X65管线钢焊接接头的显微组织和低温韧性研究

研究了X65管线钢焊接接头的显微组织和力学性能。试验结果表明，该钢焊接接头焊缝为典型的铁素体和少量的珠光体组织，HAZ（热影响区）含有侧板条铁素体。焊接接头的拉伸试验断裂部位在焊缝。焊接HAZ熔合线附近的硬度值最高，远离熔合线硬度降低，并逐渐接近母材金属的硬度，从冲击结果和上述的硬度结果可以看出，焊接接头有良好的冲击韧性。焊缝和母材属于“低强度”匹配。焊接接头和母材都具有良好的力学性能，焊缝的断裂韧度相对优于热影响区。     

压力容器D类焊缝的焊接工艺评定

为了评价压力容器D 类焊缝的焊接工艺,采用钨极氩弧焊（TIG）和手工电弧焊（SMAW）对厚度32 mm的Q345R 钢板进行焊接工艺试验,通过外观检查、无损探伤、拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等方法检测了Q345R钢的焊接接头的性能。结果显示:在制定的焊接工艺参数下,焊接接头射线探伤为I 级;在焊后620 ℃保温3 h消应力热处理后,焊接接头抗拉强度高于Q345R 钢抗拉强度的下限值（500 MPa）;焊缝和热影响区-20 ℃冲击功达到95 J 以上,满足标准要求;侧弯试样弯曲面焊缝和热影响区没有萌生裂纹,满足NB/T 47014—2011标准要求;焊缝组织为块状铁素体+少量珠光体,珠光体均匀分布于铁素体的晶界处。评定结果表明,TIG+SMAW 焊接工艺合理,可满足该压力容器D类焊缝的焊接质量要求。     

一种X80管线钢焊接接头疲劳裂纹扩展门槛值的研究

采用疲劳试验、显微分析方法和力学性能分析等手段,对焊接热输入为20 kJ/cm的一种X80管线钢焊接接头在不同应力比条件下的疲劳裂纹门槛值进行了研究。研究结果表明,随着应力比的增加,疲劳裂纹扩展速率da/dN增大,疲劳裂纹扩展门槛值呈逐渐降低的趋势。在热输入为20 kJ/cm时,焊缝的组织以针状铁素体为主,含少量多边形铁素体,有很好的韧性。     

合成氨转化废热锅炉管板-管子焊接应力有限元分析

针对合成氨二段转化废热锅炉管板易出现大量泄漏的问题,对管板与换热管角焊缝焊接应力进行了有限元分析。结果表明,气侧焊缝区与近焊缝区存在很高的焊接残余应力。在交变载荷作用下,高应力区易发生疲劳裂纹扩展,导致泄漏。通过采取焊前预热和焊后热处理工艺可以降低焊接接头的焊接残余应力,提高焊接接头的断裂韧度。     

API X52焊管管母及其焊接接头的疲劳裂纹扩展速率

对两种X52管线钢管母及其焊接接头的疲劳裂纹扩展速率进行了测试，发现两种焊管管母虽有50MPa以上强度差，但几乎有相同的疲劳裂纹扩展速率。而且，两种焊管焊缝及热影响区的疲劳裂纹扩展速率均低于管母，但在排除焊接残余应力导致的裂纹闭合效应后，两种焊管焊接接头的疲劳裂纹扩展速率均与管母相当。     

高韧性螺旋焊缝钢管疲劳寿命预测

采用小尺寸弯曲试样进行裂纹扩展速率（da/dN）试验,测定了某特定规格和使用工况的X70钢螺旋焊缝钢管母材和焊缝区的疲劳裂纹扩展速率。试验表明,该螺旋焊缝钢管母材区和焊缝区的裂纹扩展速率不同,焊缝区疲劳裂纹扩展速率快于母材区。通过测得的螺旋焊缝钢管疲劳裂纹扩展数据,对该钢管进行了服役寿命预测和评估。预测结果表明,该螺旋焊缝钢管焊缝区疲劳寿命明显低于母材区,其母材区疲劳寿命可超过30 a。     

双电极焊条单弧焊焊缝组织与性能研究

首先分析了双电极焊条单弧焊焊接电流对焊缝成形的影响,利用扫描电镜对接头微观组织进行了观察。其次对熔敷金属的化学成分及力学性能进行了测定。最后对断口形貌以及夹杂物成分进行了分析。结果表明,焊接电流在180~220 A之间焊缝成形最佳,接头从焊缝到母材由珠光体和铁素体组成的粗大柱状晶组织、过热粗晶区魏氏组织、细晶区铁素体和珠光体组织、母材组织等一系列梯状组织组成,熔敷金属的化学成分和力学性能均在标准要求的范围内,焊接接头的强度高于母材,呈韧窝断裂。     

碳钢管线焊接接头的电化学腐蚀行为研究

母材选用A106B管线钢,焊丝选用2.4 mm的实芯焊丝ER70S-G,使用两种焊接工艺(GTAW+SMAW和GTAW)进行钢管对接焊,试样焊接前后均无热处理。通过对焊接接头的焊缝、热影响区和母材的极化曲线测量,研究了两种焊接工艺所得焊接接头各区域的腐蚀行为。结果表明,两种接头不同区域的耐蚀性为:母材热影响区焊缝。     

X80大应变管线钢焊接热影响区疲劳性能的研究

为了研究X80大应变管线钢焊接热影响区疲劳性能,采用MTS和INSTRON万能力学试验机测得了全壁厚X80大应变钢管焊接接头的疲劳寿命及焊接热影响区的疲劳裂纹扩展速率,并采用Gleeble-3500热模拟试验研究了焊接热循环不同峰值温度对组织和性能的影响。结果表明,焊接接头的疲劳性能显著降低,在相同的疲劳寿命条件下,其疲劳裂纹应力降低约100 MPa以上;疲劳裂纹均在焊趾处萌生,并向内沿热影响区扩展;而疲劳裂纹在热影响区的扩展速率随其通过的不同区域而变化。经焊接热循环后,热影响区呈现弱化趋势,强度最低点出现在细晶区,然而细晶区良好的塑韧性有利于抑制疲劳裂纹扩展,改善疲劳性能。     

焊缝余高及去应力退火对X80钢管焊接接头疲劳性能的影响

采用MTS Landmark 370型疲劳试验机研究了焊缝余高和去应力退火对X80大变形管线钢管焊接接头的拉-拉疲劳寿命的影响;采用显微硬度计和扫描电镜分析了焊接接头的硬度及疲劳断口形貌。结果表明:去除焊缝余高和去应力退火处理能够延长X80大变形管线钢管焊接接头的疲劳裂纹萌生寿命,提高其疲劳寿命;疲劳裂纹在内焊缝的焊趾处或者紧邻熔合线的热影响区萌生;焊缝余高引起的应力集中和热影响区软化是影响疲劳裂纹萌生的关键因素。     

X80焊管热影响区断裂韧性评价

环焊缝抗韧性撕裂是基于应变设计的拉伸应变能力评价的一个重要指标。通过单边缺口拉伸试验（SENT）来预测X80铜管手工电弧焊（SMAW）热影响区的断裂韧性。SENT试样缺口根部靠近熔合线、研究结果表明,HAZ材料裂纹尖端张开位移的R曲线几乎与管体一致,韧性裂纹从缺口根部延伸到母材。热影响区的屈服强度、拉伸强度、均匀伸长率、韧性裂纹萌生临界应变都高于母材。此外,在距熔合线2-4mm处热影响区出现了塑性各向异性,而在接近熔合线处则为塑性各向同性。     

奥氏体不锈钢管窄间隙焊缝疲劳裂纹扩展研究

为了研究奥氏体不锈钢管焊缝的疲劳裂纹扩展行为,依照ASTM E647标准对窄间隙热丝气保焊焊缝进行了紧凑拉伸试验,预制缺口分别位于焊缝中心线、热影响区、熔合线及母材。对窄间隙热丝气保焊焊缝不同位置处的疲劳裂纹扩展速率进行对比,并将窄间隙热丝气保焊焊缝与常规手工电弧焊焊缝的疲劳裂纹扩展速率进行对比。结果表明,窄间隙焊缝的抗疲劳性能优于常规手工电弧焊焊缝;根据Paris公式,窄间隙焊缝和母材的抗疲劳性能高于热影响区,焊缝具有更高的裂纹扩展门槛值。     

00Cr18Ni14Mo2Cu2不锈钢焊接工艺对耐海水腐蚀的影响

研究了00Cr18Ni14M02Cu2奥氏体不锈钢耐海水腐蚀的焊接工艺,通过改进焊接工艺,减小了热影响区宽度,减少了影响区与焊缝金属化学成分的差异,细化了热影响区金相组织,控制了热影响区σ相析出,使热影响区的腐蚀速率减小,且焊接接头（焊缝、影响区和母材三者同时暴露在腐蚀介质中）的腐蚀速率明显减小,大幅提高了该钢焊缝附近的耐海水腐蚀性能。     

X100螺旋埋弧焊管焊接接头冲击韧性研究

采用落锤冲击试验法测试了X100螺旋埋弧焊管焊接接头的低温冲击韧性,并进行了断口特征及微观组织分析。结果表明,沿管壁厚度方向的冲击韧性变化不明显;焊接接头的冲击韧性呈现母材冲击韧性最高,约是焊缝和热影响区的1倍,焊缝略高于热影响区;母材韧窝尺寸大且深,焊缝韧窝尺寸均匀但较浅,焊接热影响区以小尺寸韧窝为主,含少量大尺寸韧窝;焊缝和粗晶区的大尺寸条状或棒状M—A岛使冲击韧性下降。     

X65/2205耐蚀合金内衬管焊接工艺开发及焊接接头耐蚀性研究

根据X65/2205耐蚀合金内衬管焊接特点,开发了一种钨极氩弧焊焊接工艺。对内衬管焊接接头进行了显微组织分析、点蚀试验,抗H2S应力腐蚀开裂试验(SSCC)分析。结果表明:焊接接头HAZ的显微组织靠母材一侧为粗大的奥氏体晶粒,靠焊缝一侧为奥氏体基体上分布着铁素体;根部焊缝的显微组织为奥氏体基体上分布着铁素体。经过72h的点蚀试验后,对根部焊缝而言,钨极氩弧焊背部免充气保护焊接工艺得到的根部焊缝的耐腐蚀性与相邻的根部母材相当。经过720 h SSCC试验后,焊接接头均未发生开裂。     

X80管线钢管在5%NaCl+0.5%醋酸溶液中的腐蚀行为研究

应用动电位极化、电化学阻抗谱和浸泡试验方法研究了X80管线钢管母材和焊缝试样在5%NaCl+0.5%醋酸溶液中的腐蚀行为。结果表明,焊缝试样的开路电位较母材负移,在电化学腐蚀过程中,母材和焊缝区的腐蚀过程受活化极化控制,焊缝区具有较高的腐蚀速率。母材和焊缝的电化学阻抗谱均具有两个时间常数,母材极化电阻值大于焊缝区。在浸泡试样中,随着浸泡时间的延长平均腐蚀速率逐渐下降,但焊缝区产生严重的选择性腐蚀现象。