异种金属摩擦焊油管接头性能分析

通过对 73.02 mm×5.51 mm的摩擦焊异种金属油管的理化性能及整管上/卸扣性能进行研究,分析了焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明,异种金属摩擦焊接方法是一种提高油管接头力学性能的有效连接方法,降低了油管加工难度和制造成本,提高了生产效率和产品质量。在异种金属摩擦焊焊缝横截面处,油管管体与外加厚短接呈良好的混合状态,两种金属形成了金属间化合物,使焊缝内部区域具有较高的硬度。同时由于外加厚短接与油管管体焊接形成塑性结合能有效提高焊缝的冲击性能,使焊缝冲击性能高于管体。油管在上/卸扣过程中,摩擦焊缝完好,螺纹接头无粘扣现象,表明异种金属摩擦焊油管接头具有良好的抗扭转能力且抗粘扣性能良好。     

钛/铝异种金属旋转摩擦焊接接头界面组织与性能

为了研究钛/铝异种金属旋转摩擦焊接接头界面金属间化合物形成的过程,对激光增材制造技术制备的Ti6Al4V和AlSi10Mg进行了旋转摩擦焊接,并通过显微组织分析、拉伸试验、硬度测试等手段研究了接头界面的组织和力学性能。从X射线衍射结果和EDS元素变化发现接头界面处形成了TiAl3相,SEM图也观察到焊接界面有脆性金属层的存在。通过显微组织表征和力学性能测试,系统地验证了界面生成较少的脆性金属化合物。     

A302和Inconel 182焊接的Cr5Mo异质焊接接头的碳迁移和蠕变破断寿命

针对奥氏体和镍基焊材焊接的CrSMo异种钢焊接接头,通过时效处理和蠕变持久试验,研究了A302／Cr5Mo和Inconel 182／Cr5Mo异种钢焊接接头的碳迁移状况和蠕变破断寿命。研究结果表明,由于A302／Ca5Mo异种钢焊接接头发生碳迁移。与镍基焊材焊接的焊接接头相比,其蠕变破断强度下降,破断寿命只有Inconel 182／Ca5Mo异种钢焊接接头蠕变破断寿命的50％左右。     

TP304H+12Cr1MoV异种钢焊接接头的界面蠕变损伤行为

通过高温持久性能试验和扫描电子显微镜分析,研究了焊态和热处理态TP304H+12Cr1MoV异种钢焊接接头的界面蠕变损伤及破坏特征。研究结果表明,焊后不进行热处理条件下,接头的高温持久性能优异;随着持久试验应力的降低,试样的断裂塑性下降,断裂部位由12Cr1MoV侧母材逐渐转移至热影响区、熔合线;接头经高温长期试验,12Cr1MoV侧熔合线附近会析出链状Ⅰ型碳化物,接头的低塑性开裂在该Ⅰ型碳化物处形核,进而通过蠕变孔洞的长大和连接的方式导致异种钢接头的早期脆性失效。     

Cu对9%Cr耐热钢焊缝微观组织的影响

通过重热模拟和透射电镜试验,研究了3种不同含Cu量的9%Cr耐热钢焊缝金属的微观组织结构.结果表明,Cu元素能抑制铁素体的形成,提高钢的强度和抗腐蚀性,强化焊缝组织.     

Q345－Zr－Q345焊接接头显微组织和纳米压痕研究

为了评价Zr与Fe之间的焊接性能,对焊缝中可能存在的金属间化合物的种类、分布以及性能进行了研究。采用钨极氩弧焊（TIG）方法对Q345低合金试板进行了以纯Zr作为填充金属的熔焊连接试验,并采用纳米压痕技术建立了焊缝典型组织和力学性能之间的依存关系。结果显示,Zr焊缝与Q345基体相连处主要由层片状共晶组织组成（α－Fe+Fe2Zr）,该区域中Fe元素含量较高;焊缝中部区域主要由Fe2Zr胞状树枝晶组成,少量FeZr2组织分布在Fe2Zr胞状枝晶间;在Fe2Zr富集区域出现了裂纹。纳米压痕测试结果表明,Fe2Zr金属间化合物的硬度较高,平均硬度值达到20.1 GPa;层片状共晶组织（α－Fe+Fe2Zr）的硬度值相对较低,平均硬度值为6.8 GPa;FeZr2化合物的平均硬度值为8.9 GPa。Zr焊缝断口呈现出明显的枝晶形貌,EDS结果表明,这些枝晶主要由Fe2Zr金属间化合物组成。     

铝(铜)/不锈钢异种金属大直径搅拌摩擦钎焊界面组织特征与工具的去膜效果

为了同时消除搅拌摩擦搭接焊过程中搅拌针的磨损与匙孔、增大单次焊道的焊合面积,开发了无针工具并预置钎料的搅拌摩擦钎焊(FSB)新工艺。为进一步证明FSB可利用旋转工具借助机械途径破除界面氧化膜、改善润湿性,选折了表面氧化膜难破除的不锈钢(SUS)作为下板的两种异质金属组合(Al/SUS与Cu/SUS),采用Φ40 mm大直径无针工具与Zn箔钎料施焊。微观组织分析发现,Al/SUS组合在不锈钢界面侧形成了6～7μm连续金属间化合物层,并在Al侧形成了约20μm混有少量粒状物(含Fe)的混合层;特别是铜作上板的Cu/SUS组合,众多粒径约2μm不锈钢微粒被搅拌混入上板Cu材中,形成厚约5μm的复合材料式界面层。上述结果表明, FSB无针工具在直接搅拌上板表面的同时,又能间接搅拌焊接界面以破除界面氧化膜;同时界面处的搅拌破膜效果与上板的软化程度、屈服强度等因素有关。     

填充金属对X100管线钢焊缝组织性能的影响

采用埋弧自动焊机和焊接热模拟试验机对X100管线钢进行了埋弧双丝焊接试验,对比分析了两种焊接工艺下得到的焊缝区组织性能的变化情况及影响因素,研究填充金属对X100管线钢组织性能的影响规律。研究结果表明,经过埋弧双丝焊所得X100管线钢焊缝组织主要以针状铁素体、粒状贝氏体和少量先共析铁素体组成,组织比较细小,与母材性能相比,焊缝区的冲击韧性良好,强度有待提高;经过焊接热模拟方法所得X100管线钢焊缝区的组织主要以板条贝氏体和少量粒状贝氏体组织组成,焊缝区的强韧性基本和母材保持一致。     

热处理时间对12Cr1MoV/304接头碳迁移和组织的影响

奥氏体不锈钢与低合金耐热钢的焊接广泛应用于电站锅炉。为了研究高温时效对异质接头碳扩散以及组织的影响,模拟异质接头的工作环境,对异质接头进行500 ℃、不同时间的时效处理,观察熔合线两侧成分和组织的变化。结果表明,随着时效时间的增加,碳扩散的总量增加,母材热影响区贝氏体退化,转变成铁素体和索氏体,降低了接头的力学性能和使用寿命。     

不同热处理制度对Q345R(HIC)焊接接头组织及性能的影响

结合制造厂实际制造工艺,试验研究了不同焊后热处理温度、正火温度对Q345R(HIC)对接焊接接头金相组织及力学性能的影响。试验发现,随着焊后热处理温度的升高,焊接接头硬度逐渐降低,热影响区晶粒度减小,690℃时焊接接头抗拉强度明显降低。随着正火温度的提高,焊接接头强度变差,接近强度要求值下限,低温冲击性能均良好。考虑正火+焊后热处理的焊接接头对焊接材料P、S质量分数的苛刻要求,选择匹配的国内焊材为AT-H08MnHIC/SJ613HIC,从试验数据看出,焊接接头-30℃冲击功均在200J左右,满足要求,强度值接近要求值下限。     

铝/钢异种金属电弧熔钎焊界面结构的研究现状

为了深入研究合金元素对铝/钢异种金属焊接接头的作用机理,以便为实际生产中焊接工艺的优化提供参考,综述了铝/钢异种金属电弧熔钎焊焊接方法及焊接接头的界面结构研究现状,并重点概述了合金元素对铝/钢异种金属电弧熔钎焊界面结构的影响。研究结果表明,在铝/钢异种金属电弧熔钎焊过程中,界面反应层的金属间化合物对焊接接头的力学性能有很大的影响。     

双相不锈钢与碳钢异种金属焊接研究综述

综述了近年来国内外双相不锈钢与碳钢异种金属的焊接研究进展。已有的研究结果表明,在焊接过程中,主要应考虑以下两方面的问题,一是接头凝固过渡层的形成易导致焊缝金属中生成脆性相而使接头的塑韧性下降;另一方面是接头界面合金元素碳的迁移使接头的力学性能和耐腐蚀性能下降。对此,提出了解决问题的工艺措施,并对双相不锈钢与碳钢异种金属的未来焊接研究进行了展望。     

T91耐热钢激光焊和钨极氩弧焊接头组织及力学性能研究

为优化当前T91耐热钢管对接焊缝性能并缩小热影响区,通过对比研究T91耐热钢激光焊（LW）与钨极氩弧焊（GTAW）对接焊缝的微观组织及常温拉伸、高温拉伸、硬度、常温冲击等各项力学性能,探究通过改变当前T91耐热钢焊接工艺提升焊缝质量的新方法。研究结果表明,激光焊（LW）在T91耐热钢的焊接中相比当前使用的钨极氩弧焊（GTAW）展现出了较好的工艺适配性,激光焊（LW）在保证焊缝组织与性能满足接头标准要求的基础上,相比钨极氩弧焊在焊缝粗晶区获得了更为细化的微观组织,焊缝与热影响区更小,且焊缝熔化区室温冲击性能明显提升。     

钛合金与不锈钢异种金属钎焊的研究进展

为了解决钛合金焊接性能和加工性能较差导致其在实际工程应用中受限的问题,提出了将钛合金和不锈钢复合使用的构想,并对钛合金和不锈钢的可焊性进行了分析。以钛合金和不锈钢钎焊为研究对象,重点论述了钛合金与不锈钢钎焊连接所用的钎料及钎焊工艺等的国内外研究现状,发现通过钎焊来连接钛合金与不锈钢在焊接接头质量、精度以及提高焊接生产效率等方面具有一定优势,但依然存在接头强度低、特殊条件下接头性能不稳定等问题,需要从钎料设计出发,辅助钎焊工艺和设备的改进,根据不同的应用工况,设计出对应成分的钎料。     

焊接热输入对X100管线钢焊接热影响区组织与强度的影响

采用焊接热模拟技术和金相显微组织分析技术,对不同焊接热输入下X100管线钢热影响区的强度和组织变化规律进行了深入分析.研究结果表明,经过焊接热循环后,X100管线钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)强度均有不同程度的下降,且下降幅度随着热输入的增加而增加,当焊接热输入达到40 kJ/cm时,CGHAZ的强度已不能满足X100管线钢最低强度要求.X100管线钢CGHAZ软化可归结于粒状贝氏体增加和晶粒亚结构的粗化,且粒状贝氏体所占比例和晶粒的粗化程度均随着热输入的增加而增加.     

宝钢高强度高韧性针状铁素体管线钢的开发与应用

为满足高压输气管线的发展,近年来开发了以针状铁素体组织为特征的高性能管线钢.与传统的铁素体珠光体组织的管线钢相比,针状铁素体组织的高等级管线钢在满足高强度的同时,还具有更高低温韧性和低的韧脆转变温度,其优良的性能得益于钢质纯净、组织均匀的低碳针状铁素体组织.介绍了宝山钢铁股份有限公司开发研制的针状铁素体管线钢的发展及其工程应用情况.     

针状铁素体管线钢的组织结构及其与力学性能的关系研究

基于控轧控冷工艺研究,在化学成分相同的超低碳微合金管线钢中获得了不同组成比的针状铁素体（AF）复相组织,探讨了其与力学性能的关系。结果表明：①降低终轧温度导致有效晶粒尺寸明显减小,冷却速度和模拟卷取温度的变化对有效晶粒尺寸影响不大;②降低终轧温度,提高冷速,会促进AF复相组织中粒状贝氏体铁素体（GF）、贝氏体铁素体（BF）等低温组织含量的增加,提高模拟卷取温度增强的析出强化效果不如降低终轧温度导致的AF低温组织含量提高和晶粒细化对强度提高的贡献大;③随着终轧温度的下降,大角度晶界含量先提高后降低,在相变点以上40℃附近达到最高值,大角度晶界含量越高,低温韧性越好;④当管线钢获得较高BF和GF含量、低的准多边形铁素体（QF）含量组成的细小AF组织时,综合力学性能优良。