复杂厚板钢结构焊接裂纹分析及对策

在现代发电站结构设计中,通常采用钢结构和钢板-混凝土结构形成主体结构,通过协同作用实现建筑抗震,整个施工过程涉及大量的钢结构焊接工作。大厚板、复杂节点、空间受限等问题导致钢结构焊接出现了冷裂纹和层状撕裂问题,这些问题的起因既有预热、后热、焊接热输入控制等焊接工艺本身的问题,也有焊接接头布置及坡口设计不当的问题。该研究针对这些问题的起因进行了深入分析,采取了针对性措施改进加热方式、控制焊接热输入和优化焊接接头,解决了上述焊接裂纹问题。该研究积累的经验和提出的改进措施不仅对发电站的复杂厚板钢结构焊接有直接指导作用,对其他行业钢结构的焊接也有一定的借鉴作用。

针状铁素体对SA738Gr.B钢埋弧焊焊缝金属性能影响的研究

利用研制初期的M公司和R公司两种埋弧焊材,在相同焊接条件下分别埋弧焊接核电站钢安全壳用SA738Gr.B钢。利用光学和扫描电子显微镜探寻组织结构差异,研究焊缝金属冲击功。结果表明:含有大量针状铁素体的焊缝金属组织对微裂纹形成和扩展的阻碍作用较大,可使其冲击功提高。本研究为SA738Gr.B钢埋弧焊材的后续改进提供了依据。目前相关埋弧焊材已研究定型,正在进行用户和第三方国产化评估试验。

核电站钢安全壳SA738Gr.B钢SH-CCT曲线的测定及分析

基于焊接热模拟技术,采用膨胀法利用Gleeble-3500热模拟机对核电站钢安全壳SA738Gr.B钢的焊接热影响区连续冷却转变(SH-CCT)曲线进行了测绘,并结合其金相组织及维氏硬度等进行了分析研究。本研究为SA738Gr.B钢焊接工艺的正确制定提供了依据。

核电用SA738Gr.B钢手工电弧焊焊接材料及工艺研究

采用国产和进口两种焊条，在不同焊接规范参数下焊接核电站安全壳用SA738Gr．B钢。对比和分析两种焊条焊缝金属抗拉强度和冲击功的变化规律，并探讨了焊缝金属的低温冲击值稳定性。结果表明，手工电弧焊焊接SA738Gr．B钢，该国国产焊条在焊接电流为120～140A，焊后热处理工艺为593~620C10h的实际工程应用条件下，能满足ASME相关规范和设计要求，完全可运用于实际焊接工程。

AP1000核电站主管道焊接变形与残余应力研究

与"二代加"核电站相比,AP1000核电站主管道首次采用TP316LN控氮奥氏体不锈钢的整体锻造技术。本文通过主管道试件焊接变形与残余应力测试,为主管道安装设计提供技术支持。试验表明,主管道在焊接过程中焊接变形主要集中于焊接的初始阶段,焊接1/4厚度时,变形量为4 mm左右,焊接完成后,焊缝收缩量高达6 mm。盲孔法测试结果表明,主管道焊接残余应力主要集中于热影响区,轴向应力略高于环向应力,高达245 MPa。

AP1000主管道焊接接头微观组织和性能试验

在优化焊接工艺参数的基础上，系统分析了AP1000核电站锻造316LN主管道焊接试验件的母材、热影响区及焊缝的微观组织形貌和拉伸性能。结果表明，焊接接头组织沿主管道壁厚方向均匀分布，存在明显晶粒粗化的热影响区。焊缝金属由柱状奥氏体＋残留铁素体组成，铁素体数位于8～10FN之间，属于典型的铁素体一奥氏体结晶模式，不存在碳化物及氮化物析出。在核电站设计工况350℃下，抗拉强度达到450MPa。

氮电弧制备陶瓷表面层中TiN相形态及生长机制

利用氮电弧熔化纯钛基体表面,原位制备氮化钛(TiN)陶瓷表面层,研究陶瓷表面层的形成机理、TiN相的生长形态及其生长机制.结果表明,氮电弧熔化过程为非平衡快速冷却凝固过程,冷却速度可达102～103 K/s,表面层中TiN相的微观生长方式具有多样性.在熔池中过冷度较小的位置,TiN晶体为螺型位错侧面长大方式,而熔池底部过冷度较大,其微观生长方式转变为连续生长和侧面台阶生长两种方式交替生长模式.

焊后热处理对SA 738 Gr.B焊接接头力学性能的影响

对比分析了SA 738 Gr.B手工电弧焊(SMAW)焊接接头焊态及焊后热处理态力学性能的变化。分析结果表明:焊后热处理态与焊态相比,拉伸性能有所下降,焊后热处理未能改善焊缝和热影响区的冲击性能。焊后热处理使焊缝和热影响区碳化物数量明显增多,同时,焊后热处理使焊缝金属晶粒长大,因此,导致焊后热处理态焊缝和热影响区冲击性能下降。

SA 738 Gr.B焊接接头力学性能

通过对SA-738 Gr.B采用SMAW(手工电弧焊)和GMAW(熔化极气体保护焊)的焊接接头进行焊态和焊后热处理态力学性能、组织结构分布特征对比分析研究,发现提高焊接热输入会降低焊接接头的冲击性能。随着热处理的进行,焊缝经历了回复、再结晶等变化过程,同时,焊缝和SMAW热影响区晶粒中夹杂物元素向晶界聚集,降低晶界结合能,导致焊缝和热影响区冲击韧性降低。