不同耐候指数焊丝对Q420qENH焊接接头冲击及腐蚀性能的影响

采用不同耐候指数的焊丝焊接了首钢生产的50mm厚Q420q ENH耐候桥梁钢,通过冲击试验、电化学试验及周浸腐蚀试验研究了接头焊缝区的冲击性能及焊接接头的腐蚀性能。结果表明,耐候焊丝获得的焊缝区冲击性能优于普通焊丝;焊缝的开路电位高于普通焊丝,焊接接头的腐蚀性能优于普通焊丝。

城市输水用Q235B+304不锈钢复合管环焊焊接工艺

不锈钢复合管内侧为具有耐腐蚀性能的不锈钢,外侧为具有一定强度的碳钢,成为新一代环保型输水管。为了研究8 mm+2 mm厚城市输水用Q235B+304不锈钢复合钢管的环焊焊接工艺,试验选用合理的焊接材料及坡口形式等,获得了复合板与复合板、复合板与碳钢板的焊接接头。通过拉伸、冲击、弯曲试验评价两种焊接接头的力学性能;通过检测接头不锈钢焊道化学成分,评估复合管焊接接头内侧不锈钢焊道的耐晶间腐蚀性能。结果表明,所采用的焊接工艺获得的接头力学性能满足技术要求且富余量较大,复合管接头不锈钢焊缝获得了A+(5%~10%)δ组织,耐晶间腐蚀性能优异。

Q345R/316L复合板单面焊接工艺及其接头性能

对首钢公司生产的13+3 mm厚Q345R/316L复合板进行单面焊接工艺研究。采用先焊不锈钢,然后过渡层,最后填充焊接碳钢的工艺,通过拉伸、冲击和硬度等试验方法评价该复合板焊接接头的性能。结果表明,该焊接工艺获得的焊接接头力学性能满足标准要求,且复层焊缝具有良好的耐晶间腐蚀性能。分析单面焊焊接接头焊缝区的化学成分变化,发现采用该焊接工艺,接头碳钢第一层焊缝受不锈钢焊缝熔入影响,硬度急剧升高,碳钢焊缝的硬度及成分焊接到第四层才能避免不锈钢焊缝的熔入影响。

550℃热处理对Q345R/316L复合板焊接接头残余应力及腐蚀性能的影响

为了研究550℃时的热处理工艺对复合板焊接接头残余应力及腐蚀性能的影响,本研究对首钢公司生产的13 mm+3 mm厚的Q345R/316L复合板进行了焊接。复合板焊接后对接头进行了550℃保温2 h的热处理,分别对热处理前后的残余应力及耐晶间腐蚀性能进行了测试。研究发现,该热处理工艺处理后的复合板焊接头碳钢侧的最大残余应力降低了58%,不锈钢侧降低了27%。复合板不锈钢焊缝区经热处理后,组织出现碳化铬析出,导致了晶间腐蚀性能不合。

Q345R/316L复合板双面焊接工艺优化及其接头性能研究

为了研究(13+3)mm厚Q345R/316L复合板的焊接性及对其接头变形的控制,试验选用3种焊条进行了焊接工艺的优化研究。研究发现,复合板对接焊采用非对称X形坡口时,试板焊后的变形量小于对称X形坡口的焊接试板。研究通过拉伸、冲击、弯曲、硬度、抗剪切试验评价了该复合板焊接接头的力学性能;通过晶间腐蚀试验评价了复合板不锈钢侧焊接接头焊缝区的抗晶间腐蚀性能。结果表明,Q345R/316L复合板焊接接头力学性能及其不锈钢侧焊缝的抗晶间腐蚀性能都达到技术标准要求,能够很好地满足用户的使用要求。

X65MO海底管线钢焊接适应性研究

采用多丝埋弧焊设备对首钢公司生产的15.9 mm厚X65MO海底管线钢进行了焊接工艺试验研究。通过金相试验分析了焊接接头的显微组织;通过拉伸、冲击、弯曲、硬度、CTOD试验评价了焊接接头的力学性能;通过HIC试验评价了接头的抗HIC腐蚀性能。试验结果表明,X65MO海底管线钢焊接接头的力学性能和抗HIC腐蚀性能均达到相应技术标准的要求,能够满足用户的使用要求。

首钢X65MO海底管线钢焊接适应性研究

采用埋弧焊工艺对首钢15．9mm厚X65MO海底管线钢进行了焊接适应性研究。利用显微镜观察了焊接接头的金相组织；通过拉伸、冲击、冷弯、硬度和CTOD评价了焊接接头的力学性能；通过抗HIC试验评价了焊接接头的抗HIC性能。结果表明，首钢X65MO海底管线钢焊接接头的力学性能和抗HIC性能均达到了相应的技术标准要求，能够满足用户的使用要求。

低碳钢与不锈钢焊接接头弯曲性能的分析

通过对Q235-B和316L异种钢I形和Y形坡口埋弧焊对接接头Q235-B一侧熔合区显微组织和元素分布及显微硬度的观测和分析,指出了在碳素结构钢与不锈钢异种金属的焊接接头中,碳素结构钢一侧出现硬而脆的熔合区;提出了减小熔合区的宽度是提高异种钢焊接接头抗弯曲性能的关键.此外研究了不同焊接工艺对焊接接头抗弯曲性能的影响机制,采用小尺寸的Y形坡口和使用含镍量高的焊丝,既有效地减小了熔合区的宽度,提高了异种钢焊接接头的抗弯曲性能,避免在对接接头双面埋弧焊时发生烧穿焊接缺陷.

耐火耐候钢在工业和海洋大气环境中的腐蚀行为研究

通过干湿交替腐蚀试验、扫描电镜和XRD等研究了耐火耐候钢在工业大气和海洋大气环境中的腐蚀行为。结果表明:耐火耐候钢在工业大气环境中的腐蚀速率低于海洋大气环境中的腐蚀速率,工业大气环境会促进耐火耐候钢锈层中α-FeOOH的生成,而海洋大气环境中形成的锈层中有β-FeOOH生成。在这两种大气环境中产生的锈层的形貌有差异,耐火耐候钢在不同大气环境中发生腐蚀的机制也不相同。

不同成分X80管线钢焊接接头组织性能研究

利用多丝埋弧焊设备模拟制管过程的焊接工艺进行了不同成分X80管线钢双丝埋弧焊焊接试验,通过拉伸、冲击试验检测了接头的力学性能,通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及电子背散射衍射(EBSD)分析了不同成分X80管线钢焊接接头的显微组织、马/奥组元(M/A)分布及形态。结果表明:随着合金含量降低,经济型X80管线钢接头的冲击韧性离散度增大。热影响区晶粒尺寸离散度增加,晶粒取向单一,大角度晶界(>15°)密度显著降低是经济型X80管线钢焊接热影响区冲击韧性离散性增加主要原因。

微合金X80管线钢焊接热影响粗晶区韧性与显微组织

利用Gleeble-1500模拟实际焊接条件下三丝纵列焊接热循环过程,通过冲击试验、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及电子背散射衍射(EBSD)对微合金X80管线钢焊接热影响粗晶区(CGHAZ)的显微组织、马/奥组元(M/A)分布及形态、冲击韧性和室温组织粗化程度进行了研究。结果表明,随奥氏体稳定性元素含量的降低,CGHAZ平均晶粒尺寸无明显变化,但晶粒尺寸离散度增加;原奥氏体向贝氏体转变温度升高,晶界渗碳体含量增加,且粒状贝氏体的晶粒取向选择过于单一,大角度晶界(>15°)密度显著降低;M/A组元由块状向长条状转变且数量明显减少。上述原因使微合金X80管线钢焊后热影响粗晶区冲击韧性离散性增加。

合金元素表面富集对高强钢螺母凸焊性能的影响

研究了合金元素在高强钢SPFC440表面富集情况及其对螺母凸焊性能的影响。结果表明,Mn元素在SPFC440表面富集明显,表层Mn元素为母材中的8.5倍,使材料表层碳当量增加,造成螺母凸焊扭矩下降28%;控制高强钢中Mn元素表面富集程度,是提高高强钢螺母凸焊性能的重要手段。

高强桥梁钢Q420qE焊接接头性能控制

对首钢生产的50mm规格Q420qE高强桥梁钢进行了最高硬度试验、斜Y坡口冷裂纹敏感性试验、CTS试验及焊接接头热输入适应性试验。试验结果表明：不预热进行焊接，Q420qE钢板最高硬度为255HVm；预热50℃后，最高硬度237HVm，钢材淬硬倾向不明显；预热50℃以上可以避免焊接冷裂纹；气体保护焊、埋弧焊分别在14～16kJ／cm、30kJ／cm焊接热输入范围内，焊接接头性能满足要求。

不同焊接材料对耐候钢焊接接头耐腐蚀性能的影响

利用周期浸润循环腐蚀实验,结合扫描电镜以及电化学分析等手段,研究了不同耐候指数的焊接材料对耐候钢焊接接头耐腐蚀性能的影响。结果表明,采用普通焊接材料焊接得到的焊接接头锈层厚度不均匀,焊接接头处局部腐蚀严重。采用与母材耐候指数相近的焊接材料焊接得到的焊接接头锈层区分为内锈层和外锈层,内锈层致密且存在大量Cr元素,焊接接头与母材发生均匀腐蚀。

带钢DX51D+Z酸轧分层缺陷研究

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪对某公司带钢DX51D+Z酸轧过程中的分层缺陷进行研究。结果表明,Al2O3和非金属夹杂物是造成酸轧钢带分层的主要原因,碳元素在界面处的聚集加速了脆性断裂。

不同成分X80管线钢焊接接头组织性能研究

利用多丝埋弧焊设备模拟制管过程的焊接工艺进行了不同成分X80管线钢双丝埋弧焊焊接试验，通过拉伸和冲击试验检测了焊接接头的力学性能，通过光学显微镜、SEM、TEM和EBSD分析了不同成分X80管线钢焊接接头的显微组织、M／A岛分布及形态。结果表明，随着合金含量的降低，经济型X80管线钢焊接接头的冲击韧性离散度增大。热影响区晶粒尺寸离散度增加、晶粒取向单一以及大角度（不小于15°）晶界密度显著降低是经济型X80管线钢焊接热影响区冲击韧性离散度增加的主要原因。

核电安全壳用钢SA738焊接接头性能保障技术研究

对首钢生产的44 mm厚的SA738核电安全壳用钢进行了斜Y形坡口冷裂纹敏感性试验及焊接接头热输入适应性试验。试验结果表明:该钢材焊接性优良,P_(cm)仅为0.19%,预热40℃以上可避免焊接冷裂纹的出现;分别采用埋弧焊、焊条电弧焊在28.7,18.7k J/cm焊接热输入下焊接后,焊态及600℃×10 h热处理态焊接接头性能满足要求。

微合金X80管线钢焊接热影响粗晶区韧性与显微组织

以X80管线钢为研究对象，用Gleeble-1500型热模拟试验机模拟实际焊接条件下三丝纵列埋弧焊的单次焊接热循环过程，评价了微合金设计过程中CGHAZ的低温韧性，利用SEM、TEM及EBSD对X80管线钢模拟CGHAZ的显微组织、析出物形态、M／A岛以及大角度（不小于15°）晶界分布进行了研究。结果表明，随着钢中合金含量的降低，CGHAZ晶界析出Fe3C型碳化物；粒状贝氏体晶粒取向趋于单一，大角度（不小于15°）晶界密度显著降低；M／A岛形貌由块状向长条状转变，且数量明显减少。

Q235B/304复合板焊缝元素扩散分析与性能研究

采用SMAW焊接Q235B/304双金属复合板。利用光学显微镜和EDS分析焊接接头显微组织及合金元素分布,测试焊接接头力学性能。结果表明,焊缝组织主要为奥氏体和少量δ铁素体。碳钢侧熔合线附近C元素发生了少量扩散,Mo元素稀释明显,Cr元素有少量稀释,Ni元素未出现明显稀释。THNi317-THA062焊缝金属扩散层及不锈钢侧焊道未出现明显的C元素扩散和合金元素稀释。焊接接头平均抗拉强度为501 MPa,焊缝和热影响区冲击功分别为129 J和65 J,焊接接头各区硬度均低于350 HV_(10),满足技术指标和使用性能要求。

Q345R/316L复合板镍基焊接接头性能

采用TIG和SMAW焊焊接Q345R/316L双金属复合板。利用光学显微镜、电子显微探针、力学性能测试等分析手段研究复合板焊接接头显微组织、主要化学元素分布和力学性能。结果表明,采用THNi317焊条所获得的焊接接头组织主要为奥氏体和少量δ铁素体。基层焊缝熔合线处无明显合金元素稀释,同时未形成脱碳层。焊接接头力学性能良好,无缺陷,平均抗拉强度为519 MPa,焊缝、熔合线与热影响区的冲击功分别为77 J、116 J、69 J,焊道硬度均低于350 HV_(10),满足性能要求。