奥氏体/铁素体异种钢焊接接头熔合区组织的研究

采用光学显微镜和透射电子显微镜研究了熔合区马氏体层的组织特征,并用模拟成分炼钢的方法测得了马氏体层内Ms点的分布规律。实验结果表明:熔合区马氏体层的组织是位错型马氏体,在马氏体层内,距熔合线位置不同的点有不同的马氏体转变温度Ms;马氏体转变温度主要受熔合区成分梯度控制。在实验的基础上,提出了熔合区马氏体组织形成的模型。     

母材含碳量对珠光体-奥氏体异种钢焊接熔合区形态的影响

用同一焊接规范制成A402在DT3、20^#、45^#、T8钢上单道堆焊样品，用显微硬度、SEN EDS、TEM研究了母材含碳量不同时异种钢焊接熔合区的特征．实验结果表明：低碳钢母材接头熔合区由较平整的白亮带和针状类马氏体层组成；中、高碳钢母材接头熔合区由“锯齿形”组织和不完全混合区组成，其中，中碳钢母材接头的不完全混合区组织为类马氏体，高碳钢母材接头不完全混合区类马氏体层消失，为奥氏体．     

应力状态对16Mn钢焊接接头断裂行为的影响

利用光滑、缺口试件拉伸试验及电子显微研究了１６Ｍｎ钢焊接接头在不同应力状态下的强度、塑性特征、裂纹起始、扩展特性及各特征区的断裂韧性ＶＧＣ,讨论了应力状态对接头断裂行为的影响,结果表明：随着应力三轴度的增加,接头由生向脆性断裂方式转变,断口形貌同韧窝向准解理、解理转化、断裂应变急剧下降、母材的ＶＧＣ值最高,熔合区,焊缝次之,过热区的ＶＧＣ值最低。     

13MnNiMo54/20MnMo异种金属埋弧焊接头性能研究

采用埋弧焊方法对板厚为106 mm的13MnNiMo54/20MnMo进行了异种金属多层多道焊,在检验合格的焊件上截取并制备试样。通过对焊接接头金属进行组织观察、高温拉伸试验以及显微硬度测试研究了异种金属焊接接头的性能。结果表明:中间层焊缝金属组织以细小的块状铁素体为主,表层焊缝金属组织主要为粗大的先共析铁素体和针状铁素体;20MnMo侧HAZ粗晶区是焊接接头的薄弱部位;表层焊接接头金属硬度高于中间层接头金属的硬度,20MnMo侧HAZ粗晶区金属的硬度值最高。     

应力状态对 16Mn 钢焊接接头断裂行为的影响

利用光滑、缺口试件拉伸试验及电子显微技术研究了１６Ｍｎ钢焊接接头在不同应力状态下的强度、塑性特征,裂纹起始、扩展特性及各特征区的断裂韧性ＶＧＣ,讨论了应力状态对接头断裂行为的影响．结果表明：随着应力三轴度的增加,接头由韧性向脆性断裂方式转变,断口形貌则由韧窝向准解理、解理转化,断裂应变急剧下降．母材的ＶＧＣ值最高,熔合区、焊缝次之,过热区的ＶＧＣ值最低．     

省煤器联箱接管座与管排焊接接头泄漏原因分析

通过宏观分析、化学组成分析、金相分析、扫描电镜分析等方法,对省煤器联箱接管座与管排焊接接头泄漏原因进行了分析。结果表明,焊接管化学成分、换算强度均符合GB5310—2008标准要求。熔合区、过热区晶粒组织粗大,甚至形成魏氏组织,使这一区域性能弱化。省煤器联箱接管座与管排焊接接头穿孔是因应力作用下在熔合区、过热区薄弱处首先产生微裂纹,启裂后虽未形成贯穿裂纹,但微裂纹导致缝隙腐蚀,缝隙腐蚀加速裂纹由内向外深化和扩展直至穿孔,产生泄漏。     

10Ni5CrMoV钢厚板MIG焊接接头组织研究

用光学显微镜和电子显微镜对10Ni5CrMoV船用钢厚板的MIG焊接接头进行了组织分析和断口分析，用能谱分析仪（EDS）对焊缝及熔合线处的氧化物作了定点谱成分析，根据组织分析和氧化物成分分析结构对针状铁素体的形成及韧化机理进行了探讨，研究结果表明：焊缝组织为针状铁素体 氧化物 少量板条马氏体，熔合线附近组织为板条马氏体针状铁素体 氧化物，粗晶区组织为板条马氏体；焊缝及熔合线附近的氧化物是针状铁素体的形核剂，针状铁素体可以在一个氧化物上实现多维形核，大量的针状铁素体组织是焊缝及熔合线具有很好的低温韧性的重要原因。     

典型异质钢接头碳迁移与高温力学性能

针对A102焊接典型异种接头的碳迁移现象以及高温力学性能进行研究,利用由菲克定律推导出的碳扩散理论计算公式对扩散过程进行计算并绘制理论曲线.通过碳的成分分析绘制出实际碳扩散曲线,对熔合线两侧的组织进行观察.结果表明:理论碳扩散曲线与实际碳扩散曲线基本相同.对于A102焊接的15Cr MoR珠光体耐热钢与316奥氏体不锈钢异质钢接头而言,熔合线的不锈钢焊缝金属一侧出现增碳层,组织主要为碳化物和马氏体,而15Cr MoR热影响区一侧出现脱碳层,组织主要为铁素体.蠕变试件在熔合线脱碳层附近发生断裂,断裂方式为韧窝断裂.     

NR360耐磨钢板手工电弧焊接头的组织与性能

研究了高强度耐磨钢板NR360的焊接接头组织和力学性能,结果表明,焊缝组织主要为块状或针状铁素体,热影响区组织分布比较均匀,主要为细小板条贝氏体与少量马氏体,熔合区结合良好。热影响区和NR360钢板本体硬度相近。NR360耐磨钢板焊接接头具有良好的强韧性。     

窄间隙埋弧焊接头熔合区弱化的研究

对典型的2.25Cr-1Mo耐热钢窄间隙多层多道埋弧焊焊接接头进行了跨区三点弯曲试验,发现在熔合区附近存在二次裂纹.采用断口扫描电镜、金相分析、显微硬度测试及数值模拟方法对此裂纹的成因进行研究,结果表明:熔合区主要为较软的铁素体组织,紧邻淬硬区高硬的马氏体组织,在裂纹附近存在较大的硬度分布不均.进一步的有限元分析表明,由于硬度分布不均导致应力集中,致使弱化的熔合区在试验中产生二次裂纹.该结论对于调整焊接材料与母材的组配形式以及调整焊接工艺都具有重要的指导意义.     

Effect of Post Weld Heat Treatment on Microstructure and Fracture Toughness of Friction Welded Joint

The effect of post weld heat treatment on the microstructure and fracture toughness of friction welded joints of Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr alloy was studied. The experimental results show that equiaxial grains were formed at the center of the weld metal while highly deformed grains were observed in the thermomechanically affected zone. The fracture toughness of the weld metal was lower than that of the thermomechanically affected zone under as-weld and post weld heat treatment conditions. With increasing temperature of post weld heat treatment, the fracture toughness of weld center and thermomechanically affected zone increased. The fractographic observation revealed that the friction welded joints fractured in a ductile mode.     

400MPa级超细晶粒钢焊接接头的低温韧性

利用CO2+Ar气体保护焊,分别采用单道焊接和双道焊接工艺对厚度为8 mm的400 MPa级超细晶粒钢钢板进行了焊接,采用系列冲击试验方法对焊接接头的低温韧性进行了研究。试验结果表明,在焊接接头中,焊逢位置低温韧性较差。由于双道焊较小的热输入,减小了焊缝及热影响区组织粗化,其焊接接头的低温韧性好于单道焊,并使热影响区面积变小。     

钢结构厚板对接焊缝的低温断裂韧性试验

随着钢板厚度的增加,焊接难度加大,且存在焊接裂纹缺陷的可能性也增大.为防止钢结构厚板焊接接头的脆性断裂,采用三点弯曲试样,以裂纹尖端张开位移(CTOD)为指标,对厚度为150mm的Q345B钢板对接焊缝低温下的断裂韧性进行试验研究. 分析了焊缝金属和热影响区断裂韧性CTOD值δm随温度的变化关系,并用Boltzmann函数对断裂韧性-温度曲线进行拟合,结合试样断口的扫描电镜图分析了断裂的微观机理. 试验结果表明:焊缝金属和热影响区的CTOD值δm随温度的降低而降低,从20 ℃~-60 ℃,降幅分别达78％和91％;热影响区CTOD值δm比焊缝金属和母材均要小. 试验积累了厚板对接焊缝的断裂韧性数据,为低温地区钢结构厚板对接焊缝脆性断裂的预防提供了技术基础.     

单双丝埋弧焊工艺及接头性能比较分析

以生产中常用的16Mn钢材料为焊接母材,采用单丝交流、单丝直流埋弧焊和双丝埋弧焊工艺方法制备焊件.对不同工艺方法得到的焊接接头进行了拉伸试验,焊缝金属和焊接热影响区金属的室温冲击试验,观察了焊缝金属的显微组织,用扫描电子显微镜观察了冲击断口形貌,根据试验数据计算了不同工艺方法下的熔敷速度.比较分析结果表明:双丝埋弧焊工艺下的熔敷速度比单丝交流、单丝直流埋弧焊工艺下的熔敷速度分别提高了108%和64%,焊接速度分别提高了59%和67%,焊接工艺稳定性好,焊缝成形美观.三种工艺方法下得到的焊接接头抗拉强度和屈服强度无明显区别.单丝埋弧焊时焊缝金属的室温冲击韧度值比双丝埋弧焊时的高,单丝交流埋弧焊时焊接热影响区金属的冲击韧度值最高.     

疲劳裂纹在Cr25—Ni13/13CrMo44异种钢焊接接头中的扩展行为

采用三点弯曲试样研究了疲劳裂纹在奥氏体/铁素体异种钢焊接接头中的扩展行为与显微组织的关系。测得了疲劳裂纹在Cr25Ni13/13CrMo44异种钢焊接接头中的扩展速率da/dN,并且讨论了疲劳裂纹扩展与显微组织之间的关系。分析实验结果认为,在奥氏体/铁素体异种钢焊接接头中,疲劳裂纹的扩展路径主要受组织韧性的控制。     

Effect of welding process on the microstructure and properties of dissimilar weld joints between low alloy steel and duplex stainless steel

To obtain high-quality dissimilar weld joints, the processes of metal inert gas (MIG) welding and tungsten inert gas (TIG) welding for duplex stainless steel (DSS) and low alloy steel were compared in this paper. The microstructure and corrosion morphology of dissimilar weld joints were observed by scanning electron microscopy (SEM); the chemical compositions in different zones were detected by en-ergy-dispersive spectroscopy (EDS); the mechanical properties were measured by microhardness test, tensile test, and impact test; the corro-sion behavior was evaluated by polarization curves. Obvious concentration gradients of Ni and Cr exist between the fusion boundary and the type II boundary, where the hardness is much higher. The impact toughness of weld metal by MIG welding is higher than that by TIG weld-ing. The corrosion current density of TIG weld metal is higher than that of MIG weld metal in a 3.5wt% NaCl solution. Galvanic corrosion happens between low alloy steel and weld metal, revealing the weakness of low alloy steel in industrial service. The quality of joints pro-duced by MIG welding is better than that by TIG welding in mechanical performance and corrosion resistance. MIG welding with the filler metal ER2009 is the suitable welding process for dissimilar metals jointing between UNS S31803 duplex stainless steel and low alloy steel in practical application.