剥离检测,开发一套堆焊层剥离超声检测成像系统。该系统主要由三部分组成:机械扫查装置、控制系统和超声检测成像系统,详细介绍各部分的具体组成和功能。该系统的开发,实现了检测过程的半自动化、检测数据和结果的可视化和直观性,提高了检测的效率和检测结果的可靠性。     

2209和2507双相不锈钢堆焊层组织结构及耐蚀性对比

利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪等,对2209和2507双相不锈钢FCAW堆焊层焊态、退火态的组织结构和耐蚀性进行对比研究。结果表明：两种堆焊层焊态时均主要由铁素体α和魏氏体状奥氏体γ组成,在α晶内及α/γ界面处存在少量细条状的二次奥氏体γ2,在α/γ、α/α界面处还存在极少量的点状σ相;两种堆焊层经690℃×8h退火后,σ相和γ2均明显增多。两种堆焊层焊态的耐蚀性均合格,且2507型堆焊层的耐蚀性优于2209型堆焊层;而两种堆焊层退火态的耐蚀性均急剧下降、严重不合格,这主要是由于退火过程中堆焊层内析出大量σ相和γ2所致。     

焊后热处理条件对不锈钢堆焊层氢致剥离的影响

采用自行设计的电解充氢试验方法研究了焊后热处理条件对不锈钢堆焊层熔合区合金元素分布的影响，比较了不同焊后热处理条件对不锈钢堆焊层氢致剥离的影响，试验结果显示：铁、镍、钼元素分布变化不大，熔合线堆焊层侧增碳层宽度增加，氢致剥离的倾向也增大。     

不锈钢堆焊层氢致剥离断裂的途径

本文通过一系列电解充氢试验研究了不锈钢堆焊层的氢致剥离断裂。利用光学显微镜、电子显微镜和微区分析的手段，对试块氨剥离的断裂途径进行了深入的研究。研究表明，氢致剥离裂纹在脆性相解理开裂或脆性相与基体晶粒界面处形核，并沿晶界生长和传播。     

奥氏体不锈钢焊缝的超声探伤方法

总结了直到近几年国内外对奥氏体不锈钢焊缝的研究成果，并介绍了其特殊的探伤方法、所用试块和不同条件下特殊探头的选择。     

不锈钢带极电渣堆焊层金属耐腐蚀性能

采用带极电渣堆焊（ESW）和带极埋弧堆焊（SAW）两种方法在Q235母材上熔敷不锈钢层,分析了这两种方法和不同焊接速度下得到的堆焊层金属的电化学腐蚀及晶间腐蚀性能.电化学腐蚀结果表明,9.8%H2SO4溶液中,当扫描电位低于-300 mV时,堆焊层金属即可进入钝化状态,堆焊层金属（ESW v=8 m/h）的电化学腐蚀性...     

大口径厚壁奥氏体不锈钢管道焊接接头的3D全聚焦相控阵超声检测

介绍了基于全矩阵数据采集(FMC)的全聚焦(TFM)3 D相控阵超声检测技术,并给出了用其检测大口径厚壁奥氏体不锈钢管道焊接接头的实例,可望为3D全聚焦相控阵超声检测的相关应用提供借鉴.     

管道环焊缝的全聚焦检测

全聚焦技术是一种基于全矩阵采集的虚拟聚焦图像后处理技术,全聚焦算法将成像区域分割为多个网格,对每一网格都进行聚焦,使得超声成像结果更加均匀平滑,成像质量优于常规相控阵超声检测方法的质量。根据全聚焦成像的技术特点开展管道环焊缝相控阵超声全聚焦检测工艺方案的研究,参照管道环焊缝试块设计标准设计并制作全聚焦验证试块,针对全聚焦验证试块、全自动超声检测(AUT)校准试块开展相控阵超声全聚焦检测试验。试验结果表明,对于V型坡口,全聚焦成像效果好;对于小角度的自动焊坡口,常规全聚焦检测时接收超声回波困难,存在检测灵敏度低的问题;通过对全聚焦算法的优化改进,提高了小角度缺陷的检出率,证明全自动焊焊缝可采用全聚焦技术进行检测。     

相控阵兰姆波全聚焦算法的不锈钢薄板分层缺陷检测

航空金属薄板在加工时由于夹杂产生的气孔会随着使用过程中的拉伸和挤压而形成一种闭合型的分层缺陷。针对此类缺陷的检测,提出一种相控阵全聚焦成像算法与兰姆波检测结合的方法。首先从原理上分析并确定激励兰姆波的模态、频率及楔块的角度,其次对3 mm厚度不锈钢板中不同规格、形状的分层缺陷进行试验。结果表明:本研究方法能够对分层缺陷的轮廓成像;兰姆波易受缺陷上端面反射影响,导致缺陷下端面成像出现拖尾图像,且缺陷上端的定位定量精度要高于缺陷下端面;上端面缺陷的定位误差均在4%以内。     

奥氏体不锈钢带极电渣堆焊层金属显微组织分析

奥氏体不锈钢具有良好的焊接性、优异的抗腐蚀性、良好的高温抗氧化性和低温韧性,应用广泛。采用自行研制的焊剂配合奥氏体不锈钢焊带在低碳钢母材Q235上进行堆焊,焊后采用金相、扫描电镜等试验方法对堆焊层金属的显微组织和性能进行了研究,分析奥氏体不锈钢焊接接头显微组织的变化,并深入研究焊缝中δ-铁素体的含量和分布形态。研究结果表明,带极电渣堆焊层金属成型性好、稀释率低,其显微组织为奥氏体和少量的δ-铁素体,其中δ-铁素体的形态有骨架状、板条状、蠕虫状三种共存于堆焊层金属中,一定数量的δ-铁素体可以保证堆焊层金属有良好的耐晶间腐蚀性能。     

高温水中溶解氧对不锈钢堆焊层SCC性能的影响

采用慢应变速率试验(SSRT),在模拟AP1000高温高压(350℃,18.5 MPa)水环境中,研究了溶解氧对E308L不锈钢堆焊层的应力腐蚀开裂(SCC)倾向的影响规律,并详细观察了试样断口形貌。结果表明,不锈钢堆焊层分别在含0μg/kg、200μg/kg和2 000μg/kg的不同溶解氧量的高温水环境中都呈现出了不同程度的SCC倾向,且水中溶解氧含量的增加使得SCC倾向更为明显。     

核设备不锈钢堆焊层下裂纹超声波检测技术

主要研究了奥氏体不锈钢堆焊层结构的特性及对超声波检验的影响。通过堆焊层下裂纹超声检验技术的理论分析和试验研究,确定了核电站设备不锈钢堆焊层下裂纹的超声检验技术。研究表明,采用60°／2MHz和70°／2MHz双晶纵波斜探头,对堆焊层下裂纹类缺陷有较高的检出率;采用45°／4MHz双晶纵波斜探头可有效测量堆焊层下裂纹的长度和自身高度。     

不锈钢带极埋弧堆焊技术应用性的研究

对30 mm ×0.5 mm,60 mm ×0.5 mm,90 mm ×0.5 mm焊带的焊接工艺性能及参数进行了试验研究,通过逐步调整焊接参数,分别获得了有缺陷和无缺陷的堆焊层,并结合堆焊层成形照片,分析了焊接参数及操作对堆焊层成形的影响.最终选取最佳参数,堆焊出厚度均一、表面光滑的堆焊层,成功地将堆焊层厚度控制在了6.0～6.5mm范围内.同时,通过对堆焊层进行力学性能、化学成分检测及铁素体含量测定等检验,验证了工艺参数,掌握了不同规格焊带的带极埋弧堆焊工艺性能.