基于不同焊接方法的纯镍焊缝及母材的耐蚀性

为探究纯镍焊缝及母材在不同服役环境中的腐蚀现象,提高设备的使用寿命,通过浸泡腐蚀试验和电化学试验,研究了等离子焊接和等离子+TIG(非熔化极气体保护焊,Tungsten Inert Gas Welding)两种焊接方法不填丝焊接的纯镍焊缝及母材在不同腐蚀介质中的耐腐蚀性能。结果表明:浸泡腐蚀试验结果与极化曲线分析一致,两种焊缝和母材更耐碱腐蚀,在6%Fe Cl_3溶液中耐蚀性很差,纯镍焊缝及母材在酸碱盐溶液中的耐蚀性优劣为:母材等离子+TIG焊缝等离子焊缝。     

信息动态

为探究纯镍焊缝及母材在不同服役环境中的腐蚀现象,提高设备的使用寿命,通过浸泡腐蚀试验和电化学试验,研究了等离子焊接和等离子+TIG(非熔化极气体保护焊,Tungsten Inert Gas Welding)两种焊接方法不填丝焊接的纯镍焊缝及母材在不同腐蚀介质中的耐腐蚀性能.结果表明:浸泡腐蚀试验结果与极化曲线分析一致,两种焊缝和母材更耐碱腐蚀,在6％FeCl3溶液中耐蚀性很差,纯镍焊缝及母材在酸碱盐溶液中的耐蚀性优劣为:母材＞等离子+TIG焊缝＞等离子焊缝.     

钨粉还原炉Cr30Ni20合金高温炉管焊缝失效研究

对钨粉还原炉Cr30Ni20合金高温炉管焊缝的失效行为进行了分析,发现焊缝外表面母材咬边严重,焊缝内表面焊根未打磨,存在未焊透、未熔合缺陷。通过渗透探伤(Penetrant testing, PT)检查,发现焊缝存在渣孔和裂纹等缺陷;通过X射线检查,发现焊缝内部存在多处夹渣等缺陷。同时,通过PT检测也发现高温炉管本身存在较多的夹杂和微裂纹。微观组织分析表明,母材及焊缝熔合区中夹杂物含量较高,导致焊缝的力学性能下降。焊缝母材与熔合区的微观组织差异较大,焊缝的抗拉强度和塑性明显低于母材。通过提高高温炉管的冶金质量,采用合适的焊接方法和焊接工艺才能使得高温炉管母材和焊缝质量都得到保证,满足使用性能的需求。     

镁/钢激光-电弧复合焊接接头的腐蚀行为

采用激光-电弧复合填丝对接焊方法获得了成形及力学性能良好的AZ31B镁合金/Q235钢板焊接接头;利用金相显微镜和电子探针观察焊接接头组织和元素分布状态,通过浸泡腐蚀试验和电化学试验研究了焊接接头不同区域(镁母材、焊缝、钢母材)的腐蚀行为。结果表明:AZ31B母材存在各向异性的腐蚀现象;焊缝与钢母材之间发生电偶腐蚀,邻近界面处的焊缝腐蚀严重,而界面处富集Al、Mn元素,腐蚀倾向较小;焊缝中存在较多钢飞溅,钢飞溅周围的区域比焊缝其他位置的腐蚀更为严重,焊接过程中产生的钢飞溅对焊缝的耐蚀性是不利的;焊缝中的β相一方面作为屏障层阻碍基体的腐蚀,另一方面作为电偶腐蚀中的阴极增加焊缝基体的腐蚀敏感性。     

钛/铝异种合金脉冲激光焊接接头裂纹产生机理

目的 对0.8 mm厚的Ti6Al4V钛合金和2 mm厚的AA6060铝合金薄板进行脉冲激光焊接,分析异种轻合金激光焊接裂纹产生的机理及界面结合机理。方法 采用扫描电镜、EDS能谱以及显微硬度计等微观表征分析方法,对焊接接头的形貌特征、成分以及显微硬度进行分析,探索焊接接头处裂纹产生的原因。结果 钛/铝脉冲激光焊接性较差,接头存在严重的裂纹缺陷,裂纹多集中在焊缝与铝母材交界处以及焊缝中心区域位置,主要以热裂纹为主;接头焊缝可能存在大量的Ti-Al金属间化合物以及少量未熔的钛,其界面层主要成分推测为层状TiAl和外层锯齿状的TiAl3;接头整个焊缝区域的平均显微硬度为HV0.1420,其硬度水平远远高于焊缝两侧铝合金母材,也高出钛合金母材很多。结论 钛铝金属间化合物使钛铝焊接接头焊缝区脆性增大,另外接头焊缝区存在较大的组织应力、热应力、拉压应力、拘束应力等复杂应力,致使焊缝内存在较严重的裂纹缺陷。     

纯镍及焊缝的耐蚀性分析

目前对纯镍及焊缝耐蚀性的研究较少。以纯镍N6及焊缝作为主要研究对象,采用浸泡腐蚀与电化学腐蚀试验等分析了纯镍及焊缝在不同浓度的H_2SO_4、NaOH及FeCl_3溶液中的耐蚀性。结果表明:常温(25℃)下,试样在不同腐蚀介质中浸泡腐蚀的耐蚀性优劣排序为:母材、填丝焊缝、不填丝焊缝;常温(25℃)电化学腐蚀试验中试样耐蚀性优劣排序:母材、填丝焊缝、不填丝焊缝;纯镍及焊缝在不同腐蚀介质中浸泡腐蚀试验与电化学腐蚀试验结果完全一致。纯镍及焊缝在不同浓度H_2SO_4、NaOH溶液中的耐蚀性评价为良好或耐蚀,可以在H_2SO_4、NaOH溶液环境中正常使用。     

A7N01铝合金焊接接头中不同区域在不同介质中的电化学腐蚀行为

为了积累A7N01铝合金及其焊接接头在不同介质中的电化学腐蚀数据,采用ER5356焊丝分别焊接了A7N01-T5和A7N01-T4铝合金。采用动电位扫描法分别测试了2种铝合金焊接接头中的母材及焊缝分别在5%(质量分数)NaCl,Na2SO4,NaNO3溶液中的极化曲线,并计算出相应的电化学参数。结果表明:2种铝合金焊接接头中母材在3种腐蚀溶液中的腐蚀倾向大于焊缝,腐蚀速率也快于焊缝;Cl-,SO2-4和NO-3对2种铝合金焊接接头中的母材及焊缝的腐蚀加速作用依次减弱;A7N01-T5母材在3种腐蚀介质中的耐蚀性优于A7N01-T4母材的。     

船体外板装配焊接裂纹分析

某船体尾部外板装配焊接后出现一条贯穿于焊缝和母材的裂纹,通过对船板原材料进行理化性能检验和裂纹断面进行宏、微观检查,对船体外板裂纹产生的原因进行了分析。结果表明:船体外板开裂主要是由于焊接顺序及焊接措施不当,导致船板强制装配拘束应力大,焊缝中存在较多焊接缺陷,从而使得裂纹在两条焊缝交接处的高应力区萌生并延伸扩展至母材区。     

某压缩机法兰与钢管焊接接头焊缝开裂失效分析

某平台湿气压缩机法兰与钢管焊接接头焊缝发生开裂失效,采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、力学性能试验、扫描电镜分析和能谱分析等方法对焊缝的开裂原因进行了分析。结果表明:焊接接头结构的不合理和焊缝内部的未熔合缺陷造成局部应力集中,并导致焊接接头的疲劳极限下降,在应力作用下法兰一侧切口处焊缝根部与未完全熔合的法兰母材交界处形成裂纹源;在外部循环载荷作用下,裂纹逐渐向外表面扩展,当达到焊接接头的疲劳极限时,焊缝即发生开裂。     

A572 Gr.50厚板对接焊缝断裂性能研究

A572 Gr.50厚板常用于锅炉钢结构大板梁的加工制作,其对接焊缝易存在焊接裂纹缺陷。为评定含缺陷的锅炉钢结构大板梁的安全性,通过焊接接头模拟制作实际大板梁下翼缘的A572 Gr.50厚板对接焊缝,分别对其母材、焊缝金属及热影响区材料进行了系列单轴静力拉伸试验、冲击韧性试验和直三点弯曲断裂韧度试验,并结合有限元分析对A572 Gr.50厚板对接焊缝存在裂纹缺陷时的断裂性能进行了研究。研究结果表明:厚板对接焊缝母材、焊缝和热影响区材料基本力学性能均能满足规范要求,均具有良好的塑性变形能力;随温度的降低,母材、热影响区及焊缝处的夏比冲击功减少,但均具有良好的冲击韧性;比较而言,母材的抗低温冷脆性能最好,焊缝最差;母材、焊缝和热影响区3个区域中焊缝的断裂韧度最差;厚板对接焊缝接头的焊缝区是大板梁焊接缺陷安全性评估的重点控制区域;基于断裂力学,可以运用有限元软件方便的对带裂缝的工作状态下工作的钢结构构件的断裂性能进行分析,保证其安全性。     

Incoloy 825/L360复合管焊接接头耐蚀性研究

目的研究Incoloy 825/L360复合管焊后的焊缝耐蚀性能。方法以Incoloy 825/L360复合管为研究对象,选用Inconel625焊材进行了镍基合金焊缝的焊接,并对焊缝和Incoloy 825母材在质量分数为3.5%的NaCl溶液、6%的FeCl_3溶液中进行电化学试验,并对其耐蚀性进行了对比分析。结果在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,不同温度下母材自腐蚀电位均高于焊缝,自腐蚀电流密度均小于焊缝,随着温度的升高,母材的自腐蚀电位和焊缝的自腐蚀电流密度均增加,母材的自腐蚀电流密度变化不明显;在质量分数为6%的FeCl_3溶液中,母材与焊缝的自腐蚀电位整体较高,母材的自腐蚀电流密度高于焊缝,不同温度下焊缝极化曲线均存在明显的钝化平台。结论 Incoloy 825母材和焊缝在两种溶液中的耐蚀性存在一定差异;在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,母材腐蚀对温度不敏感,焊缝的腐蚀敏感倾向性随着温度的升高而增大,腐蚀敏感性高于母材;在质量分数为6%的FeCl_3溶液中,不同温度下的焊缝极化曲线均存在明显的钝化平台,腐蚀敏感性低于母材。     

水环境对控制棒驱动机构Ω焊缝母材应力腐蚀的影响

国内外发生了多起核反应堆控制棒驱动机构Ω焊缝母材区域的泄漏事故,其主要原因为母材的应力腐蚀开裂(SCC)。通过恒变形应力腐蚀实验、慢应变拉伸实验和应力腐蚀裂纹扩展实验对Ω焊缝母材在正常运行环境及Ω焊缝内部超标水环境条件下的应力腐蚀行为进行了实验研究。实验结果表明,Ω焊缝内部水环境中富集的溶解氧和氯离子会使母材的耐应力腐蚀性能下降,使材料对SCC更加敏感,并促进SCC裂纹的扩展。同时,本研究提出了改善Ω焊缝水环境的建议。     

660MW高压加热器接管角焊缝开裂原因分析

某660 MW高压加热器的筒体接管角焊缝在焊接过程中发生开裂并扩展至筒体母材。对其进行了宏观检验、硬度测试、金相检验、扫描电镜及能谱分析,以分析开裂原因。结果表明:接管与筒体角焊缝根部成形不良,存在夹渣、气孔等焊接缺陷;在焊接应力、结构拘束应力的作用下,焊接缺陷处产生应力集中,裂纹从此处萌生并扩展开裂。采用了与筒体返修开口尺寸匹配的整体锻件返修方案,强度计算满足设计要求,并一次返修合格。     

Ti-6Al-4V合金焊缝凝固组织控制及抗腐蚀机理的研究

首先深入研究了电子束扫描焊接对钛合金焊缝金属凝固组织细化的影响,发现模拟凝固前沿电子束扫描焊接才能细化焊缝凝固组织,提出了电子束扫描焊接细化凝固组织的机理。 其次,研究不同凝固组织的焊缝金属腐蚀性能发现,当电子束扫描频率为0～200Hz时,粗大柱状晶焊缝金属的阳极极化曲线中出现活化电流密度峰值,与母材的腐蚀电位差小于零,维钝电流密度显著高于母材,发生焊缝优先腐蚀。当电子束扫描频率为300Hz时,150μm等轴晶焊缝金属的阳极极化曲线与母材几乎重合,为焊缝和母材耐腐蚀的最佳匹配,由此提出焊缝与母材均等耐腐蚀的理论。当电子束扫描频率为400Hz时,100μm等轴晶焊缝金属的阳极极化曲线中未出现活化电流密度峰值,维钝电流密度低于母材,与母材的腐蚀电位差大于零,母材有优先腐蚀的倾向。 同时发现柱状晶微观组织中粗大的晶内组织及α相中均匀条形密排位错造成的应力场会加速均匀腐蚀,而亚稳β相分解成两相组织与点蚀有关,提出了钛合金焊缝金属均匀腐蚀和点蚀的机制。 最后得出焊缝金属凝固组织化学不均为性与母材化学不均匀性程度的差异,制约腐蚀反应的方向,是腐蚀发生的热力学判据,而焊缝金属凝固组织的化学不均匀性,是腐蚀反应的驱动力,为腐蚀反应的动力学判据。     

27SiMn钢窄间隙GMAW环焊缝开裂原因分析

目的 以发生开裂的27SiMn钢窄间隙GMAW环焊缝为研究对象,研究其裂纹形成原因及扩展过程。方法 对裂纹附近的母材及焊缝进行化学成分分析、裂纹宏观形貌分析、金相组织分析、扫描电镜分析、结构受力分析等,探明裂纹的形貌特征、形成原因及扩展路径。结果 试样化学成分和金相组织无明显异常,满足使用要求。裂纹属于明显的张开型（Ⅰ型）裂纹,从焊缝根部向缸体表面呈碗状扩展,形成缸体内部与外部的连接通道,导致液压油渗漏。裂纹起源于焊缝根部的热影响区,焊缝根部熔深不稳定,部分拼接处存在未熔透缺陷,未熔透处存在的氧化铝、碳酸钙等夹杂物是形成裂纹的主要诱因。在焊接残余应力的作用下,沿焊缝根部的夹杂物形成轴向裂纹和周向裂纹;在工作载荷的作用下,焊缝根部周向拉应力和轴向拉应力达到最大值,其中周向拉应力约为工作载荷的5.5倍,在周向拉应力的作用下,裂纹沿径向和轴向发生扩展,最后形成碗状的裂纹扩展面。结论 焊缝根部的未熔透缺陷和非金属夹杂物是产生裂纹的主要原因,在工作载荷的作用下,裂纹沿轴向和径向发生扩展,最后扩展至缸体表面呈碗状。     

裂解炉管破损原因分析

109号裂解炉管仅使用12000h后,在米管转换弯头焊接热影响区发生腐蚀穿透性孔洞.经过金相、扫描电镜以及能谱分析等确认,接头焊接热影响区穿透性孔洞是接头铸造时存在治金缺陷后,进行补焊的焊缝上产生的.从残余应力测定、组织结构、焊丝成分分析等证明,焊缝腐蚀速度大于母材.分析了腐蚀产物组成,探索了腐蚀机理.     

载荷方向和焊缝余高对氩弧焊缝疲劳性能的影响

采用疲劳寿命测试和观测断口方法,研究焊接方向和焊缝余高对TC2钛合金氩弧焊缝疲劳性能的影响。结果表明:同种焊接方向,保留焊高试件的疲劳寿命低于去焊高试件;同种焊缝余高处理方式,斜焊试件的疲劳寿命高于直焊试件。去焊高试件于气孔缺陷处萌生裂纹,保留焊高试件疲劳裂纹起源于焊趾。裂纹扩展初期,裂纹均在焊缝内扩展,有明显的疲劳条带;扩展后期,斜焊试件裂纹穿过焊缝进入母材,存在典型的韧性疲劳条带。直焊试件疲劳瞬断区韧窝少而浅;斜焊试件在母材瞬断,韧窝多且密。     

奥氏体不锈钢热轧板焊接接头的腐蚀行为

用低碳不锈钢(ER308L)对304不锈钢进行手工钨极氩弧焊接(TIG),并将其分别置于硫酸、盐酸、6%FeCl3和混合酸溶液中进行电化学腐蚀试验,测试了焊接接头在不同介质中的电化学腐蚀行为、电化学特征值以及晶间腐蚀倾向.结果表明:随H2SO4浓度的升高,焊缝金属抗电化学腐蚀能力先减小后增大,在H2SO4浓度约60%时最差;随HCl浓度升高,焊缝金属抗电化学腐蚀能力逐渐下降,钝化区间短暂,活化区较长;在混合酸中焊缝金属钝化区间较宽,但没有明显的钝化平台;在6%FeCl3溶液中阳极极化曲线出现明显的点蚀特征;焊缝金属的抗电化学腐蚀性能好于母材,其在盐酸和硫酸中的电化学腐蚀性能与浸泡腐蚀结果一致;焊接接头没有产生晶间腐蚀.     

染缸热交换器焊缝开裂原因分析

某纺织公司染缸热交换器在检修过程中发现焊缝及筒体附近母材出现裂纹。通过宏观分析、化学成分分析、硬度测试、金相检验和氯离子检测等方法对热交换器焊缝开裂的原因进行了分析。结果表明:该热交换器焊缝及筒体附近母材的开裂模式为应力腐蚀开裂。由于蒸汽冷凝水中氯离子质量浓度过高,在焊接残余应力和工作应力的共同作用下,焊缝发生应力腐蚀开裂。     

焊接对金属材料腐蚀性能的影响

金属材料在焊接加工过程中,焊接接头区各部分性能、组织和化学成分会发生较大变化,同时焊接还会对材料的腐蚀性能产生较大影响.焊接接头区是受力状况最恶劣、腐蚀行为最复杂并集中体现的区域.首先,焊接造成的表面缺陷如焊瘤、咬边、未焊透等,均使熔敷金属与母材间形成缝隙.喷溅也使母材和金属粒之间相接触的部位形成缝隙.在电解质溶液(如NaCl水溶液)中,这些缝隙处往往会发生缝隙腐蚀.当然,发生缝隙腐蚀的条件包括缝隙大小、介质的滞流状态和腐蚀特性等诸方面的因素.但焊接表面缺陷无疑给发生缝隙腐蚀提供了场所.