基于工程应用的9%Ni钢焊接材料选用原则探讨

探讨了工程应用中9%Ni钢焊接材料的选用原则。结果表明,在工程条件下,9%Ni钢所使用的焊接材料为"异质焊缝"型,接头的韧强比远高于母材金属,达到了"等韧性"匹配水平。选用优质、合适的焊接材料和合理的焊接工艺,是控制和改善该钢焊接性的重要技术手段。所谓异质焊缝"等韧性匹配"原则,即科学、合理控制焊缝化学成分,以镍基奥氏体焊缝保证接头获得最佳的力学性能(含低温韧性)和焊接性。该钢焊接材料的种类多达5种,典型焊接材料的综合性能指标优势明显。     

MAG焊接Q345钢焊缝残余应力测试

采用盲孔法对Q345钢板的焊缝、熔合线及热影响区的残余应力进行测试,测试结果表明:焊缝与熔合区是残余应力比较集中的地方,焊接接头中部σ1达到Q345的屈服强度,热影响区的焊接残余应力较小。     

焊缝金属对14MnMoNbB钢焊接性的影响

采用小铁研、对接拉伸、金相分析等试验方法，研究了不同强度焊缝金属焊接14MnMoNbB钢时接头的抗裂性和力学性能，指出强度为650MPa、焊缝金属相对厚度为0．5的低匹配焊接接头，具有良好的抗裂性和满意的综合力学性能。     

热处理对高强度贝氏体耐磨板焊接接头力学性能的影响

研究了热处理对400HB耐磨板焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明,焊后不热处理焊缝区组织为板条状贝氏体和块状体素体,热影响区为板条贝氏体组织。焊后300℃低温回火处理和900℃正火、300℃回火处理可显著改善焊接接头热影响区的冲击韧性。400HB耐磨钢板CO2气体保护焊焊后不热处理焊接接头具有良好的强韧性。贝氏体400HB耐磨板在工程机械方面应用具有良好的前景。     

三丝埋弧焊技术在厚板焊接中的应用

基于国内厚钢板焊接工程大量出现,三丝埋弧焊技术逐渐发展.介绍了其应用于厚板焊接的工艺技术和特点,并通过试验进行工艺评定.试验证明,采用合理的电源种类组合、焊丝排列工艺和合适的焊接材料,大线能量的三丝埋弧焊焊缝质量稳定,焊接接头的强度和韧性可以满足母材的匹配要求,可达到厚板高效、高质量的焊接要求.     

Q690D钢材十字形焊接接头高温后的断裂破坏试验研究

为研究Q690D高强度钢材及焊缝连接件在常温和高温后的断裂性能,选取代表实际梁柱节点局部焊接构造的十字形焊接节点试样,完成了常温和一系列高温后Q690D钢材和ER80-G焊缝金属的单轴拉伸试验,得到了钢材和焊缝金属在不同高温后的弹性模量、屈服强度、极限强度和延伸率.开展了常温和高温后十字形焊接接头的单调拉伸试验和超低周...     

5083铝合金焊接接头腐蚀性能及力学性能损失分析

采用浸泡试验和失重法研究了5083铝合金焊接接头腐蚀行为,并对接头进行室温拉伸测试,通过扫描电镜对接头进行微观形貌分析和断口分析。结果表明,5083铝合金焊接接头不同区域腐蚀性能存在显著差异。焊缝区耐腐蚀能力最差,热影响区次之,母材最耐腐蚀。焊缝区成分、组织不均、并存在残余应力,造成此区耐腐蚀性最差。焊接接头经过腐蚀后,断裂方式发生改变,接头强度损失严重。     

焊接接头预应力管桩耐久性研究

焊接接头预应力管桩耐久性主要涉及桩身、金属端头、焊接接头耐久性方面,管桩焊缝是管桩传力和保证桩体结构整体性的关键部位,常见施工行为下焊接接头焊缝存在质量隐患,将严重影响接头焊缝的耐久性,针对常见施工行为的焊接接头设计耐久性试验方案,焊接接头预应力管桩寿命评估应建立在特定条件下对管桩桩身、金属端头、连接焊缝等部件耐久性进行综合评价考虑,并从管桩生产、设计、施工环节有效改进管桩整体耐久性。     

铝合金/钢搅拌摩擦焊与冷金属过渡焊搭接接头的拉剪载荷及显微组织分析

分别采用搅拌摩擦焊和冷金属过渡焊进行铝合金与镀锌钢的焊接试验,通过对焊缝截面显微组织、界面层成分及显微硬度的对比分析,研究影响焊接接头拉剪载荷和失效形式的因素。结果表明:搅拌摩擦焊接头的拉剪载荷接近于母材,焊缝晶粒细小、组织致密,显微硬度高于冷金属过渡焊接头,铝合金-钢异种金属界面层的结合为通过"洋葱瓣"状结构的机械咬合和冶金结合,界面层厚度约为20μm,为Al-Zn固溶体;冷金属过渡焊接头的拉剪载荷较铝母材降低了37.8%,在熔合线附近断裂,熔合线附近为柱状晶,焊缝根部存在热裂纹,显微硬度较铝母材的降低了30%,界面层厚度约为5μm,为Al-Fe金属间化合物。     

考虑焊接热影响区软化的高强钢对接接头强度

为研究焊接热输入对调质态高强钢对接焊缝接头强度的影响,设计了对接焊缝接头的静力拉伸试验,进行了对接接头熔敷金属及热影响区(HAZ)硬度分布测试,并对影响接头强度的关键因素进行了参数分析。试验材料选取Q550和Q690两种调质态高强钢,采取气体保护焊分别以1.0、1.5kJ/mm和2.0kJ/mm三个等级焊接热输入,以涵盖常用焊接工艺参数。静力拉伸试验结果表明：对接焊缝接头的强度随焊接热输入的增大而下降;在焊接热输入1.0kJ/mm下,接头的破坏模式为母材处断裂,而在热输入1.5kJ/mm和2.0kJ/mm下,接头断裂均发生在热影响区处。通过硬度分布测试发现,接头的热影响区存在硬化区和软化区。随着热输入的增加,接头软化区范围增大、最小硬度下降,导致接头强度降低。静力拉伸试验的强度测试结果与硬度分布测试结果在宏观上相互印证。参数分析结果表明,热影响区中软化区与母材强度之比、相对软化宽度是决定接头强度的主要因素,且其与接头强度呈近似线性相关关系。     

Evaluation of high strength TMCP steel weld for use in cold regions

An experimental program which includes the observation of microstructures and the Charpy impact test was conducted to evaluate the applicability of high strength TMCP steel (SM570-TMC) weld to cold regions. The experiments were also carried out on conventional structural steel (SM490B) weld for comparison. Standard V-notch Charpy specimens were prepared and tested under dynamic loading condition. The service temperatures of the weld metal, the HAZ (heat affected zone) and the base metal were derived and their applicability to cold regions was assessed by the absorbed energy, the impact test requirement and the microstructure. Test results revealed that the base metal of the SM570-TMC weld has much higher impact toughness at low temperatures compared to that of the SM490B weld, while the HAZ and the weld metal exhibit much lower impact toughness than the base metal and have a service temperature similar to their counterparts in the SM490B weld. These results imply that for the application of the TMCP steel weld to cold regions, adoption of appropriate welding process which guarantees the low temperature impact toughness of the HAZ and the weld metal along with suitable electrode should be made, at which the future works are aimed.     

寒区高强热机械控轧钢焊缝评估

试验内容包括微观结构观测,采用夏比冲击试验评估高强热机械控轧(TMCP)钢(SM570-TMC)焊缝在寒区的适用性。利用传统结构钢(SM490B)焊缝进行对比试验。采用标准V形缺口夏比试样,在动力荷载下进行试验。推导焊缝金属、HAZ(热影响区)和基底金属的操作温度,通过吸收的能量、冲击试验要求和微观结构评估其对寒区的适应能力。试验结果显示:与SM490B焊缝相比,SM570-TMC焊缝的基底金属低温下具有较高的冲击韧性,而HAZ和焊缝金属的冲击韧性远低于基底金属,且其操作温度与SM490B焊缝相似。结果表明:在寒区应用TMCP钢焊缝时,应选择合适的焊接工艺以保证低温下HAZ的冲击韧性,并采用适当的焊条,而这也是未来研究工作的目标。     

960MPa高强度钢材及其焊缝低温冲击韧性试验研究

对14 mm厚的960 MPa高强度钢材及其对接焊缝进行了低温冲击韧性试验研究,得到了母材、焊缝区和热影响区(HAZ)的夏比冲击功Akv随温度的变化关系及韧脆转变温度,将该结果与460 MPa钢材及345 MPa钢厚板进行比较分析,最后通过扫描电镜对其断裂微观机理进行了分析.结果表明:Akv随温度降低而下降,韧脆转变特征明显;960 MPa高强度钢材的Akv总体上大于460 MPa钢材;与345 MPa钢厚板相比,常温下高强度钢材的Akv较小,但随温度降低,普通强度钢厚板的Akv下降幅度更大;钢材强度过高使其吸收的弹性功较高,低温下厚度对其冲击韧性的影响较强度更明显,母材的低温Akv小于焊缝区,但焊缝区更容易发生韧脆转变,体现了960 MPa高强度焊接钢材较大的缺陷敏感性.试验为960 MPa高强度钢材及其焊接钢材在低温地区的推广应用提供了参考数据,同时也为研究冲击韧性和断裂韧性2个指标之间的关系提供了依据.     

Comparison of Charpy absorbed energy of heat affected zones in low and high toughness steel

In this study, the relationship between the heat cycle and the Charpy absorbed energy is defined by simulating various heat cycles by performing the synthetic HAZ test using steel with a relatively high Charpy absorbed energy and steel with a distinctly low Charpy absorbed energy. On the basis of this relationship, the authors have studied the effects of the steel toughness on the Charpy absorbed energy of weld HAZs inputted the several type of welding heat cycle. As the results, the Charpy absorbed energy of the CGHAZ dropped in the case of single-pass welding, but the Charpy absorbed energy increased considerably when the maximum temperature decreased, irrespective of the steel toughness. The Charpy absorbed energy of the weld interface in multi-layer welding was greatly susceptible to the achieved temperature after the maximum achieved temperature, and the range of the temperature after the maximum temperature was achieved in which the Charpy absorbed energy was recovered was found to be different depending on the steel toughness.     

HRB500高强钢筋闪光对焊焊接性能

针对工程应用前景广阔的HRB500高强钢筋,对其闪光对焊焊接试件的力学性能、维氏硬度、金相显微组织及疲劳强度进行试验研究与分析,主要结论为：HRB500高强钢筋闪光对焊焊接性能良好,闪光对焊前后其强度和冷弯力学性能变化不大,焊件拉伸断口形貌具有明显延性断裂特征,且断口远离焊缝位置;闪光对焊使焊接接头区域产生贝氏体,从母材向焊缝区域过渡,维氏硬度先增大后又有所降低,焊缝位置的维氏硬度与钢筋母材相当;由S-N曲线模型和升降法得到母材与焊件的疲劳强度及其发展规律,焊件的疲劳寿命更为离散,且普遍低于母材的疲劳寿命;对应200万次疲劳荷载作用时,焊件的疲劳强度较母材降低的更明显;对应107次疲劳荷载作用时,两者疲劳强度相当,仅约为其母材抗拉屈服强度的36%;焊件疲劳破坏大多发生于焊缝位置,且具有明显的疲劳破坏特征。     

管桁结构直接焊接节点焊材损伤累积演化规律试验研究

管桁结构直接焊接节点焊缝容易发生损伤累积,造成节点局部失效。为此,针对管桁结构直接焊接相贯节点的连接焊缝,制作标准试件进行低周疲劳试验,得到其应力 应变滞回曲线、循环应力幅退化曲线和累积耗能变化曲线,研究节点焊材的损伤累积演化规律。结果表明：循环荷载下焊材表现出循环软化现象,与其母材循环特性存在差别,节点抗震分析中应区别考虑二者本构关系;焊材的损伤累积演化规律主要表现为随着循环周数的增加,其循环应力幅值、卸载刚度和耗能能力逐渐减小;焊材损伤累积破坏分三阶段,其中裂纹萌生和破坏阶段应力幅退化较快,裂纹扩展阶段变化较慢;加载应变幅对损伤累积速率的影响表现为加载应变幅值越大,其损伤退化越快,在母材为Q235的焊材中影响更明显;焊缝形式的影响较小,表现为角焊缝的损伤累积稍大于全熔透焊缝。有限元分析中考虑损伤累积影响,得到的焊材损伤累积演化规律与试验结果较为吻合。     

钢结构角焊缝强度计算与匹配分析

角焊缝的强度不仅与焊脚尺寸有关,还取决于焊缝金属与母材强度的匹配。分析了强度匹配对角焊缝设计的影响,建立了角焊缝焊脚尺寸与板厚,强度匹配系数之间的关系,讨论了强度匹配选择的依据。研究结果为钢结构角焊缝强度设计提供了参考。     

Investigation of thermal effects on mechanical properties of 9Cr-1Mo to 9Cr-1Mo welded joints for high-temperature applications

Modified 9CR-1MO usage has been highly increased in recent years mainly under high-temperature application. This paper focusses on microstructure without post heat treatment and hardness, stress analysis of weld zone, heat affected zone and parent metal with and without post heat treatment. Here, among many suitable welding processes, we have been chosen Tungsten Inert Gas Welding with an appropriate filler rod ER308L.The post heat treatment is been carried out by an annealing process. The study of microstructure for 9cr-1mo steel mainly describes size and shape of grains by the Scanning Electronic Microscope, micro, and macro structure examination. The tensile and hardness strength of the 9cr-1mo steel has been determined by using suitable equipment throughout the base metal and weld zone. The microstructure is uniform and free from a dendritic pattern, the ductility of material more after annealing and the hardness of material become uniform overall except in HAZ.     

吊车梁K型对接焊缝焊角尺寸疲劳性能试验研究

厚腹板吊车梁上翼缘与腹板门焊透的Ｋ型对接焊缝焊角尺寸为１／２和１／４腹板厚度时,拉伸、弯曲试件和模拟梁的疲劳对比试验,对钢板厚度、焊接应力、焊角尺寸对疲劳强度的影响进行分析,提出厚板接头容许应力幅折减系数建议公式,可供钢结构疲劳研究者参考。减小焊角尺寸结论已被国家规范采纳。     

低温环境中Q345qD对接焊缝力学性能与冲击韧性

焊接钢桥在低温环境的断裂评估对焊接节点的力学性能及冲击韧性随温度变化规律研究提出了迫切的需求。本文对Q345qD对接焊缝进行了硬度测试、低温拉伸试验和低温冲击试验,得到焊接接头的硬度分布规律和5个温度点下强度、塑性、断裂及冲击韧性等参数,提出屈服应力、极限应力和冲击功随温度变化的关系曲线。结果表明,随环境温度的降低,Q345qD对接焊缝的屈服应力和极限应力有所增加,屈强比减小,冲击韧性下降,塑性指标和断裂应力没有明显变化。与高强度钢材对接焊缝相比,Q345qD对接焊缝冲击功中弹性功占比较小,对温度的敏感性更高。