水电780MPa级低合金高强钢SX780CF焊接工艺试验

SX780CF钢是新型的国产800 MPa级别的低合金高强钢,在国内水电工程建设中逐步取代进口材料,并首次运用在国内大型水电压力钢管结构中。本文采用焊条电弧焊和埋弧焊对SX780CF钢进行焊接,对2种焊接接头的焊接性、力学性能以及力学不均匀性进行研究与分析。结果表明:2种焊接接头的抗拉强度、弯曲强度和硬度值均满足GB 50766—2012的要求。埋弧焊工艺的焊接质量、效率与控制成本优于焊条电弧焊,值得水电压力钢管焊接工程中广泛推广。

低温过热器受热面管焊接接头断裂失效分析

过热器是提高发电锅炉循环热效率的关键部件,其部件一旦失效会造成巨大的经济损失。通过力学性能测试、微观形貌及成分能谱分析、 X射线衍射物相分析及金相分析等方法,对ASH低温过热器受热面管焊接接头的断裂原因进行了分析。结果表明:该焊接接头的断裂形式为高温疲劳和应力腐蚀共同作用后的断裂,应力腐蚀所产生的点蚀是造成裂纹启裂的原因,断口形貌具有碱性断裂的特征,同时结合锅炉水pH值8.57和腐蚀产物分析,该断口为碱性腐蚀断裂。采用有限元分析软件ABAQUS对受热面管在运行过程中的应力分布进行了模拟,验证了其在运行过程中焊接接头位置应力集中的存在。为了防止碱脆断裂,应对锅炉用水进行充分软化处理,同时管道焊接应控制焊缝成形,提高焊接质量,焊后进行去应力退火处理。

U75V(N)淬火钢轨闪光焊接头失效分析

某线路钢轨闪光焊焊接接头处发现伤损,为找到伤损的客观原因,将接头下道后用探伤定位,采用静弯的方法将接头压断,找到接头缺陷。对接头断口采用宏观体视观察、扫描电镜观察(SEM)和能谱分析(EDS)、微观组织观察等手段对其进行了失效分析。结果表明:钢轨闪光焊焊接接头的伤损主要是由于接头熔合线处的夹杂物以及成分偏析引起的;夹杂物的存在使得接头内部出现应力集中,在钢轨运行过程中的动载荷作用下,缺陷在应力集中位置萌生并进一步扩展,最终导致接头的疲劳裂纹扩展。

SX780CF细晶粒结构钢的埋弧自动焊

国产细晶粒结构钢SX780CF首次被应用于水电系统大型压力钢管。采用大型水工钢管智能化组焊专机和多功能滚焊台车以及埋弧自动焊提高了生产效率,降低了生产成本。介绍大型水工钢管智能化组焊机的状况,针对SX780CF埋弧自动焊接头的焊接性能、力学性能、力学不均匀性和微观组织进行试验和分析。结果表明,SX780CF埋弧自动焊接接头的拉伸强度、弯曲性能和硬度值均满足标准GB50766-2012要求,在水电站大型压力钢管工程中值得进行推广。

不同线能量对高强钢SX780CF埋弧焊接头的影响

SX780CF是一种新型国产800 MPa级别低碳调质高强钢,首次应用于大型水电压力钢管制造工程。为了提高焊接效率,采用埋弧焊进行焊接。对SX780CF的埋弧焊接进行20~25 kJ/cm及35~40 kJ/cm不同线能量级别的试验,分析焊接接头的力学性能、接头不均匀性及微观金相。结果表明,采用两种线能量焊接的接头的力学性能均能满足标准GB 50766-2012要求;SX780CF淬硬倾向较小,厚度为60 mm时需预热80℃以上;为提高焊接生产效率,减少制造成本,可采用较大线能量焊接。

核岛冷却系统铜-不锈钢真空钎焊焊接工艺设计和性能研究

在核岛冷却系统中常可见到铜和不锈钢的复合结构。铜导热快,核反应产生的热量通过铜迅速传给不锈钢管,不锈钢管中通入的冷却介质即时带走热量,确保核电系统的安全。对T2纯铜和316L奥氏体不锈钢管的真空钎焊进行了焊接工艺设计。对高精度间隙的接头,采用银铜共晶钎料,在8×10^-3Pa真空下830℃保温30min进行钎焊。通过剪切试验、金相显微镜、显微硬度试验、热冲击试验、扫描电镜和能谱仪对钎焊接头进行显微组织观察和性能分析。结果表明,铜与不锈钢结合良好,钎缝致密。钎缝中的组织是铜基固溶体和银铜共晶。钎焊接头剪切强度可达176MPa。剪切断裂位置在钎缝,断裂形式为韧性断裂。

核岛冷却系统铜-不锈钢真空扩散焊焊接工艺设计和性能研究

铜-不锈钢管复合构件由于结构与性能的优势互补,在核反应堆的设备冷却系统中发挥着重要的作用。针对核岛冷却系统铜-不锈钢真空扩散焊接工艺复杂、难度大,进行了焊接工艺的设计和性能研究方案的制定,并进行性能评价和微观组织观察,利于解决目前焊接中存在的问题。试验采用添加单质Ni作镀膜中间层的方法,在一定温度、压力以及真空度下进行铜与不锈钢的真空扩散焊接,通过剪切试验和硬度测量评价铜-不锈钢接头的力学性能,利用ZEISS显微镜、SEM扫描电镜、EDS能谱仪分析接头的微观形貌和扩散结合过程。通过焊接接头的随机取样分析比较,发现本次扩散焊接试验得到的焊接接头仍存在结合不充分、性能不均衡等缺陷,焊接工艺有待进一步优化。

U75V钢轨闪光焊接头落锤断口缺陷分析

在某单位的60kg/m U75V钢轨焊接接头出厂超声波探伤检验时发现局部回波当量超标,而该接头落锤试验结果为合格,为探究其原因,采用光学显微镜、电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)对多次落锤试验后的断口进行分析。结果表明:断口处存在灰斑是超声波局部回波当量超标的主要原因,两处灰斑分别系炉渣残留于钢轨中以及焊接过程中产生的硅酸盐夹杂未被挤出所致,建议进一步优化焊接参数设置。

12Cr1MoV焊接接头在碱性溶液中的应力腐蚀开裂行为

目的研究12Cr1MoV焊接接头在NaOH溶液中的应力腐蚀裂纹扩展行为及机理。方法采用三点弯加载的方法,对不同初始应力强度因子(40、50、60 MPa·mm^(1/2))条件下的12Cr1MoV焊接接头在NaOH溶液(80℃、质量分数为20%)中的应力腐蚀裂纹扩展行为进行研究,使用SEM和电子背散射衍射(EBSD)等方法,分析应力腐蚀裂纹扩展路径和断口形貌。结果接头应力腐蚀裂纹扩展速率随着初始应力强度因子的增大而增大,最高达到11.189×10^(–7) mm/s,但增大的趋势逐渐减缓。应力腐蚀裂纹呈树枝状扩展,且应力强度因子越大,主裂纹出现分支越早,裂纹扩展越宽。主裂纹在扩展过程中也产生了部分不连续的裂纹和与其在局部扩展方向一致的“跳跃”微裂纹。应力强度因子较高时,裂纹的断口呈冰糖状形貌,为沿晶裂纹,在较低应力强度因子(KI=40 MPa·mm^(1/2))条件下,裂纹断口表现出以沿晶为主、穿晶为辅的混合断裂模式。结论随着初始应力强度因子的增大,应力腐蚀裂纹扩展速率提高,主裂纹出现分支越早,裂纹扩展越宽。焊缝应力腐蚀裂纹沿着原始奥氏体晶界,在阳极溶解和氢致裂纹的共同作用下进行扩展,其中以阳极溶解为主。