BHW35钢焊接接头高温冲击试验分析

BHW 35钢采用埋弧自动焊和焊条电弧焊,焊材为H10Mn2N iMoA及E7015-D2焊制的厚壁焊接接头,经正火、回火、消应力退火热处理后,对接头及母材实施了室温、100,200,350℃下缺口冲击试验,并进行了冲击断口、金相组织、硬度及化学成分分析.结果表明,接头硬度Hm ax埋弧焊为270.5 HV,电弧焊条焊为235.2 HV.探明随着温度升高,接头韧度较室温大幅度提高,冲击吸收功均出现峰值温度,埋弧焊接头为100℃,而焊条电弧焊接头为200℃,与母材变化规律相近.热影响区的韧度优于焊缝.焊条电弧焊的韧度优于埋弧焊.接头冲击吸收功室温在96.33 J以上,350℃下在120 J以上.结果表明,接头断口均为延性韧窝特征.冲击吸收功越高,断口韧窝撕裂特征越明显,韧窝越大,分布越不均匀.

BHW35钢埋弧焊环缝组织及高温冲击性能分析

BHW35钢匹配H08Mn2MoA+HJ350焊材,采用埋弧自动焊焊制的厚壁焊接接头,经消应力退火热处理后,对接头及母材实施了室温,100,200,350℃下缺口冲击试验,并进行冲击断口、金相组织、硬度及化学成分分析.结果表明,接头硬度为291.6HV.随着温度升高,接头韧度较室温大幅度提高,冲击吸收功均出现峰值温度,焊缝为100℃,而HAZ和母材为200℃.热影响区的韧度优于焊缝,接头冲击吸收功室温为47.33 J以上,350℃为134.67 J以上,满足韧度要求.断口分析表明,母材冲击断口均为延性韧窝,室温焊缝及HAZ冲击断口呈准解理+韧窝的混合断裂特征,而高温下均变为延性韧窝.冲击吸收功越高,断口撕裂特征越明显,韧窝越大,分布越不均匀.

BHW35钢电渣焊后亚温淬火

ＢＨＷ３５钢电渣焊后经正火加亚温淬火和回火处理，其焊接接头及母材的冲击韧性大幅度提高，且强度也保持了较高的水平。

BHW35钢埋弧焊接头组织及高温力学性能研究

采用埋弧自动焊,选用H10Mn2NiMoA+HJ350焊材匹配正火+回火+消应力退火(简称A方法)、H08Mn2MoA+HJ350焊材匹配消应力退火(简称B方法)两种方法制得BHW35钢厚壁焊接接头,分别进行了弯曲、冲击及拉伸试验,以及断口、金相组织及化学成分分析。探明A方法焊缝组织为粒状贝氏体+铁素体,HAZ为回火索氏体+贝氏体+铁素体;B方法焊缝组织为粒状贝氏体+索氏体+块、针状铁素体,HAZ为回火贝氏体+回火索氏体+沿晶屈氏体。母材组织为回火索氏体+贝氏体+铁素体。B方法晶粒较粗大,晶粒度差别亦大。两方法工艺及力学性能良好,室温下B方法接头强度高于A方法,而韧性低于A方法,冲击断口存在准解理+韧窝混合断裂特征,HAZ的韧性高于焊缝金属。高温下B方法接头强度降低比率较大,由于屈强比高,抗裂纹扩展破断能力不及A方法。该试验研究对BHW35钢高温高压工作环境下焊接结构的应用具有重要的理论价值和现实意义。

焊后热处理对BHW35钢焊接接头组织性能的影响

对采用E7015-D2焊条焊制的BHW 35钢厚壁对接焊接接头分别采取不同冷却速度的焊后热处理制度,进行了弯曲、拉伸、冲击韧性等力学性能、金相组织及扫描电镜断口分析对比,指出采用正火+回火空冷+消应力退火热处理能使焊接接头组织及强韧性满足使用要求,而缓冷工艺使母材性能不能很好恢复,接头横向拉伸强度低于母材规定值的下限,冲击韧性低于空冷工艺,抗裂纹扩展能力下降。断口特征佐证了上述结果。

BHW35钢宏观断口特征的研究与分析

通过对BHW35钢光滑圆柱和圆周切口试件的拉伸实验，分析了试件的变形过程和宏观断裂特征，得出了应力三维度与断裂机制的关系。

BHW35与20MnMo焊接接头腐蚀行为研究

为了改善BHW35与20MnMo焊接接头的腐蚀行为,对异种金属焊接接头的腐蚀行为进行了研究。常温条件下,将焊接接头分别在不同pH值的NaOH或HCl酸碱溶液中腐蚀456h,观察金属组织,测试损失的质量。通过对焊接接头腐蚀前后金属组织、平均腐蚀速率对比得出:BHW35钢与20MnMo钢异种金属焊接接头在HCl酸溶液中的腐蚀最为严重;焊缝区金属的耐腐蚀性能优于热影响区和熔合区。

BHW35钢用埋弧焊焊丝优化研究

BHW35钢作为优质的厚壁容器材料被广泛使用,其进行埋弧焊焊接时通常采用H10Mn2Ni Mo A焊丝,但采用该焊丝进行双丝埋弧焊时有较为明显的再热裂纹倾向。通过理论分析及统计前期试验数据,认为再热裂纹率较高的原因与使用的焊丝熔敷金属强度过高有关,有必要对现用的焊丝成分进行优化。用H08Mn2Mo A焊丝进行了焊接工艺试验,并检测了接头的熔敷金属化学成分、常温及中温抗拉强度及冲击韧性。通过对H08Mn2Mo A焊丝熔敷金属相关试验数据与BHW35材料性能指标的对比分析,得出了合理的焊丝优化方案。

BHW35钢及其电渣焊缝低循环疲劳特性研究

本文研究了锅炉用钢BHW35及其电渣焊缝在室温和工作温度350℃低循环疲劳特性,分析讨论了温度和循环加载对低循环疲劳特性的影响;给出了循环应力—应变曲线和低循环疲劳寿命曲线;采用ASME方法获得一条BHW35钢的低循环疲劳设计曲线,并与ASME和BS规范中的设计曲线进行比较。

汽包集中下降管管座更换和修复

针对汽包集中下降管管座更换修复时存在的下降管位移、接头冷裂纹敏感性高、焊后热处理最高温度偏离焊缝等问题,通过理论计算和分析,制订了相应的技术方案。结果表明,以汽包筒体为承力体,采用井字型悬吊固定装置,可以有效防止管座割除与修复过程中下降管过量位移,避免焊缝错口和折口;采用非对称K形坡口、合理布置角接接头与对接接头焊接顺序、提高预热温度和层间温度至180℃、进行中间消氢热处理,有效避免了大厚壁高拘束条件下BHW35钢接头冷裂纹和其他缺陷;采用管座角焊缝主加热并在下降管管孔对应汽包上部区域辅助加热,获得了合理的焊后热处理温度场。修复后各项检验检测合格,其中汽包筒体硬度与修复前无显著变化,修复区域测得的最大残余应力133 MPa。