X80管线钢焊接用高韧性自保护药芯焊丝的开发

自保护药芯焊丝在20世纪50年代末最早出现于美国年前苏联,在随后40余年的时间里,自保护药芯焊丝以其特有的优越性得到了很大的发展,尤其在高层建筑、输油管道和海洋石油平台等领域得到了广泛应用。其主要特点是焊接时无需任何保护气体,使用方便、效率高（自保护药芯焊丝的熔敷效率比焊条高2～4倍）,尤其适合户外现场焊接。     

焊接热输入对自保护药芯焊丝焊接X80管线钢接头组织和性能的影响

以自制自保护药芯焊丝为焊接材料,采用单面焊双面成形技术在三种热输入下焊接了X80管线钢板,研究了焊接热输入对接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着焊接热输入的增大,焊缝区针状铁素体量减少,热影响区的显微组织由贝氏体铁素体和粒状贝氏体转变为准多边形铁素体和多边形铁素体;随着焊接热输入的减小,焊缝区和热影响区试样的冲击吸收功均增大,冲击断裂方式由准解理或解理型的脆性断裂向韧窝型的韧性断裂转变;焊缝区和热影响区的硬度低于母材的,且热影响区的硬度略低于焊缝区的,随着热输入的增大,焊接接头的硬度整体有所下降。     

X80管线钢STT＋药芯自保护焊接工艺研究

介绍了STT气保护半自动根焊、自保护药芯焊丝半自动焊填充盖面工艺的特点及其对X80管线钢焊接适应性的研究,在选定焊接方法、焊接材料和工艺参数的条件下,进行了X80管线钢试件焊接和接头的性能试验。结果表明,所选的焊接方法、焊接材料和工艺参数可用于这种材料管道的现场焊接。     

自保护药芯焊丝焊接X80管线钢管环焊缝接头的显微组织与力学性能

采用自制自保护药芯焊丝对X80管线钢管进行环焊缝焊接,分析不同焊接位置接头的焊缝成形、显微组织与力学性能。结果表明:不同焊接位置的焊缝成形良好,该焊丝具有良好的全位置焊接适应性;不同焊接位置焊缝组织基本相同,盖面层由板条贝氏体和针状铁素体组成,填充层为细小的粒状贝氏体和准多边形铁素体;不同焊接位置热影响区细晶区组织基本相同,由细晶铁素体和针状铁素体组成;热影响区粗晶区由粗大的板条贝氏体和粒状贝氏体组成,且立焊位置的晶粒尺寸小于平焊和仰焊位置的;焊缝和热影响区的平均硬度分别为226,227HV,略低于母材的(233HV);立焊位置焊缝和热影响区的-10℃平均冲击吸收功高于平焊位置的;不同焊接位置接头的抗拉强度相当,拉伸断口呈韧性断裂特征。     

自保护药芯焊丝的发展及在高强管线钢焊接中的应用

选择合适的焊接工艺与焊接材料对于一个项目的成功至关？重要，明智的选择通常基于对各种方案的关键特性及收益的清醒认知。本文回顾了自保护药芯焊丝焊接工艺在生产率与性能方面的主要特征，对该工艺47年发展史在设计与研发方面进行了回顾，并详述了该方法在工艺与焊材方面的发展。     

西气东输二线工程X80管线钢焊接工艺研究——RMD根焊＋自保护药芯焊丝半自动焊

通过对西气东输二线工程X80管线钢焊接性的分析,确定了其焊接工艺,并在实际施工过程中得到了推广和应用。     

双重保护药芯焊丝焊接

双重保护药芯焊适用于各种低碳钢和低合金钢的焊接,它是一种焊丝在CO_2或CO_2和氩气混合气体中的电弧焊。焊接时熔池除受到外界输入的气体保护外,还得到焊丝芯内含有的焊剂保护,因而焊接接头质量特别优良,可与低氢型焊条相媲美。现将双重保护药芯焊丝的焊接设备、优点介绍如下。     

新型高韧性全位置用自保护药芯焊丝的研制

自保护药芯焊丝在20世纪50年代末最早出现于美国和前苏联,在随后的40余年时间,自保护药芯焊丝以其特有的优越性得到了很大的发展,尤其在高层建筑、输油管道和海洋石油平台等领域得     

自保护药芯焊丝堆焊

近年来自保护药芯焊位半自功准焊在国外已得到了越来越广泛的应用,这种半自动堆焊方法所使用的设备与CO_2气体保护焊机相似,但不必使用保护气体,在堆焊枪上有一个绝缘的焊丝导嘴。这种堆焊方法的最突出优点是生产率高,这主要是因为(1)焊丝是连续送进的,没有像手工电弧堆焊时那样因换焊条而造成时间间断;(2)是使用较高的电流密度,使得堆焊生产率相当于手工电弧堆     

高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝的研制

研制了一种新型高铬铸铁堆焊药芯焊丝,其单道单层堆焊室温硬度为HRC48左右,便于切削加工,焊道层金属具有良好的抗裂性。该焊丝的最大特点是堆焊时采用普通埋弧焊机,不需加入任何保护气体和焊剂即能顺利进行堆焊,节省了保护气体或焊剂,简化了操作过程。介绍了焊丝设计原理及堆焊层金属的有关性能。     

自保护硬面药芯焊丝药芯成分对焊接飞溅的影响

用正交试验法探讨了自保护硬面药芯焊丝药芯粉中金红石、氟化物、硅灰石、氧化锆和镁砂对焊接飞溅的影响,对含氮自保护硬面药芯焊丝药芯粉的最佳配比进行了优化.结果表明:随着药芯中氟化物、氧化锆含量的增加,焊接飞溅增大;随着药芯中金红石、硅灰石和镁砂含量增加,焊接飞溅减少;当金红石、氟化物、氧化锆、镁砂和硅灰石质量分数分别为8.0%,4.0%,4.0%,5.0%和2.0%时,含氮自保护硬面药芯焊丝焊接工艺性能最佳.     

高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝的研制

研制了一种新型高铬铸铁堆焊药芯焊丝,其单道单层堆焊室温硬度为HRC48左右,便于切削加工,焊道层金属具有良好的抗裂性.该焊丝的最大特点是堆焊时采用普通埋弧焊机,不需加入任何保护气体和焊剂即能顺利进行堆焊,节省了保护气体或焊剂,简化了操作过程.介绍了焊丝设计原理及堆焊层金属的有关性能.     

0.8设计系数用X80管线钢焊接接头的失效评估曲线

根据GB 2038-1991,对0.8设计系数用X80管线钢焊接接头母材及焊缝进行了三点弯曲试验,据此进行断裂韧性及失效评估曲线(建立R6-3失效评估曲线,并与R6-1曲线和R6-2曲线进行了比较)的研究。结果表明:根据J-R阻力曲线测得X80管线钢母材和焊缝的断裂韧度分别为1 080,298kJ·m-2;在高载荷下,母材的R6-3失效评估曲线比焊缝的略高,这是由于母材具有较高的塑性;R6-3曲线的安全范围最大,能够精确反映材料性能、加载类型及构件形状,精度高于R6-1和R6-2曲线的,能够更好地发挥材料的性能。     

自保护药芯焊丝的研究进展评述

指出研究自保护药芯焊丝的重要性，并着重评述了国内外自保护药芯焊丝冶金理论及研究现状，在此基础上提出了今后自保护药芯焊丝的三个研究方向。     

X80管线钢焊接接头的硫化氢应力腐蚀试验研究

采用X80管线钢焊接接头制作楔形张开加载（WOL）试样，在硫化氢介质中进行恒位移应力腐蚀试验，分别测得母材、焊缝和热影响区的临界应力强度因子KISCC和裂纹扩展速率da／dt。试验结果表明，热影响区的‰最小，裂纹扩展速率最大，具有较差的抗应力腐蚀开裂的能力，是应力腐蚀开裂的薄弱环节。且通过对X80管线钢焊接接头的显微组织观察和基本力学性能研究，对影响X80钢应力腐蚀影响因素提供了试验依据，并对试验结果予以验证。     

X100管线钢焊接接头的显微组织和性能

利用光学显微镜、拉伸试验机、冲击试验机及维氏硬度计等对X100管线钢埋弧焊焊接接头的组织及性能进行了研究。结果表明:X100管线钢焊接接头粗晶区组织为粗大的先共析铁素体和粒状贝氏体,细晶区主要为细小的铁素体,不完全重结晶区为细晶铁素体、粗晶针状铁素体和粒状贝氏体混合组织;接头的抗拉强度平均值为576MPa,达到母材的80%,拉伸试样断裂于焊缝处;接头焊缝、热影响区的冲击功分别为198J和259J;焊缝区最高硬度为316HV,在临界温度热影响区(ICHAZ)和亚临界温度热影响区(SCHAZ)之间存在软化现象。     

二氧化碳气体保护药芯焊丝焊接叶轮试验

对几种焊接方法做了比较，介绍了焊接试验情况，并给出了结果，论证了ＣＯ２气体保护药芯焊丝焊接风机叶轮的优越性和可靠性。     

基于SYSWELD的X80管线钢焊接接头温度场的数值模拟

针对高钢级管道焊缝质量的缺陷,应用SYSWELD软件对X80管线钢焊接接头的温度场进行数值模拟和分析,采用三维双椭球热源、多层多道焊三维有限元模型。通过计算获得温度场的分布情况及特殊点的焊接热循环曲线。结果表明,焊接完成后冷却90 s左右温度可降低到100℃,符合现场焊接生产的要求。通过对接头焊接温度场的数值模拟,为后续对接头应力应变的计算提供依据,为保证焊接质量提供技术参考。     

焊接峰值温度对X80管线钢焊接接头热影响区性能影响的热模拟

为了研究焊接峰值温度对大变形X80管线钢单道次焊接接头热影响区软化的影响,利用热模拟试验机在500~1 300℃下对X80钢的单道次焊接试验进行热模拟,研究了峰值温度对其组织和力学性能的影响。结果表明:当峰值温度从500℃升至700℃时,接头的屈服强度和冲击韧性升高,抗拉强度和硬度降低,组织中的珠光体含量减少,出现黑色的M/A岛,且其有沿晶界分布的特征;当温度从800℃升至1 000℃时,接头出现软化现象,屈服强度、抗拉强度和冲击韧性都降低,硬度的下降较为显著,M/A岛逐渐增多;出现软化的原因是发生了不完全重结晶,显微组织以铁素体为主,并且碳化物的弥散度随着温度升高而逐渐减小,故而强度和硬度下降;当峰值温度从1 100℃升高至1 300℃时,接头的屈服强度和抗拉强度明显增大,断面收缩率显著减小,硬度增加,显微组织以板条贝氏体和铁素体组成,M/A岛由细小、无序状排列向长条、有序状排列转变。     

表面机械研磨处理对X80管线钢焊接接头组织与性能的影响

采用表面机械研磨处理(SMAT)技术对X80管线钢焊接接头进行了30,60及90 min表面纳米化处理,分别采用光学显微镜、X射线衍射仪、表面粗糙度仪及显微硬度计等研究了SMAT不同时间后X80管线钢焊接接头的显微组织、晶粒尺寸、表面粗糙度及显微硬度的变化。结果表明:SMAT不同时间后均可在X80管线钢焊接接头表面获得一定厚度的塑性变形层,且随着SMAT时间的延长,塑性变形层厚度逐渐增加,实现了焊接接头的表面纳米化(组织均匀化);SMAT可以显著提高焊接接头表面的显微硬度,使显微硬度沿深度呈梯度分布;SMAT还可改善焊接接头表面粗糙度,随SMAT时间的延长表面粗糙度逐渐减小。