采用国产ENiCrMo-4焊条焊接9%Ni钢性能研究

采用国产ENi Cr Mo-4焊条焊接9%Ni钢,研究焊接电流对焊接接头的成分、组织和力学性能的影响.焊接电流对ENi Cr Mo-4焊条焊接9%Ni钢接头的性能有明显影响,焊接电流为130 A时,焊接接头的力学性能、抗裂性能和耐腐蚀性能等均为最佳,其接头的抗拉强度Rm为741 MPa,屈服强度Rp0.2为458 MPa,屈强比为0.62,断后伸长率A为41%;接头在焊缝中心、熔合线处、熔合线+2 mm处的低温冲击功分别为89、92、95 J.

LNG储罐用ENiCrMo-6型焊条的国产化研制

ENiCrMo-6型焊条主要用于9%Ni钢制液化天然气(LNG)储罐的焊接,其长期依赖进口导致生产成本较高、技术发展受限,实现国产化十分必要。介绍了国产镍基合金ENiCrMo-6型焊条的研制,选用纯镍焊芯和CaOCaF_(2)-TiO_(2)渣系作为焊条药皮的基础渣系组合。对研制的ENiCrMo-6焊条进行焊接工艺性试验、微观组织观察和力学性能试验,结果表明其工艺性水平与进口焊条相当,熔敷金属和焊接接头的强度、塑性和韧性优良,满足9%Ni钢制LNG装置的设计和施工要求,其中-196℃低温冲击吸收能量远高于技术要求,可应用于实际工程。

多晶硅制备关键设备用ENiCrMo-2焊条抗裂性

针对ENiCrMo-2镍基焊条采用焊条电弧焊方法焊接130 mm厚12Cr2Mo1R高强钢,通过拉伸试验、纵向弯曲试验及扫描电子显微镜(SEM)观察断口形貌,对熔敷金属的热裂纹敏感性进行探究,获得熔敷金属的裂纹敏感性指数,并利用组织形貌以及晶界析出物解释熔敷金属的抗裂性,通过SEM观察熔敷金属横纵向拉伸试验断口形貌。结果表明,在断口中绝大部分为韧窝,且韧窝大小均匀,未在断口中发现热裂纹;利用体式显微镜统计圆棒拉伸以及纵向弯曲表面裂纹长度,并通过计算得到焊缝金属的热裂纹敏感性分别为2.23×10^(−3)和6.08×10^(−3)mm/mm^(2);借助JMatPro计算和熔敷金属显微组织表征得出熔敷金属裂纹敏感性较低的原因在于晶界形貌曲折,且在晶界上存在富钼碳化物钉扎晶界。

熔渣熔点对ENiCrMo-6焊条焊缝成形的影响

焊接熔渣的熔点对焊接冶金具有重要意义,它与焊缝金属熔点间的关系对焊缝成形影响较大。为了探究熔渣熔点对此种焊条焊缝成形的影响规律,以药皮辅料中主要的造渣剂-大理石、萤石、菱苦土、金红石加入量为试验因子,设计出四因素三水平的正交试验,测得各配方焊接熔渣的熔点,并观察相应焊缝成形的情况,分析熔渣熔点差异对焊缝成形的影响,得出四种辅料的最佳配比和最合适的熔渣熔点范围。

9%Ni钢薄板焊条电弧焊弯曲试验开裂分析及改善

LNG船用9%Ni钢进行薄板(≤5 mm)焊接时,横向弯曲试验易产生开裂。采用有限元分析与工艺试验相结合的方式,研究X7Ni9钢薄板采用焊条(ENiCrMo-6)电弧焊工艺进行焊接后,在执行接头横向弯曲试验时弯曲拉伸面易产生超标开裂(弯曲面裂纹长度≥3 mm)甚至是试样断裂的原因。结果表明:弯曲拉伸面开裂的主要原因是母材和焊材为异质材料,其屈服强度差异大,当试板厚度过小时,横向弯曲试验过程中焊缝金属弯曲面过度拉伸,超过4倍厚度弯心的试验标准要求,被强制拉裂,导致评价失真;采用ENiCrMo-6系焊材进行根部焊道焊接时,当焊缝熔合情况不好时,易在该区域产生气孔缺陷,其与弯曲过程中产生的外表面开裂共同作用下会导致整个试样的断裂。工艺改进措施为:采用窄而厚的焊缝形态,增加单层的排道数量,从而增加焊缝整体宽度,以此保证焊缝考察面受拉伸时具有足够的塑性储备;通过控制焊道成形保证焊缝的熔合情况(根部焊道背面微透),以减少焊缝内部的气孔缺陷。

牙轮钻头强化用YQ4堆焊层组织性能研究

利用自主开发Ni-Cr-B-Si-Cu合金粉研制了YQ4堆焊焊条,采用氧乙炔堆焊工艺制作了堆焊试样,利用剪切实验测试了堆焊层强度,冲击磨料磨损实验测试了试样的耐磨性,利用扫描电子显微镜观察了断口显微组织特征。实验结果表明:YQ4硬质合金堆焊层中过渡层组织细小,耐磨层中脆性硬质合金相上均匀分布了韧性微孔结构低熔点合金,硬质合金分布致密、均匀、多层堆垛,基体与过渡层以及硬质合金之间结合良好,平均剪切强度600MPa,高于牙轮钻头工作要求,抗冲击磨料磨损能力提高近2倍,在组织与性能上都满足牙轮钻头齿面强化要求。

LNG工程用节镍型7Ni钢焊接接头组织与力学性能

采用国产ENiCrMo-6焊条对节镍型7Ni低温钢进行了焊接,使用OM、SEM、EDS等手段观察分析了焊接接头的显微组织和冲击断口,并对焊接接头的拉伸、低温冲击、弯曲、硬度进行了研究。结果表明:焊材与母材匹配良好,焊接接头中未发现焊接缺陷,综合力学性能满足LNG工程使用要求。焊缝金属由富Ni奥氏体枝晶和析出相组成,平均硬度为196.6 HV;熔合线界面上存在硬度较高的稀释层,最高硬度达405.2 HV;热影响区分为明显的粗晶区、细晶区和临界区,主要组织均为马氏体+少量残余奥氏体,平均硬度为319.8 HV,高于母材平均硬度(233.1 HV)。接头的平均抗拉强度为726 MPa,均断于母材;焊缝中心、熔合线和热影响区的-196℃平均冲击功分别为82、64、120 J;侧弯试样在熔合线处存在轻微开裂。熔合线附近的硬脆组织是影响接头低温冲击韧性和弯曲性能的主要因素。

焊接材料对9Ni钢焊接接头组织与性能的影响

为了解决9Ni低温钢用于LNG(液化天然气)储罐的焊接工艺问题,利用手工电弧焊方法进行焊接试验,分别选用三种不同成分焊条(两种Ni基,一种Fe-Ni基)焊接,针对三种不同焊材下焊接接头进行拉伸、低温冲击与弯曲试验,得到三组力学性能试验结果,进行比较并分析,再针对三种不同焊材下的焊接接头进行金相分析,得到不同焊材下焊接接头的金相组织照片。最终分析得出ENiCrMo-6焊条焊接9Ni钢能够获得最好的低温韧性,同时配合较小的焊接线能量下进行多层多道焊接有利于降低焊接接头的脆性,可以从根本上改善LNG储罐低温下的韧性。

螺杆泵泵体焊接修复

某石化公司原油卸车场的螺杆泵的底座加热套严重冻裂，其泵体材质为灰口铸铁（HT-250）。根据灰口铸铁的焊接特点和多年实践经验，选用碱性低氢型结构钢焊条（E4315）和EMCrMo-3焊条进行焊补施工，焊补施工严格执行焊接工艺，抓好全方位的过程控制，取得了良好的焊接效果。经过几个月的质量跟踪验证，产品各项技术指标均满足要求，设备运行良好，为使用碱性低氢型结构钢焊条和镍合金焊条焊补灰口铸铁机泵提供了依据。

低温叶轮用1Ni9钢的匹配焊条

以进口和国产的ENiCrMo-3焊条为试验焊接材料,利用金相分析、力学性能测试等试验方法,对1Ni9钢焊接工艺及其匹配焊材组织、性能进行了研究,并对1Ni9钢焊条成分进行了优化。结果表明,焊前经双相区淬火+回火处理的1Ni9钢,用进口及国产焊条焊后接头显微组织基本相同,焊缝为γ相固溶体和析出相,热影响区和母材为板条状马氏体+铁素体+少量残留奥氏体;两种焊条所得接头力学性能均高于国内外相关标准要求;进口焊条强度高于国产焊条,但低温韧性偏低。降低焊芯C、Ni含量,适量增加Cr、Mo、Mn含量,并添加微量Cu、B、Ti、Nb及稀土,可降低焊条成本提高焊条强韧性。