WDB620钢的焊接热影响区最高硬度试验及试验结果分析

WDB620钢是610 MPa级的低合金高强钢,它具有良好的综合力学性能和较高的屈强比,主要应用于水电站压力管道、蜗壳的制作安装。本文结合承压大的高水头水电站压力管道及蜗壳的实际操作情况,对WDB620钢的焊接热影响区最高硬度试验及试验结果进行分析,以此为后续水电站压力管道及蜗壳制作安装焊接质量提供依据。

国产P91钢焊接接头热影响区各亚区域的热处理模拟

采用不同温度(800,850,950,1 300℃)×25 min的正火+755℃×60 min回火处理分别模拟P91钢接头热影响区不同亚区域,采用650℃×200 h高温加速时效热处理工艺模拟服役50 000 h工况,通过对比热模拟和实际接头试样研究了服役50 000 h后P91钢焊接接头热影响区不同亚区域的组织及性能。结果表明:粗晶区、细晶区服役态热模拟试样的马氏体板条形态以及MX相、M_(23)C_(6)碳化物和Laves相的数量、分布、颗粒尺寸与实际接头相应亚区域均十分接近;除粗晶区外,热影响区各亚区域服役态热模拟试样和实际服役接头相应区域的平均晶粒尺寸十分接近,相对误差不超过12.5%,显微硬度和微型杯突力学性能相近,强度、韧度和断裂挠度率相对误差均在5%以内,断口呈典型微孔聚集型韧性断裂特征;热影响区部分相变区显微硬度最小,为191 HV,在细晶区和粗晶区硬度大幅上升,在熔合线处达到最大,为314 HV;热影响区粗晶区的微型杯突强度最大,塑性最差,部分相变区的强度最低,塑性最好;相比粗晶区,部分相变区的颈缩程度更高,韧窝更大更深。

对焊接接头热影响区维氏硬度试验的探讨

分析了焊接热循环对焊接接头热影响区组织和维氏硬度分布的影响。结果表明 ,热影响区维氏硬度峰值出现在距熔合线约 0 .5mm以内的过热区内 ,热影响区维氏硬度分布梯度很大 ,使试验压痕位置成为产生试验误差的主要原因。因此 ,建议在制订标准时 ,应明确规定焊接接头热影响区维氏硬度试验的压痕位置 ,第一点压痕位置应在距熔合线约 0 .5mm以内的过热区内 ,每一压痕线上每一区域至少 3个压痕 ,间距为 0 .5～

NiCrMoV钢焊接接头热影响区疲劳短裂纹扩展原位试验研究

对NiCrMoV转子钢焊接接头,将初始裂纹置于热影响区的完全淬火-回火区、不完全淬火-回火区和回火区,基于扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM)-微拉伸试验装置,开展真空条件下疲劳短裂纹扩展行为的原位试验,研究焊接接头热处理后微区的疲劳破坏机理。结果表明,热影响区内疲劳物理短裂纹的扩展是不连续的,K仍可作为裂纹扩展的驱动参量,材料强度水平控制疲劳短裂纹扩展方向。在完全淬火-回火区,短裂纹扩展受到大尺寸晶粒和板条马氏体的影响,裂纹易偏折,疲劳抗力最好;而回火区的晶粒尺寸和强度较小,疲劳门槛值较低,裂纹抗力较弱。在不完全淬火-回火区,晶界析出碳化物较多,疲劳裂纹主要以沿晶方式扩展,裂纹扩展抗力最差。

焊接热输入对16MnDR钢热影响区组织与硬度的影响

采用焊接机器人自动焊工艺研究不同焊接热输入对16MnDR钢热影响区显微组织与硬度的影响。结果表明,过高的焊接热输入会使16MnDR钢焊接热影响区形成粗大的魏氏组织;较低的热输入会使焊接热影响区出现马氏体等淬硬组织;当焊接热输入≥874 J/mm时,16MnDR焊缝热影响区的维氏硬度均小于380 HV;当焊接热输入在1 054~1 770J/mm之间时,16MnDR钢能获得机械性能较好的显微组织。

TMCP钢焊接热影响区局部脆化区断裂韧度测试

针对强度 (屈服点应力 )级别为 4 2 0～ 4 6 0MPa的三种TMCP钢 ,探讨通常的焊接热影响区局部脆化区断裂韧度测试方法的可行性及存在问题。由于多层焊热影响区组织复杂 ,需进一步研究确认试验中得到的断裂韧度能否代表局部脆化区的韧度。试验结果发现 ,对多层焊热影响区试样 ,试验后必须进行刨面 (Sectioning)分析 ,首先检查疲劳裂纹前沿是否位于所测试的目标区域 ;其次当有延性裂纹扩展时 ,检查延性裂纹扩展是否偏离目标区域。当满足这些条件时 ,所测试的断裂韧度才能代表目标区域的韧度值。同时也试验研究了焊缝强度匹配对热影响区断裂韧度的影响。

t_(8/5)对高强度余热处理棒材焊接热影响区组织和力学性能的影响

采用Gleeble-3500型热模拟试验机研究了不同t8/5对高强度余热处理棒材焊接热影响区（HAZ）显微组织和力学性能的影响。结果表明：随着t8/5增大,粗晶热影响区（CGHAZ）的组织由羽毛状上贝氏体、短条状下贝氏体和铁素体转变为粒状贝氏体、珠光体和铁素体;HAZ的室温冲击功先增大后减小,并在t8/5=100s时达到最大;当t8/5〉60s后,CGHAZ组织由珠光体和铁素体组成;HAZ的硬度随着t8/5增大而降低;高强度余热处理棒材能够满足实际生产需要的t8/5区间为20~300s。

T91钢焊接热影响区粗晶区韧性研究

利用热模拟机对T91钢焊接过程热循环进行模拟。热处理后试样的硬度试验、冲击韧性试验和显微组织分析表明,焊接热模拟后在T91钢热影响区粗晶区形成的粗大马氏体组织是引起韧性显著下降、硬度增加的主要原因。采用热处理使马氏体转变为组织细小的回火索氏体组织,改善了热影响区粗晶区的性能。采用t(?)为8-10s获得有利于韧性的组织晶粒,770℃+4h热处理提高热影响区粗晶区的韧性。

15CrMo钢多层堆焊过程中热影响区的组织演化行为及其对接头硬度的影响

采用同质焊条在15CrMo钢表面进行了不同层数的堆焊,采用光学显微镜和显微硬度计对堆焊层显微组织和硬度分布进行了研究,探讨了过热区高硬度魏氏组织的演化过程及其对接头硬度的影响。结果表明:1层堆焊后的热影响区形成了高于母材和焊缝硬度的高硬度区,特别是过热区粗大的魏氏组织存在使热影响区硬度高于母材200HV;在后续多层堆焊中过热区在持续的热输入下逐渐由粗大的魏氏组织转变为细小的等轴晶。当堆焊超过5层时,魏氏组织向等轴晶的转变全部完成,热影响区无明显的峰值硬度,其与焊缝区硬度基本持平而与母材区的硬度之差缩小至100 HV以内,整个焊接接头部位硬度小于280 HV,可为接头在免焊后热处理的塑韧性提供可靠保障。

华龙一号高强度钢焊接热影响区硬度超标分析

核电工程支吊架材料主要是Q235B,Q345B的型钢,焊接方法拟通过高强度钢P355GH开展相关焊接工艺评定确定,在焊接工艺评定过程中该钢连续产生热影响区硬度超标缺陷,通过"人、机、料、法、环"五要素,结合焊接工艺参数进行分析,查找出影响该钢热影响区硬度超标的主要因素,并制订改善措施,保障后续的施工。经分析表明,热输入较小、焊接速度偏快、冷却速度偏快是造成硬度值超标的主要原因。

冷却速度对连续油管焊接接头热影响区组织及性能的影响

本文以国产CT80连续油管作为研究对象,采用特定的焊接工艺对国产CT80连续油管进行管-管对接焊,对比两种不同冷却速度下的国产CT80焊接接头热影响区的显微组织和显微硬度。实验结果表明粗晶区金相组织以长条状铁素体组织为主;在水冷条件下进行焊接时,焊接接头的晶粒尺寸较小,显微硬度值较低。

F91锻钢阀焊接热影响区硬度异常的分析与处理

针对火电厂管道用F91材质阀门与管道焊接相邻处存在硬度降低问题进行分析,确定了故障位置及原因,改进了阀门焊接与现场施焊工艺,阀门硬度达到标准要求。经验证,改进后焊接热影响区没有出现硬度降低问题,阀门运行良好。

高强铝合金焊接对板材性能的影响

高强铝合金板在焊接过程中,热影响区的存在会导致板材性能下降,影响其使用寿命。为了探究温度试验对高强铝合金板的影响,并优化焊接工艺参数与板材选型,对热影响区的温度变化梯度与层间温度进行了系统研究。采用局部加热、匀质化受热模拟和热影响区层间温度模拟三种方法,分别对高强铝合金板进行受热模拟试验,并对比分析不同温度下板材的显微硬度、强度、延伸率、显微组织和晶粒尺寸等性能指标。研究发现,高强铝合金板的硬度随温度升高而先升高后降低,500℃是固溶强化的拐点温度。固溶处理可以增强板材的力学性能,但过长的固溶时间会导致晶粒粗大,降低强化效果。焊接过程中,热影响区对板材性能的影响范围约为6 mm,超过9 mm范围外,板材性能呈梯度分布。通过局部受热模拟工艺的调整,可以使焊接过程中呈现梯度分布的热场能量得到均质化处理,从而获得焊后性能分布优良的铝合金板材。

16Mn钢MAG焊接头热影响区尺寸与性能分析

在不同焊接线能量条件下,采用MAG焊工艺在厚度为4mm的16Mn钢母材上进行焊接试验。通过观察焊接接头各区域金属显微组织,测试焊接热影响区尺寸和接头金属显微硬度来研究接头的性能。试验结果表明,随着焊接线能量的增大,焊接接头的热影响区宽度增加。焊接接头过热区金属组织随焊接线能量增加而逐渐粗大,且出现了贝氏体组织,显微硬度值也随着增加,焊接接头显微硬度峰值位于热影响区过热区部位。

X60钢级管线钢焊接热影响区的热模拟研究

采用焊接热模拟技术对X60钢级管线钢进行了热影响区模拟试验。研究了该钢在不同的峰值温度和冷却时间下的韧性和组织,测定了其热影响区的硬度。结果表明,峰值温度越高X60钢级管线钢的组织越粗大、韧性越低;在不同的峰值温度下,冷却时间对该钢焊接热影响区组织及韧性的影响是不同的。

热影响区元素晶界偏聚对焊接构件低周疲劳性能的影响

对25Cr2Ni2Mo V低压转子钢焊接模拟件进行低周疲劳性能试验,测得焊接接头应变与疲劳寿命关系式,对比分析接头不同区域低周疲劳性能,确定热影响区是接头低周疲劳性能的薄弱环节。进行焊接接头硬度分布测定、疲劳裂纹扩展路径金相分析以及热影响区原奥氏体晶界元素偏聚行为俄歇分析等一系列试验。结果表明,焊接接头热影响区存在大硬度梯度的软硬界面,在疲劳载荷作用下形成应变集中,导致焊接构件低周疲劳性能弱化;在热影响区扩展过程中,疲劳裂纹遇到原奥氏体晶界往往会沿着晶界发生偏折,并在晶界上形成一定程度的割裂;俄歇分析表明热影响区原奥氏体晶界存在明显的杂质元素S和合金元素Cr的偏聚,其共同作用致使该区抗疲劳裂纹扩展性能弱化,从而降低整个焊接构件的低周疲劳性能。

500MPa级螺纹钢焊接热影响区组织和性能的研究

使用焊接热模拟技术对500 MPa IV级螺纹钢进行试验,研究不同热输入时,焊接热影响区显微组织、冲击韧性和显微硬度的变化规律。结果表明:当t8/5<20 s时,热影响区粗晶区由羽毛状上贝氏体和铁素体组成,随着t8/5的增大,粗晶区组织转变成粒状贝氏体、羽毛状贝氏体、珠光体和铁素体混合组织,且粒状贝氏体含量逐渐增加,羽毛状贝氏体含量减小。当t8/5增大到300 s时,粗晶区组织只有铁素体和珠光体。焊接热影响区(HAZ)的室温冲击功随着t8/5的增大而呈增大的趋势,当t8/5为60 s时热影响区的室温冲击功达到最大值,进一步增加t8/5,HAZ室温冲击功呈减小的趋势,且冲击后的断口形貌由脆性断裂的准解理断口形貌转向韧窝和河流花样的解理混合形貌。焊接热影响区最大硬度和硬化比随着t8/5的增大呈减小的趋势。

沪通长江大桥钢结构接头热影响区硬度影响因素分析

沪通长江大桥钢桁梁主要采用Q370qE和Q420qE钢板,在焊接工艺评定试验中发现部分Q370qE钢接头热影响区硬度超标(硬度值>380HV10)。针对此情况,采用不同的接头形式、焊接方法、焊接材料进行多组焊接对比试验,研究不同焊接工艺及钢板化学成分对钢结构接头热影响区硬度的影响。研究结果表明:钢板的材质与接头热影响区硬度超标有较大的相关性;控制焊接热输入及焊道层间预热温度,并尽量采用多层多道焊的焊接方式,能够有效控制接头热影响区硬度超标问题;钢板中的碳元素含量及合金元素配比对接头热影响区硬度有影响,应严格控制碳元素含量,优化合金元素配比。