焊接热输入对690 MPa级HSLA钢焊缝金属组织与力学性能的影响

采用自研直径4.0 mm的焊条对厚度为27 mm的690 MPa级HSLA钢进行不预热焊接,研究了焊接热输入对焊缝金属组织和性能的影响及强韧化机理.结果表明,焊接热输入由13 kJ/cm提高至19 kJ/cm对焊缝金属组织结构及其强韧性产生了显著影响,对接接头抗拉强度、硬度呈现降低趋势,焊缝金属−50℃冲击吸收能量呈现先升高后降低趋势.16 kJ/cm热输入条件下获得了良好的强韧性,对接接头抗拉强度为828 MPa,焊缝中心−50℃冲击吸收能量为71~90 J,均值为80 J.13 kJ/cm及19 kJ/cm热输入条件下焊缝金属强韧性较低,前者与焊缝金属中板条贝氏体及侧板条铁素体形成有关,后者与其中粗大的M-A组元形成相关.热输入16 kJ/cm条件下,充分形成了塑性良好的针状铁素体组织,针状铁素体和贝氏体呈交织分布,同时,细小弥散分布的M-A组元并未对其韧性产生显著的负面作用,焊缝金属获得了良好的强韧性配合.

焊接热输入对0Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢电弧焊接头组织与性能的影响

在不同焊接热输入(9,13,17 kJ·cm^(-1))下对0Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢板进行多层多道电弧焊,研究了焊接热输入对焊接接头显微组织与力学性能的影响。结果表明:不同焊接热输入下所得焊接接头焊缝和热影响区的组织均为板条马氏体、少量δ铁素体和残余奥氏体;随着焊接热输入的增大,焊缝和热影响区的板条马氏体变粗大,δ铁素体含量增多;不同焊接热输入下焊接接头的抗拉强度和屈服强度分别约为810,600 MPa,均高于母材且符合项目规定,屈强比均小于0.9,接头的拉伸性能良好,拉伸后均在母材处断裂;随着焊接热输入增大,冲击吸收能量减小,焊接热输入为9,13 kJ·cm^(-1)下冲击断口中的韧窝尺寸略大且均匀,接头的冲击韧性更好;不同焊接热输入下焊缝的硬度为310~340 HV,其平均硬度高于热影响区和母材,随着焊接热输入的增加,焊缝和热影响区的硬度均略微降低。

焊接热输入对1000 MPa级马氏体钢焊接接头组织和性能的影响

采用熔化极气体保护焊的方法对1.8 mm厚1000 MPa级马氏体钢进行了焊接,系统地研究了焊接热输入对焊接接头硬度分布、组织演变及力学性能的影响规律。结果表明:与母材相比,焊缝及热影响区的硬度均发生了不同程度的软化现象,细晶区软化现象最为显著;随着焊接热输入增加,焊接接头的强度及塑性均降低,韧性提高,焊缝区、临界区及亚临界区的硬度略有降低,粗晶区和细晶区的硬度略有升高,焊缝及热影响区的冲击性能无明显变化,接头断裂位置由细晶区变为亚临界区。

焊接热输入对X100管线钢粗晶区组织及性能的影响

采用热模拟技术、显微分析方法和力学性能测试等手段,对X100管线钢在不同焊接热输入下粗晶区的组织及性能的变化规律进行了研究.结果表明,随着焊接热输入的增加,X100管线钢的强韧性降低.当热输入为10kJ/cm左右时,焊接粗晶热影响区的显微组织以贝氏体铁素体和粒状贝氏体为主,这种组织赋予材料以最佳的强韧性水平;当热输入为20kJ/cm左右时,焊接粗晶热影响区的显微组织以粒状贝氏体和准多边形铁素体为主,材料有较好的强韧配合;而当热输入大于30kJ/cm时,由于多边形铁素体增多,材料的强韧性降低.因此可将10～20kJ/cm作为X100管线钢的推荐热输入.

焊接热输入对X80焊管焊缝组织与性能的影响

针对双面螺旋埋弧焊管所具有的先内焊后外焊的焊接顺序特点,以实际焊缝为研究对象,采用焊接热循环理论,利用焊接热模拟技术、现代材料力学性能检测技术和显微分析方法,对X80管线钢内焊缝在不同热输入下的韧性分布规律以及组织特征进行了研究。结果表明：当焊接线能量为17~35kJ/cm时,X80管线钢焊缝粗晶热影响区（WCGHAZ）可获得较好的韧性水平,其中线能量为20kJ/cm时,WCGHAZ可获得最佳韧性水平。当焊接线能量小于17kJ/cm和大于35kJ/cm时,X80管线钢WCGHAZ的韧性水平都有所下降。因此可将17~35kJ/cm的线能量作为X80管线钢外焊缝的推荐焊接工艺规范。

焊接热输入对X80管线钢及其焊管内焊缝粗晶区韧性的影响

利用焊接热模拟技术、材料力学性能检测和显微分析方法,对X80管线钢及其制管过程中内焊缝在不同热输入下粗晶区的韧性以及组织特征进行了研究。结果表明,对于X80管线钢母材粗晶区及其焊管内焊缝粗晶区,随着焊接热输入的增大,其韧性变化规律存在一定的差别。对于X80管线钢母材,其获得最佳韧性的热输入范围为10～20kJ/cm,此时的韧性值基本和母材保持在同一水平;当热输入大于20 kJ/cm后,其韧性呈下降趋势;当热输入大于35kJ/cm后,韧性急剧下降。而对于焊管内焊缝,当热输入处于17～35kJ/cm时,其粗晶区可获得最佳韧性水平;当焊接热输入小于17kJ/cm和大于35kJ/cm时,其粗晶区的韧性水平均有所下降。

焊接热输入对低合金高强钢焊接热影响区组织性能的影响

采用CO2气体保护焊,研究了不同的焊接热输入对低合金高强钢ASTMA572GR.65钢在预热与不预热条件下焊接热影响区组织和性能的影响。研究表明,在小线能量(10kJ/cm)下,Nb(C,N)等第二相粒子在粗晶区能起到抑制晶粒长大的作用,使得晶粒比较小,而大线能量(40kJ/cm)下,这些粒子完全溶解,几乎没有起到对粗晶区晶粒长大的抑制作用。另外,小线能量(10kJ/cm)下,焊前预热有利于生成较细小的淬硬组织,对GR.65钢粗晶区的韧性起有利作用,而大线能量(40kJ/cm)下焊前预热反而使粗晶区组织粗大,并生成上贝氏体等韧性很差的组织,会对整个焊接热影响区产生不利影响。

焊接热输入对低合金高强钢焊缝组织和韧性的影响

针对海上钻井平台桩腿用厚板低合金高强钢Q690E,研究不同焊接热输入对接头焊缝显微组织及冲击韧性的影响.结果表明,当热输入从1.376 MJ/m提高到2.248 MJ/m时,焊缝区冲击韧性先升高再降低.当焊接热输入为1.56 MJ/m时,焊缝区微观组织以针状铁素体为主,低温韧性最好;采用小电流低速焊焊缝区组织更加均匀,冲击断口韧窝区所占比例更大,低温韧性更高;在热输入相同的条件下,单丝熔化极活性气体保护焊焊缝区以针状铁素体和粒状贝氏体为主,低温韧性优于双丝焊.

焊接热输入对HQ130钢焊接热影响区组织硬度的影响

MIG／MAG焊接热输入包括焊接电弧热流和熔滴带入熔他的热熔量两部分，本文以作者提出的焊接热输入分布模型为基础，建立了熔池流场和温度场的数值分析模型，采用数值模拟技术研究了焊接热输入对HQ130钢焊接热影响区（HAZ）组织和硬度的影响规律，给出了不同焊接热输入时HAZ不同部位奥氏体晶粒尺寸及组织和硬度的计算结果，实验表明，HQ130钢焊接热循环及HAZ组织。

焊接热输入对ULCB钢焊接接头组织性能的影响

采用自动埋弧焊机对超低碳贝氏体钢(ULCB钢)进行直缝双面焊双面成型焊接试验,分析了焊接热输入对其焊接接头组织及性能的影响。结果表明:焊缝显微组织主要是针状铁素体和粒状贝氏体,这两种相组成和相比例,极大地影响了接头的强韧性。随着焊接热输入增大,焊缝区针状铁素体含量先减少后增加,粒状贝氏体含量先增大后减少,热影响区晶粒变得粗大,ULCB钢接头强韧性呈现一定规律的变化。在较小的焊接线能量(24.81 k J/cm)下,焊接接头具有优良的强韧性,抗拉强度达到803.63 MPa,为母材抗拉强度的94.3%,焊缝和热影响区冲击韧性分别为193、232 J。

焊接热输入对微锆处理F40船板钢热影响区组织的影响

以加入微量锆船板钢为研究对象,采用Gleeble 3500并结合SEM,TEM等实验方法研究了F40船板钢在大热输入焊接条件下焊接热输入对粗晶热影响区(CGHAZ)微观组织形态的影响。结果表明,从800℃冷却到500℃的时间即t8/5=60 s时,组织转变产物为大尺寸、具有尖锐棱边的M-A(马氏体-奥氏体)组元,成为裂纹源和裂纹扩展的通道,对材料的低温韧性造成损害;随T8/5的增大,位错组态由高密度缠结变化为小角度排列和位错网格;析出相粒子存在明显的溶解和长大现象,对位错的钉扎作用减弱。

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。

焊接热输入对ADB610钢焊接接头组织性能的影响

采用三种焊接热输入对新开发的低碳贝氏体ADB610钢进行焊接,对其焊接接头的微观组织和力学性能进行了试验研究。结果表明,焊接接头的母材区、焊缝区和热影响区组织均为铁素体和贝氏体,在铁素体和贝氏体上还弥散分布着渗碳体;焊接热输入对焊缝区组织和冲击性能影响显著,过大的焊接热输入会使焊缝区贝氏体含量减少,铁素体含量增大,晶粒变粗大,冲击韧性明显降低。

焊接热输入对残余应力影响的盲孔法测试与数值分析

为了分析T型构件多道焊焊接残余应力与焊接热输入间的关系,运用有限元分析软件ANSYS对该焊接工艺进行数值模拟;运用盲孔法检测焊接残余应力,并与数值模拟结果进行对比;基于原有的焊接工艺,对3组焊接热输入值下T型构件多道焊进行数值模拟,分析了焊接热输入值对焊接残余应力的影响规律。研究结果表明:数值模拟结果与实测结果相近;焊接热输入增大,纵向焊接残余应力会增大,横向残余应力会减小。

焊接热输入对镁合金与镀铜钢冷金属过渡焊接接头性能和缺陷影响

利用冷金属过渡焊(CMT)对镁合金和镀铜钢异种金属进行焊接,填充材料选择AZ31镁合金焊丝,对焊接接头的显微组织进行检测,分析焊接接头的性能和缺陷。实验结果表明:Cu元素对镁合金在钢表面的润湿铺展起到良好的促进作用,焊接热输入影响Cu元素对镁/钢表面的润湿铺展效果。焊接接头产生富铜区,易产生裂纹,降低了焊接接头强度。经过拉伸测试,在焊接热输入为212.2J/mm时,焊接接头强度达到最大值3.99kN,但在焊接热输入达到254.6J/mm时,焊接强度反而降低,这是由于钎焊区生成了大量的中间层脆性化合物。焊接接头组织中检测到气孔、夹渣和裂纹等焊接缺陷的存在,这与母材表面的氧化膜和焊缝内应力有关。

焊接热输入对F550Z钢焊接接头低温韧性的影响

研究了热输入对海洋钻升平台用550MPa钢焊接接头组织与低温韧性的影响．结果表明，热输入为15和50kJ／cm时，对焊缝有热处理作用，组织为针状铁素体加细小弥散的碳化物，其中50kJ／cm热处理作用较明显-60℃冲．打试验中，热输入为50kJ／era时冲击吸收功最高，平均110J，是其它热输入的2～4倍，熔合线及熔合线2mm处组织为板条贝氏体加粒状贝氏体，小热输入时，粒状贝氏体含量少并且打乩了板条贝氏体办向，对韧性有利；随荷热输入增加，粒状贝氏体逐渐增多且品粒粗大，低温韧性较差，该区冲击吸收功随热输入增加呈下降趋势．

焊接热输入对低碳贝氏体金属粉芯焊丝(CHT120CK4)熔敷金属组织和力学性能的影响

采用一种低碳贝氏体金属粉芯焊丝进行对接焊接,研究不同热输入(13.4~20.6 kJ/cm)对低碳贝氏体金属粉芯焊丝熔敷金属组织、拉伸性能和冲击韧性的影响。结果发现,低碳贝氏体熔敷金属的原始焊缝、焊缝内再热区组织都由粒状贝氏体和准多边形铁素体(QPF)组成。随着热输入的增加,原始焊缝、焊缝内再热区中的粒状贝氏体含量呈现先增大后降低的变化规律,随着热输入的增加,熔敷金属的屈服强度、抗拉强度先增大后降低,与微观组织的变化趋势一致;17.9 kJ/cm热输入下熔敷金属的屈服强度、抗拉强度均达到峰值;随着热输入的增大,冲击韧性逐渐降低。在室温和-50℃下13.4 kJ/cm热输入的熔敷金属具有较好的拉伸塑性和冲击韧性,这主要与低热输入下的细小晶粒相关。

焊接热输入对纯铜焊缝组织及其力学性能的影响

在纯铜(T2)钨极氩弧自动焊(TIG)条件下,研究了不同焊接热输入对焊缝成形、焊缝显微组织及力学性能的影响。结果表明:焊接热输入过大,焊缝正面出现咬边,焊缝反面过宽、余高过高,而焊接热输入过小焊缝未焊透,轧制时易出现根部裂纹;随着焊接热输入的增大,焊缝区以及热影响区晶粒尺寸都增大,接头塑性降低;焊后未轧制时,焊接热输入越大,接头强度越低,而轧制后,焊缝的抗拉强度没有明显的变化,焊接热输入小时的屈服强度明显高于焊接热输入大时的屈服强度,并且接头断裂均发生在焊缝熔合线区,说明熔合线区是整个焊接接头最为薄弱的环节。

X80管线钢粗晶区在不同焊接热输入下的韧性

采用热模拟技术、力学性能测试手段及显微分析方法,研究了三种X80管线钢焊接粗晶区在不同焊接热输入(E)下冲击韧性和断裂韧性的变化规律。结果表明,当E>30kJ/cm时,由于粗晶区中多边形铁素体和珠光体的形成,致使其韧性严重恶化;在E<15kJ/cm条件下,由于马氏体的过饱和固溶作用以及较高冷却速度所形成的高应力状态,使得粗晶区的韧性受到损害;而在E=15～20kJ/cm条件下,试验钢焊接粗晶区的主要组织为多位向分布的针状铁素体,表现出较好的韧性值。

焊接热输入对WEL-TEN 62CF钢焊接接头性能的影响

选用日铁L-62CF焊条,采用焊条电弧焊研究不同焊接热输入对WEL-TEN62CF钢焊接接头性能的影响规律。通过试验研究发现,不同的焊接热输入对焊接接头的力学性能影响较大,其中对强度性能影响不明显,但对冲击韧性性能影响明显,且随着焊接热输入的增大,焊接接头的冲击韧性明显下降。因此,在焊接过程中,不能采用过大的焊接热输入,以提高焊接接头的冲击韧性。