He与He＋CO_2双层气流保护TIG焊工艺

以0Cr13Ni5Mo水轮机转轮用低碳马氏体不锈钢为母材,开展了内层为氦,外层为He＋CO2的双层气流保护TIG焊工艺研究.内层通纯氦避免电极直接接触外层CO2而氧化烧损,外层添加活性气体CO2向熔池溶解活性元素氧改变熔池表面张力对流模式,进而增加熔深和焊缝深宽比.研究了外层气体中CO2含量的变化对电极保护和焊缝形貌的...     

热处理工艺对ZG15Cr2Mo1钢铸件焊接热影响区性能的影响

针对ZG15Cr2Mo1钢铸件焊接后热影响区硬度过高的问题,通过试块试验对比分析了不同焊后热处理工艺对试块焊接三区硬度及拉伸性能的影响,对铸件本体缺陷修复焊接后采用不同的焊后热处理工艺进行验证,确定了符合力学性能要求的ZG15Cr2Mo1焊后热处理工艺,在保证铸件本体拉伸性能的同时,焊接三区硬度不超过241HBW.     

焊接热循环及时效处理对一种Ni-Fe基高温合金的组织和力学性能的影响

采用焊接热模拟实验,研究了焊接热循环对一种700℃超超临界火电机组高温部件候选材料—Ni-Fe基高温合金组织和力学性能的影响.结果表明,固溶态Ni-Fe基高温合金在经过峰值温度为1249℃的焊接热循环后,25和700℃屈服强度和抗拉强度都降低,延伸率升高.对经过焊接热循环后的合金再进行时效处理发现,在25℃时,焊接热循环后再时效样品的屈服强度和抗拉强度与母材时效态相当;在700℃时,焊接热循环后再时效样品的强度高于母材时效态的强度.Ni-Fe基高温合金在高温焊接热循环过程中,强化相γ'以及难溶相MC发生溶解,导致强度下降.经过时效处理后,强化相γ'再次大量析出,同时晶界析出了M23C6.M23C6存在于晶界,并没有造成拉伸性能的弱化.高温焊接热循环使MC发生部分溶解,为M23C6的时效析出提供了C元素.     

42CrMo钢车轮锻件在淬火过程中的残余应力研究

针对42CrMo钢车轮内部裂纹及表面剥落问题,进行了成分测试、裂纹宏观及微观的观察与分析.建立了无缺陷和含疏松缺陷的车轮锻件淬火过程的热力耦合有限元模型,获得了车轮在淬火过程中产生的残余应力场.结果表明,车轮内部疏松缺陷是淬火过程中疏松区域内产生应力集中的主要原因,疏松区域尺寸对于应力集中最大值没有影响;淬火工艺导致车轮内部缺陷区域产生非常高的周向应力,使疏松区域产生裂纹,但其扩展到疏松区域外的可能性不大,而靠近车轮外表面边缘处的缺陷经过淬火后,疏松区域内外载荷叠加效应将导致剥落现象发生.     

高氮钢焊缝的组织和冲击性能研究

采用双层气流保护TIG焊接方法,有效地向高氮钢液态熔池过渡活性组元O,使熔池对流形式由外向对流转变为内向对流,获得窄深型焊缝;窄深型焊缝有效降低熔池表面宽度,减少了焊缝N元素的溢出.研究了不同热输入下(不同电流下)熔池形貌和焊缝冲击韧性的变化规律,结果表明,随着焊接热输入的增加,焊缝δ铁素体含量增加,焊缝冲击性能没有明显变化.冲击断口的SEM观察显示,冲击断口含有大量短而深的裂缝和"骨架状"撕裂的界面,经EDS分析,开裂位置为δ铁素体.高氮钢焊缝中的δ铁素体和奥氏体界面结合强度低,在承受冲击载荷时两相界面首先开裂,裂纹沿两相界面迅速扩展,引起焊接接头脆性断裂.     

TRIP980钢板激光焊接工艺研究

采用不同焊接工艺对TRIP980钢板进行激光焊试验,研究了激光功率及焊接速度对接头宏观组织及力学性能的影响。结果表明:随着激光功率的增大,焊缝熔深逐渐增加直至完全焊透,此时接头强度先提高,之后保持稳定,断裂位置由焊缝过渡为母材,当功率过大时将产生严重飞溅,恶化焊缝性能,导致拉伸时沿焊缝开裂。随着焊接速度的提高,飞溅开始严重,导致接头强度较低,沿焊缝开裂,之后飞溅减小,接头强度提高且保持稳定,并沿母材断裂,继续提高焊接速度,焊缝熔深减小,接头强度降低,且沿焊缝处断裂。对于本研究钢板焊接合理的热输入为:33 333～50 000 J/m。     

回火温度对42CrMo钢冲击韧性的影响

以核电站环形起重机用42CrMo耐热钢为研究对象,分析了显做组织中碳化物形貌和分布随回火温度的变化及其对冲击韧性的影响.结果表明,42CrMo钢经水淬后在500—650℃区间回火,显微组织均为回火索氏体.随回火温度上升,-12℃冲击功先增加后减小;经500和530℃回火后,片状碳化物不均匀分布于原马氏体板条界上,冲击功分别为26和44 J;600℃回火后碳化物呈颗粒状弥散分布,冲击功达到峰值104 J;600℃以上回火,颗粒状碳化物明显粗化,冲击功下降.碳化物的形貌和分布是影响42CrMo钢冲击性能的关键因素.     

0Cr13Ni5Mo类低碳马氏体不锈钢焊接技术

关于0Cr13Ni5Mo低碳马氏体不锈钢的焊接,国内外的研究工作开展了很长时间,但实际工程应用中还是出现不少焊接问题,焊材的选择、焊接过程控制、焊后热处理等方面还存在一定的细节问题,常常导致宏观、微观焊接裂纹,UT探伤一次合格率偏低,返修量较大,造成成本的浪费和产品质量的下降。本文通过对此类钢种焊缝热处理前后的力学性能进行分析和研究,并采取调整焊接顺序,降低构件拘束度等方法,控制焊接裂纹的产生,解决了实际生产中焊接0Cr13Ni5Mo低碳马氏体不锈钢经常出现的拼接焊缝冷成形时断裂及焊缝延时宏观开裂等问题。     

微量活性组元氧对焊接熔池Marangoni对流和熔池形貌影响的数值模拟

针对SUS304不锈钢的定点钨极惰性气体保护焊过程,建立三维瞬态定点热源作用下的焊接熔池数学模型,系统研究了不同氧含量下的熔池温度场、速度场以及熔池形貌演变过程.结果表明:随着熔池中活性组元氧的增加,熔池内的对流模式经历了以外对流为主、内外对流共存到以内对流为主的演变过程,熔池形貌由浅且宽形、"勺"形变成深且窄形.熔池中微量氧直接影响熔池表面张力温度梯度系数,改变熔池表面Marangoni对流模式和熔池最终形貌.当氧含量低于80×10-6时,熔池表面以外向Marangoni对流为主,熔池形貌宽且浅;当氧含量超过120×10-6时,熔池表面以内向Marangoni对流为主,熔池形貌窄且深;当氧含量处于(80-120)×10-6之间时,熔池形貌为"勺"形,并且随时间的增加,熔池内外对流区域逐渐变小,内对流区域逐渐变大.定点联合保护焊实验结果表明,熔池形貌变化规律的模拟结果与实验结果吻合.     

一种核电核岛主设备用镍基焊丝的研制

通过试验分析了核电核岛主设备用镍基焊丝中各元素对焊丝和焊缝熔敷金属性能的影响.结果表明,随着焊丝中Al,Ti,Mn,Nb元素含量的增加,焊丝的强度、硬度及焊缝金属的抗拉强度增加;随着焊丝中Al,Ti,Nb元素含量的增加,室温焊缝熔敷金属的冲击吸收功增加;随着焊丝中Mn元素含量的增加,焊缝熔敷金属的冲击吸收功降低.通过调整焊丝成分得到了符合核电核岛主设备使用要求的焊缝熔敷金属.