地质钻杆摩擦焊接头组织与性能

首次采用摩擦焊接工艺对地质勘探用钻杆的管体与接头进行了焊接试验。探讨了不同的热处理工艺条件对DZ60钢钻杆管体与40Cr钢接头摩擦焊接头组织与性能的影响,并与采用热墩粗工艺生产的钻杆管体组织与性能进行了对比。试验结果表明,采用摩擦焊接及焊后调质热处理工艺制造的DZ60地质钻杆焊接接头的常规力学性能指标均高于地矿部DZ60地质钻杆管材的技术标准规定的数值,并优于采用现行热墩粗工艺制造的钻杆管材的力学性能数值。同时发现,采用合适的焊后回火热处理温度,可以有效提高焊接接头的抗拉强度与屈服强度,使其各项力学性能达到DZ60钻杆管材的技术标准,从而有效减少地质钻杆摩擦焊接头焊后热处理工艺,降低制造成本。     

摩擦焊形变热处理系统的研究与开发

针对目前石油钻杆摩擦焊接头塑韧性差、生产效率低等问题,根据石油钻杆摩擦焊接过程的特点和形变热处理原理,提出了石油钻杆形变热处理摩擦焊工艺,实现了摩擦焊接过程和形变热处理过程的统一.通过改装基于自主研发的摩擦焊机主轴系统,设计研制了形变热处理装置、控制系统以及回火系统,开发了具有形变热处理功能的混合型摩擦焊机.基于PLC...     

汽车半轴摩擦焊接头焊后热处理工艺及强韧性能的控制

研究了ＳＸ１１０型汽车半轴摩擦焊接头的焊后热处理工艺对其强性能的控制作用，并对热处理规范参数进行了优化。台架试验结果表明：用锻造－摩擦焊接复合工艺生产的ＳＸ１１０型汽车半轴摩擦焊接头的强韧化水平达到和超过了整体锻造半轴的强韧化水平。     

热处理工艺对摩擦焊接钻杆力学性能的影响

摩擦焊接钻杆要求其机械性能达到行业标准要求,钻杆焊后的机械性能是由合理的焊接工艺和正确的热处理工艺保证的。通过对具体工艺生产的钻杆的检验结果进行分析,探讨了如何郭据焊后钻杆的力学性能和金相检测结果判断摩擦焊接钻杆不符合行业标准要求的原因,分析了热处理工艺对钻杆力学性能的影响。结果表明,当焊接工艺选择合理时,焊缝的强度值低于标准,冲击韧性值过高,热处理热影响区硬度值偏低,是由于淬火或回火工艺不合理造成的,可通过调整淬火或回火工艺解决。     

石油钻杆摩擦焊焊接缺陷的成因及其超声波检测

本文分析了石油钻探用钻杆摩擦焊及焊后热处理时各种缺陷的成因,对使用常规的超声波探伤方法检测各种缺陷的有关问题进行了探讨。     

回火温度对摩擦焊焊区力学性能的影响

地质钻杆管体和接头经过摩擦焊焊接后,焊区经常出现力学性能差、组织不稳定等缺陷.因此,需要对摩擦焊焊接后地质钻杆的摩擦焊区采用调质热处理(Quenching & Tempering,简称Q&T)处理.针对φb88.9 mm×9.35 mm的G105钢级地质钻杆摩擦焊区在不同温度下回火后的力学性能进行了研究分析.结果表明:对地质钻杆摩擦焊区淬火后进行高温回火处理,焊区的常规力学性能指标均高于SY/T 5561-2008《摩擦焊接钻杆》标准的规定.在试验温度范围内,抗拉强度随着回火温度的提高连续下降,屈服强度在660℃达到最高值,在630℃达到最低值;屈服强度和抗拉强度并未随着回火温度的不同呈现明显的改变.夏比冲击吸收能量在660℃达到最高值.     

摩擦焊接钻杆焊缝断裂失效分析

运用金相显微镜、扫描电镜对摩擦焊接钻杆焊缝断裂失效进行了分析。结果表明,碳化物分布不均匀导致调质处理后在钻杆接头中产生“带状组织”。焊后不正确的热处理使焊缝组织中出现残存的条状分布的马氏体,此条状分布的马氏体使焊缝的强韧性下降,造成焊缝发生疲劳断裂失效。改进热处理工艺后,消除了残存马氏体,提高了钻杆焊缝的强韧性,从而提高了钻杆的使用寿命。     

高强钢摩擦焊接头感应加热区宽度窄化技术

针对高强钢摩擦焊接头焊后正火感应热处理加热区过宽产生的焊接接头软化失效问题，为窄化感应加热区宽度作了磁轭式感应器；采用红外热成像技术实时检测高强钢钻杆摩擦焊头焊后正火感应热处理过程的温度分布，评定了该感应器窄化感应加热区的效果。     

电场热处理的铜与不锈钢摩擦焊接头扩散行为

运用电子探针线扫描研究了经焊后电场退火热处理的T2紫铜和1 Cr18 Ni9Ti不锈钢摩擦焊接头焊合区主要合金元素的扩散行为，采用Boltzman-Matano法求解了外加电场对摩擦焊接头Fe元素的扩散系数和扩散激活能的影响。结果表明，紫铜与不锈钢摩擦焊接头焊后电场退火热处理过程中，主要合金元素Fe在焊合区的扩散区比常规热处理时要宽，扩散区宽度随电场强度数值的增大而增大。此外，静电场使热处理过程中摩擦焊接界面Fe元素在600℃时的扩散系数高于常规焊后热处理的摩擦焊接头，使Fe元素在焊接界面处的扩散激活能降低。随电场强度的增加，Fe元素的扩散系数增大，扩散激活能下降。其中，负电场的影响较为明显。     

异种合金惯性摩擦焊的研究现状

文中针对钢与其他合金、铝合金与其他合金、钛合金与其他合金、高温合金与其他合金的惯性摩擦焊的研究现状进行了阐述。主要对惯性摩擦焊的工艺参数选取、端面设计、焊前预热、焊后热处理等研究内容进行了综述。并对异种合金惯性摩擦焊存在的问题进行了分析总结。结果表明,采用合理选择工艺参数、设计不同形状的端面、添加中间过渡层、焊前预热处理、焊后热处理等方法获得强度与母材相当、焊接质量较好的接头。建议在后续的研究中,结合数值模拟对异种合金惯性摩擦焊的工艺参数及端面设计进行优化,对接头的元素分布及新相形成的种类与数量进行调控,对焊接界面金属的流动行为进行深入研究,以获得具有综合性能较好的异种合金惯性摩擦焊接头。     

石油方钻杆窄间隙焊接接头断裂韧性

研究了40CrMnMo石油方钻杆窄间隙脉冲焊接接头动态断裂韧性(KId)的测试及计算方法.结合石油方钻杆的使用方法、管体结构尺寸与焊接特点,试验选用多次冲击三点弯曲试验方法,对方钻杆的焊接接头的断裂韧性进行测定.试验过程采用多次冲击加载方法,用显微镜测量裂纹深度,用FORTRAN语言编程计算a值及KId.结果表明,焊缝的KId为母材的96%,但熔合线的KId值仅为母材的89%,通过分析试件的断口及接头的金相组织,发现熔合线粗大的魏氏组织是导致该区KId值下降的主要原因.     

宝钢钻杆的生产技术实践

钻杆是油井管中服役条件最苛刻,使用性能、质量可靠性要求最高的产品。通过对炼钢、加厚、热处理、矫直、摩擦焊等工序的持续研究,宝钢对影响钻杆质量的关键技术指标,如材质的纯净度、内加厚过渡区Miu长度、韧性、直度等进行了持续改进与提高,满足了不断发展的钻井技术的迫切需求。     

一种新型框架式管端加厚液压机

根据生产需要,要求将钻杆管体同公母工具接头采用焊接方法连成一体。为增加焊接处的强度,焊接前钻杆管体两端要进行管端加厚;部分油管及套管因工艺要求需在管端车丝,管端亦需要加厚或定径。框架式管端加厚机组主要适用于油管和钻杆管端加厚(内加厚、外加厚及内外加厚)工艺及套管管端的定径工艺。     

石油钻杆摩擦对焊工艺的应用

介绍了渤海能克钻杆有限公司在石油钻杆生产中采用摩擦对焊工艺以及这种工艺的主要技术参数、工艺条件、工艺过程、仪表压力的设定方法等。通过几年的生产实践表明,石油钻杆摩擦对焊工艺的生产效率高,产品质量好,焊接性能稳定。     

管线钢大电流双面高速埋弧焊接用焊丝研制

介绍了石油、天然气输送管线用埋弧焊丝的特征及高韧性焊丝成分设计原则,分别采用92kg高频感应炉实验室冶炼。500kg中频感应炉半工业性冶炼和300t顶吹氧气转炉工业化大生产冶炼、进行焊丝研制。对所研制的焊丝配合烧结焊剂SJ101,进行了无坡口双面埋弧焊试验,测试了焊缝成分、冲击韧度、金相组织、硬度和接头抗拉强度,用扫描电镜分析了冲击断口形貌及夹杂物组成,透射电镜分析了焊缝金属的微观结构,俄歇试验分析了B、Ti、N在焊缝中的分布。结果表明,B在原奥氏体晶界偏聚,可抑制先共析铁素体在晶界析出,弥散分布的细小夹杂物有助于针状铁素体的生成,配合降低S、P、气体元素和杂质含量,可使焊缝金属具有高的韧性,焊缝硬度在HV185～HV214之间,与母材平均硬度HV190为同一水平。焊缝金属横向抗拉强度高于母材。     

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 石油钻井过程中,钻杆加厚过渡带刺穿和钻具螺纹断裂是最常见的钻柱失效形式,影响了钻井安全和经济效益,一直是国内外冶金和石油钻井研究的重点。传统的断裂力学只能解释石油管柱静态断裂问题,而不能解释动载下钻柱失效问题。文章采用动态断裂韧性评价钻杆断裂性能,在对现有动态断裂韧性测试方法进行研究的基础上,提出用动态断裂力学理论研究钻柱失效问题的理论及其测试方法。通过实验研究了国内外钻杆厂家的材料的动态断裂韧性,得出了钻杆材料动态断裂韧性与钻杆失效的相关性。     

Investigation of the structure and mechanical properties of welded joints in steels of the K56 strength grade in different welding conditions

The results of investigations of the effect of the welding conditions of manual arc welding on the structure and mechanical properties of the welded joints in low-carbon, low-alloyed pipe steels of the K56 strength grade are presented. It is shown that in welding in different combinations of welding current and welding speed, the superheated zone of the heat-affected zone (HAZ) is characterized by the formation of ferrite and pearlite in the form of grains and Widmanstätten structure. The experiment planning method is used to determine the regression dependences of the hardness and impact toughness of the metal of the superheated zone on the controllable welding parameters.     

40CrMnMo厚壁管的窄间隙脉冲MAG焊接

结合石油钻铤小直径厚壁管结构和40CrMnMo材质的特性,优选了窄间隙脉冲熔化极气体保护焊方法,针对窄间隙焊存在气体保护差与侧壁熔合缺陷的难点,进行了大量的焊接工艺试验,探讨了窄坡口中电弧的气体保护、电弧形态、电弧稳定性、焊缝成形质量,优化了窄间隙连续多层焊接工艺参数.设计了专用窄间隙焊枪,其结构简单紧凑可达性好、气体保护效果好,具有易引弧、电弧燃烧稳定、避免侧壁打弧的特性.通过对接头的力学性能试验及金相组织分析结果表明,焊接接头的力学性能完全满足石油钻铤使用的要求.