低合金钢的焊接

随着我国工业的发展,低合金钢在焊接结构中的应用也越来越多。在工业中应用的低合金钢在焊接时必须要解决许多复杂问题,其中最主要的,也是首先要解决的问题,就是如何防止焊接热影响区(近缝区)中的裂纹问题。低合金钢在焊接时热影响区(或近缝区)中的裂缝,主要是由于焊接时近缝区的温度一直在 AC_3以上(超过800℃),随后又以较快的速度冷却,使这一区域形成了完全或局部的低塑性的淬火组织,这种组织在应力的作用下最易形成裂缝。     

钢材的焊接裂纹及其防止

(二)二、冷裂缝的成因和防止措施如上所述,冷裂缝主要发生在因快速冷却而硬化的热影响区内,它既可沿晶粒边界开裂,也会从晶粒内部起裂,一般裂口面很少受氧化。此裂缝在焊接低合金钢时最易产生,往往在焊接结束之后经过数分钟以至几天才出现,是一种延迟裂缝。冷裂缝的种类很多,但形成冷裂缝的主要原因一般都     

钢焊件中消除应力裂缝(二)

四、焊接和热处理规范的变更钢的消除应力裂缝倾向主要取决于化学成分和显微组织,但是,在某些情况下,焊接和热处理条件的改善有利于防止或限制裂缝。 (一)裂缝的起始消除应力裂缝几乎总是起源于焊接接头的某种几何形状不规则处,如角焊缝的焊趾,未焊透的焊缝根部,或小的热撕裂处。这些地方的条件是很不利的,因为它们恰好在蠕变延性最差的区域(粗晶热影响区),引起应力集中,迫使这一区域首先变形。发生裂缝必须有应力集中源这一论点,已由许多研究工作所证明,这些研究中,由于在热处理或使用前消除了热影响区的不平滑处,裂缝得以防止。倘若热影响区延性太低,一旦需要的应变超过材料的延性,即使光滑的试样或均称的热影响     

热循环对13MnNiMoR钢焊接热影响区显微组织和韧性的影响

通过系列焊接热模拟试验,研究了焊接热输入和焊接峰值温度对13MnNiMoR钢焊接热影响区显微组织和冲击韧性的影响。结果表明:随着焊接热输入的增加,试验钢粗晶热影响区(CGHAZ)组织中粒状贝氏体的含量增加,贝氏体铁素体板条尺寸增大,冲击韧性降低;随着焊接峰值温度的降低,热影响区的组织和韧性呈现明显变化,其中当峰值温度处于γ+α两相区(800℃)时,临界热影响区(ICHAZ)组织中形成多边形铁素体+大量的马氏体/奥氏体(M/A)组元,严重恶化了冲击韧性,成为整个热影响区中最薄弱的区域。     

16MnR、15MnVN及18MnMoNb钢焊接接头冲击疲劳寿命的试验研究

本文对常用低合金钢16MnR、15MnVN 以及18MnMoNb 钢及其焊接接头进行了小能量多次冲击对比试验,以分析焊接热循环对焊接接头多冲抗力(冲击疲劳寿命)的影响及变化规律。得出了不同冲击能量下,热影响区组织与焊接接头强度、塑性及韧性的规律关系。     

锆处理对微合金钢粗晶热影响区组织的影响

采用光学显微镜和透射电镜研究了锆处理对微合金钢粗晶热影响区组织的影响。结果表明：模拟粗晶热影响区的奥氏体晶粒尺寸随着焊接线能量的提高而变大;在焊接线能量相同时,锆处理后粗晶热影响区的奥氏体晶粒尺寸比未经锆处理的大。焊接线能量为30kJ／cm时,粗晶热影响区的组织以贝氏体为主;60kJ／cm时,粗晶热影响区中的马氏体-奥氏体数量变少,并出现铁素体和珠光体。经过锆处理后,粗晶热影响区中的夹杂物由长条的尖角状变为圆形或近圆形,且都是含锆的复合夹杂物,含锆夹杂物作为形核核心,在其表层沉淀析出Al2O3和／或MnS,其尺寸在1．0～3．0μm之间。     

X80管线钢焊接热影响区的韧性

采用物理模拟技术以及显微分析方法对X80管线钢管焊接热影响区的组织性能变化规律进行了研究,分析了焊接热影响区性能恶化的原因,寻找了焊接接头韧性最薄弱的区域.结果表明:临界粗晶热影响区是X80管线钢管焊接热影响区韧性较差的脆化区域;当焊接二次热循环峰值温度处于(α γ)两相区时,形成的M-A组元的含量、尺寸、硬度较高,是引起X80管线钢局部脆化的主要组织因素.     

现代高强调质钢模拟焊接热影响区组织与韧性

现代高强调赞同钢因其优良的焊接性及使用性能，在西方工业国家得到广泛的应用和高度重视。该钢的热影响区韧性作为防止焊接结构脆性断裂的重要指标而被列为材料验收标准。本文用热模拟的方法模拟了钢在焊接过程中热影响区的组织。探讨了焊接热输入对焊接热影响区组织和韧性的影响。试验结果表明：热影响区的粗晶区为焊接结构的薄弱环节，正确选择焊接线能量能改善焊接薄弱环节的组织，从而搞高该区的韧性，减小焊接结构脆性断裂的概率。     

不同冷速下Q1100高强钢焊接热影响区粗晶区的组织转变特征

利用Gleeble-3500型热模拟试验机对Q1100高强钢的焊接过程进行模拟,采用热膨胀法结合显微组织与硬度测试,绘制了该钢的模拟热影响区连续冷却转变曲线(SHCCT曲线),研究了不同冷却速率下焊接热影响区粗晶区的组织转变特征和硬度变化规律。结果表明:在模拟焊接条件下,该钢的奥氏体化温度明显高于平衡状态下的奥氏体化温度;当冷却速率低于2℃·s~(-1)时,热影响区粗晶区为全贝氏体组织;当冷却速率为2~12℃·s~(-1)时,热影响区粗晶区为贝氏体和马氏体的混合组织;当冷却速率超过12℃·s~(-1)时,热影响区粗晶区得到全马氏体组织;随着冷却速率增加,焊接热影响区粗晶区的硬度逐渐增大。     

焊接接合的热处理

焊接接合的热处理可以有下列两种方式: (1)施焊以前的预先热处理; (2)施焊以後的随後热处理。施焊以前的顶先热处理,主要是为了要达到下面两个目的:(1)是使金属具有良好的可焊性,以便按照工艺条件进行焊接。(2)是用预先加热的方法,减少热源与基本金属间的温度差。金属的可焊性,我们可了解为能够保证良好进行焊接的性能,无论在焊缝或近缝区,都不出现各种缺陷,特别是不出现裂缝。各种金属的可焊性都不相同,低炭鋼的可焊性很好,但是随着碳份以及杂质的增加,可焊性逐渐变坏。合金鋼的可焊性也相差很大,且大多数的合金鋼具有特殊的机械和物     

钛合金薄板带热沉GTAW焊的应力场

采用数值模拟和试验相结合的方法，比较钛合金常规钨极氩弧焊(CTAW)及带热沉的钨极氩弧焊，即动态控制低应力无变形(DC-LSND，dynamically controlled low stress no-distortion)GTAW焊接过程中应力场的形态与发展历史。DC-LSND焊接过程中，热沉的急冷收缩对热沉作用部位与熔池之间已凝固但仍处于高温状态的金属产生很强的拉伸作用，使焊缝中拉伸塑性变形增大，近缝区压缩塑性变形相应减小，从而导致焊缝与近缝区不协调应变减小，残余应力降低。与常规焊最大残余拉应力位于焊缝中心不同，在所选用的焊接条件下，DC-LSND焊最大残余拉应力位于近缝区，残余应力分布形态发生改变。     

热沉位置对钛合金薄板焊接残余应力的影响

采用切条应力释放法测量钛合金TC4薄板对接试件选用不同的热沉位置分别进行动态控制低应力无变形(DC-LSND，dynamically controlled low stress no-distortion)钨极氩弧焊(TIG)时试件中的纵向残余应力和纵向残余塑性应变的分布。测量结果表明，热源与热沉之间的距离是重要的工艺参数之一，该参数对焊接应力和变形的控制效果有很大影响，适当的热沉位置是动态控制低应力无变形钨极氩弧焊实现低应力无变形焊接效果的一个必要条件。热源与热沉之间的高温金属处于力学熔化状态、无力学抗力时，热源与热沉之间距离的增加有助于降低焊接残余应力，减小纵向塑性变形。在所选用的焊接条件下，动态控制低应力无变形钨极氩弧焊焊接时热源与热沉相距30mm，近缝区的不协调应变较小，控制焊接应力与变形的效果较好。     

不同焊接热输入下AZ31镁合金TIG焊接接头的显微组织与力学性能

采用交流钨极氩弧焊在不同焊接热输入下对2mm厚的热轧态AZ31镁合金薄板进行对接焊试验,采用显微镜、硬度仪及拉伸试验机等对焊接接头的显微组织与力学性能进行了研究。结果表明:焊接接头母材区的组织为单相α-Mg固溶体,热影响区和焊缝区的组织为α-Mg单相固溶体和弥散分布的β-Mg_(17)Al_(12)相;随着焊接热输入增大,焊缝区的晶粒变大,β-Mg_(17)Al_(12)相增多;焊缝区的显微硬度最高,母材区的次之,热影响区的最低;随着焊接热输入增大,焊接接头的抗拉强度先增大后减小,并在90A时达到最大,为223 MPa,可达到母材的89.2%,此时的伸长率为10.0%;拉伸断裂位置主要出现在热影响区,断裂方式为准解理断裂。     

焊接速度对TRIP590高强钢激光焊接接头组织与力学性能的影响

采用光纤激光器对1.5mm厚TRIP590钢板进行对接焊,观察了接头的宏观形貌和显微组织,测试了其硬度和拉伸性能,分析了焊接速度(0.050,0.067,0.083m·s~(-1))对焊缝成形、接头组织与力学性能的影响。结果表明:较低和较高的焊接速度均不利于焊缝成形,焊缝表面均有较大的凹陷,焊接速度对组织与性能影响不大;焊缝区和近焊缝热影响区组织主要为马氏体组织,该区硬度较高,约为母材的2倍;近母材侧热影响区组织主要为铁素体和马氏体组织,且距焊缝越远,马氏体组织越少,硬度也急剧下降;焊接接头的屈服强度和抗拉强度均稍高于母材的,塑性略低于母材的;接头均在母材区发生断裂,且为韧性断裂。     

热输入对X120管线钢焊接接头粗晶热影响区组织和冲击韧性的影响

采用Gleeble-3800型热模拟试验机对X120管线钢进行了焊接热模拟试验,研究了不同焊接热输入下X120管线钢焊接接头粗晶热影响区(CGHAZ)的显微组织和冲击韧性。结果表明:热输入为10kJ·cm~(-1)时,粗晶热影响区组织主要由贝氏体和少量低碳马氏体组成,晶粒间的晶界为小角度晶界;热输入为20kJ·cm~(-1)时,粗晶热影响区的组织由细小的板条贝氏体组成,板条束间为大角晶界;随着热输入的进一步增加,粗晶热影响区的组织主要为粗大的贝氏体,大角度晶界的占比降低;当热输入由10kJ·cm~(-1)增加到40kJ·cm~(-1)时,粗晶热影响区的冲击韧性先增后降,当热输入为20kJ·cm~(-1)时,冲击韧性最好,断裂方式为韧性断裂;热输入为30kJ·cm~(-1)时,断裂方式为脆性解理断裂和韧性断裂共存的混合断裂;热输入为10,40kJ·cm~(-1)时,断裂方式为脆性解理断裂。     

导轨的异种金属焊接

1.问题的提出 我厂制作的导辊,其辊身的材质为20CrMoV,辊颈为35钢(如图1所示),它们之间的焊接为异种金属之间的焊接。由于两种钢的物理性能、化学成分的差异及晶体组织和力学性能的不均匀性,在焊接时接头存在较严重的碳迁移及组织性能变化,加之两种钢的线膨胀系数不同,在焊接过程中近界面部位产生附加应力会导致焊缝断裂;同时焊接时由于合金元素(如Cr、Mo、V)的作用存在稀释问题,从而在焊缝及近缝区产生硬脆的马氏体组织,因此焊接困难。 为此,我们在焊前通过在35钢一侧堆焊一过渡层再与20CrMoV进行焊接,并在焊接时制定了合理的工艺措施,取得了满意的效果。     

焊接叶轮的磁粉探伤方法(二)

(2)裂缝裂缝是在焊接过程中或焊接之后在焊缝金属或热影响区内所出现的局部开裂现象。因为焊接结构应力的原因,裂缝最容易在与未焊透成45°方向的焊缝金属内产生(见图9)。但也有与未焊透成一定角度而产生的(见图10)。个别严重的裂缝(见图11)呈辐射状,从未焊透端部向不同方向延伸,有的已延伸到角焊缝     

压力管道在役焊接粗晶区组织与硬度研究

采用自行研制的平板腔式带压焊接模拟试验装置,以水为介质,对X70管线钢在不同内部介质压力、不同壁厚和不同焊接线能量下粗晶区的组织与硬度进行了模拟研究。结果表明:内部介质的压力对粗晶区的组织和硬度影响不大,随着线能量或板厚的减小,焊缝平均硬度和焊接热影响区最大硬度值增大。水介质从焊件带走了大量的热量,加速了焊接接头的冷却速度,热影响区形成了贝氏体铁素体和粒状贝氏体组织,虽然改变板厚和线能量,但热影响区组织组成相基本不发生变化,只是组织形态和数量发生变化。适当增大焊接线能量,能减少高硬度不平衡相的形成,从而降低焊接热影响区氢致开裂敏感性。     

DP780钢焊接接头温度场及粗晶区相含量数值模拟

应用均匀试验设计方法设计12组焊接工艺参数(焊接电流分别为60,70,80,90,100,110 A;焊接速度分别为1.96,2.88 mm·s-1),建立DP780双相钢焊接有限元模型,通过模拟和试验,以接头变形量最小为指标确定了最佳焊接电流和焊接速度;采用焊接有限元模型模拟了最佳参数焊接时接头的温度场和热影响区粗晶区(CGHAZ)马氏体含量,并通过热模拟试验进行验证.结果表明:当焊接电流为100 A、焊接速度为1.96 mm·s-1时,焊接接头的变形量最小,该变形量有限元模拟结果与试验值的相对误差为3.528％,说明模型较准确;有限元模拟得到距焊缝中心距离在2.44～6.97 mm的区域为CGHAZ,该区域中的马氏体面积分数为43％,与热模拟试验制备粗晶区试样中的马氏体面积分数(44％)相近,说明建立的模型可以用于模拟CGHAZ组织.     

JG590钢模拟热影响区粗晶区的组织和性能

以焊接热循环的计算结果为基础,采用Gleeble-1500型热模拟试验机研究了JG590钢焊接热循环对焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)组织、冲击韧度和硬度的影响规律,获得了模拟焊接热影响区连续冷却组织转变图(SH-CCT图);通过传热计算数据和焊接热模拟测试结果,实现了对JG590钢CGHAZ区组织性能的预测和控制.