ERNiCrMo-3焊丝组织性能及内部织构研究

对比研究了国内外三种不同ERNiCrMo-3焊丝的表面质量、显微组织、内部织构及其力学性能。结果表明:三种焊丝的平均松弛直径差异较小,国外焊丝(3#)的夹杂物尺寸在三种焊丝中最小(0.047mm),其中1#中夹杂物面积比2#(0.533%)小49.9%。三种焊丝均出现孪晶组织,且国内焊丝(1#)孪晶界占比最大(9.02%),而国外焊丝(3#)最小(1.85%)。孪晶界占比的差异可能影响焊丝的力学性能。三种焊丝在{111}和{110}晶面均具有明显的择优取向,3#的{111}晶面织构密度达到最大值23.75。抗拉强度最大(1537 MPa)的3#比抗拉强度最小的1#高近40.6%,并且3#中晶界强化贡献了324.48 MPa。

热丝TIG在接管Ni基合金内壁堆焊工艺要点

针对公司正在生产的蒲城德士古式气化炉,因其堆焊要求特殊,上下筒体全部堆焊Ni基材料,难度大并且质量不易保证,尤其在筒体大直径接管内壁堆焊过程中,如何获得高质量的接管内壁堆焊,对整体堆焊质量和生产效率有着非常大的影响。文中针对上述气化炉堆焊技术要求,以公司采用热丝TIG设备堆焊蒲城大直径接管内壁为实例,综述了热丝TIG在接管内壁堆焊Ni基合金的应用情况。结果表明,焊缝裂纹率减少了16%,焊后无损检测一次性合格率提升了40%,焊接效率提高了近30%。

镍基焊丝氩弧焊K438合金接头组织与性能研究

针对某型燃气轮机动力涡轮转子叶片磨损失效要求,通过钨极氩弧焊制备了无裂纹的K438接头,分析了K438接头的显微组织和力学性能。结果表明,接头成形美观、无裂纹,堆焊区组织中γ基固溶体上弥散分布着富Cr的柱状、颗粒状、树状等形态各异的M_(23)C_(6)和M_(6)C白色相,结合线硬度达452 HV0.5,堆焊区硬度约278 HV0.5,接头平均抗拉强度403.3 MPa,接头断裂于堆焊区,断裂形式为脆性和韧性混合断裂。

焊丝成分对镍基高温合金TIG焊焊接性的影响

解决K4951合金的熔焊修复是实现新一代航空发动机机匣研制的关键.针对K4951合金中的难熔元素含量高、可焊性较差的问题,本文根据该合金的成分特点,通过调整母材中的沉淀强化元素和固溶强化元素,设计出7种成分的焊丝,并利用扫描电镜、透射电镜、电子探针和热力学软件等研究手段分析了合金元素对焊接接头的裂纹敏感性和持久性能的影响.结果表明,在母材成分的基础上提高焊丝中B元素含量至0.04%,接头的裂纹敏感性显著增加,焊缝金属加工即断裂;提高Nb元素含量可提升晶界液膜的愈合能力,有效的降低焊缝样品的焊接敏感性,接头的持久寿命由15 h提升至41 h;降低Cr,Mo元素的含量可以在一定程度上提高的合金的裂纹敏感性,使接头的持久寿命提升;提高Al元素的含量,同时调控Nb,Cr,Mo等元素可有效抑制裂纹形成,并提升了焊缝金属的高温服役性能.研究结果可为后续沉淀强化镍基高温合金的焊接性研究提供一定的参考价值.

不同焊丝TIG焊SUS316L/15CrMo异种钢接头的显微组织与力学性能

分别采用ERNiCrMo-3镍基合金焊丝和ER309不锈钢焊丝,通过钨极惰性气体保护(TIG)焊工艺对SUS316L不锈钢和15CrMo低合金钢进行异种钢焊接,对比研究了2种焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:采用ERNiCrMo-3与ER309焊丝所得焊缝的凝固模式分别为奥氏体与奥氏体-铁素体凝固模式,凝固组织分别为完全奥氏体组织与奥氏体-铁素体混合组织;相较于ER309焊丝,使用ERNiCrMo-3焊丝可以抑制15CrMo钢侧焊接过程中的碳元素扩散,获得具有更高抗拉强度和断后伸长率的焊接接头;2种焊接接头的峰值硬度均出现在15CrMo钢侧的粗晶热影响区,采用ERNiCrMo-3焊丝所得焊缝因存在Laves相,硬度比采用ER309焊丝时高出30 HV左右。

蒸汽发生器下封头接管与安全端焊接工艺研究

蒸汽发生器下封头接管与安全端焊缝属于典型的异种钢焊缝。采用目前常用的奥氏体不锈钢焊丝和镍基合金焊丝分别进行焊接试验,对比分析两种焊接材料对接头热影响区力学性能和组织的影响。结果表明:两种材料接头的拉伸和弯曲性能良好,均能满足各自的标准要求,但该焊缝处于高辐照的工况,选用镍基合金焊材更有利。

核级气保焊丝ERNiCrFe-7A的研制

ERNiCrFe-7A焊丝被广泛应用于核岛主设备的制造和安装,但目前此类焊材基本依赖进口。本文介绍研制的一种符合ERNiCrFe-7A标准的镍基合金焊丝,并对其焊接工艺性、焊缝金属的力学性能及微观组织进行了分析研究。结果表明:研制的焊丝焊接工艺性良好,焊道成型平整;焊缝金属在焊态和焊后热处理态下均具有较高的强度和良好的塑性,强度、伸长率、冲击功等力学性能均满足在核电工程上的安全应用条件;熔敷金属组织多为柱状晶,在晶界和晶内存在以碳化物为主的析出相,析出相形貌为不规则的块状,尺寸集中在1~5μm。

钢轨闪光焊推凸刀体工艺技术

推凸刀体作为钢轨闪光焊机重要机构部件,是实现钢轨焊接凸出部分切除的重要工装,可有效减少焊后人工打磨的加工余量,提高生产效率。本论文针对当前推凸刀体价格昂贵、服役性能差及更换复杂的问题。从技术创新及材料设计出发,研发表面改性的新型推凸刀体材料,结合优选的结构形式及加工方法进行新型推凸刀体的制造。

热丝氩弧焊在核级阀门密封面上堆焊新工艺及其应用

核电站核岛内使用的小通径截止阀上的阀座密封面堆焊钴基硬质合金时,存在中腔空间小、堆焊位置距内壁距离短、焊枪干涉等问题,文中利用一把长度为1000 mm、外径为25 mm的热丝焊枪,对焊丝进行了有效预热,提高了熔敷速度,并可避免焊接裂纹、未熔合等缺陷的产生,大幅度提高了焊接生产效率及产品合格率。焊接试验和小批量试制表明,自动热丝氩弧焊阀门焊接专机可以有效地解决小规格截止阀深孔堆焊的工艺难题。

碳化硼对粉/丝复合堆焊高硼铁基合金组织结构的影响

为了探讨合金元素B,C对高硼铁基堆焊合金组织结构、裂纹敏感性的影响,采用粉/丝复合堆焊技术配合不同B4C含量合金粉体制备高硼铁基堆焊合金,通过显微组织结构、微区成分、显微硬度及宏观硬度试验检测,分析不同B,C元素含量及配比的堆焊合金组织与性能.结果表明,高硼铁基堆焊合金由α-Fe,Fe2B,Fe3(C,B)相组成,随着B4C的添加,初晶岛状α-Fe消失,菱形初晶Fe2B、粒状Fe3(C,B)析出,鱼骨状、条状共晶状组织α-Fe+Fe2B体积分数趋于减小并消失,菊花状α-Fe+Fe2B+Fe3(C,B)包晶组织成为堆焊合金的主体.高硼铁基合金中硼、碳的含量及配比是影响堆焊合金组织结构、裂纹敏感性的原因之一,约30%合金粉体(含35%硼铁粉、5%B4C)配合约70%H08Mn2Si焊丝获得的堆焊层,可有效抑制堆焊裂纹的出现,并可获得稳定的高硬度值66 HRC.

药芯组成及工艺参数对ENiCrMo3T0-4焊丝电弧稳定性的影响

采用汉诺威弧焊质量分析仪研究了ENiCrMo3T0-4药芯焊丝中药芯组成及焊接工艺参数对电弧稳定性的影响.结果表明,随着焊丝药芯组成中CaO/(SiO_2+TiO_2)的减小,熔渣碱度越小,焊接电弧稳定性越好;相比电压标准差/电压变异系数、电流标准差/电流变异系数和燃弧时间变异系数,短路时间标准差/短路时间变异系数和燃弧时间标准差更能准确地反映焊接电弧稳定性;在正常焊接工艺参数范围内,随着工艺参数的增大,焊接电弧稳定性越来越好.

304H奥氏体耐热钢的镍基合金焊缝焊后热处理再结晶现象研究

使用IN625合金焊丝对超(超)临界电站锅炉高温部件用304H奥氏体耐热钢进行焊接,对焊后热处理的焊缝再结晶现象进行了研究。通过对焊缝焊态和焊后固溶态的显微组织及硬度的分析测试,确定了焊缝再结晶的机理。

Nb对HS690镍基合金焊丝熔敷金属结晶裂纹的影响

采用可调拘束试验,初步研究了Nb元素对HS690焊丝熔敷金属结晶裂纹的影响。试验结果表明:含Nb焊丝熔敷金属的临界应变速率低、最大裂纹长度大和结晶裂纹敏感性大。

一种新型镍铁基焊丝熔敷金属组织及性能研究

对一种700℃先进超超临界锅炉用新型镍铁基高温合金焊丝熔敷金属进行了研究。根据热力学模拟计算,其热力学稳态相包括γ基体、γ’、TiC、硼化物、M_(23)C_(6)相。根据模拟计算的熔敷金属连续冷却转变曲线和等温转变曲线,结合热物性分析,存在少量γ’相在冷却过程中形核。对焊丝钨极氩弧焊的熔敷金属进行表征,结果表明:凝固过程中由于C、Ti元素强烈向枝晶间偏析,导致凝固末期在枝晶间形成了一次TiC相,其他合金元素则无显著偏析,且焊丝熔敷金属中并无有害相析出。焊丝熔敷金属室温及高温力学性能较好,且相对较低的热膨胀系数能降低结晶裂纹的敏感性。

镍基合金线材对焊工艺

针对镍基合金线材对焊性能差、焊口强度低,选用了不同冶炼工艺和对焊工艺进行试验,确定了影响线材对焊性能的主要因素,提出了解决对焊问题的可行生产工艺,同时探讨了加入微合金化元素对改善对焊效果的影响。

Cu基药芯焊丝TIG焊TA1/Q235B接头微观组织和显微硬度

利用Cu基(Cu-Cr-Co-Ni)药芯焊丝对TA1/Q235B异种金属对接与搭接接头进行了TIG焊接试验.通过SEM、EDS和XRD对接头微观组织进行了详细分析,通过显微硬度测试了接头的硬度分布.结果表明,采用Cu基药芯焊丝进行TA1/Q235B TIG焊接,对接和搭接均得到了无缺陷的接头.两种接头的焊缝与母材界面处组织分布类似,其中TA1侧主要由β-Ti固溶体、FeTi和CuTi2化合物组成;Q235B侧主要由Fe,Cu基固溶体和Fe2Ti化合物组成.对接焊缝主要由Cu基固溶体,CuTi,FeTi,Cu4Ti,τ2和τ3金属间化合物组成,而搭接焊缝主要由Cu基固溶体、τ2和Cu4Ti组成.对接接头的平均硬度为449 HV0.1,搭接接头的平均硬度为335 HV0.1.

含WC镍基药芯焊丝MIG堆焊层的组织与性能

用MIG堆焊的方法,在Q235上制备WC颗粒增强镍基耐磨堆焊层,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等方法对堆焊合金的显微组织进行了观察分析,对堆焊层的硬度和耐磨性进行了测试分析。结果表明:堆焊层的基体组织为Ni基固溶体,其上分布着Ni3B、Ni3Si等硬质相,这些硬质相与未熔WC颗粒构成了耐磨相,起到减磨耐磨的作用,镍基基体起到支撑作用,使得堆焊层具有良好的耐磨性。WC含量一定时,随着热输入的增大,WC颗粒的溶解使得堆焊层的硬度从45HRC降低至35.6HRC;随着WC含量的增加,堆焊层中WC硬质相的体积分数增多,使其抗磨粒磨损性能较Ni-B-Si基体从7.83倍提高至8.7倍。

微点焊技术在薄膜基板焊接中的应用

概述微点焊接的工作原理和技术特点,以及用于薄膜铂电阻温度传感器中的薄膜基板上细小金属引线的微点焊技术。

核电用新型镍基合金焊丝熔敷金属组织研究

采用OM、SEM、EDS等方法针对试制的新型镍基合金焊丝GTAW熔敷金属开展组织、凝固偏析行为等研究,结果表明:1#、2#焊丝熔敷金属金相组织较为相似,主要为柱状晶,在枝晶间存在偏析区域,不同的是2#焊丝熔敷中未发现Laves相+γ共晶组织;Nb、Ta、Mo的初凝平衡分配系数小于1,在结晶过程中更倾向于分配在残余液相,Fe的初凝平衡分配系数大于1,倾向于分配在固相中,Ni、Cr基本为固液平均分配;2#焊丝中Ta加入对各元素的初凝平衡分配系数影响不明显,但对组织有显著影响,避免了低熔点Laves相+γ共晶组织的形成,减小了熔敷金属的结晶温度区间。

显微视觉控制的微型机电转子引线自动化焊接

构建由三自由度纳米平台和显微视觉系统组成的微操作系统,利用纳米平台的特征在视觉空间的运动误差对视觉空间和纳米平台进行局部标定,在此基础上构造优化方程,对视觉空间和图像空间进行全局标定。利用标定的转换矩阵替换卡尔曼滤波器方程中的系数矩阵,用修改后的卡尔曼滤波器控制特征运动,以提高系统的定位精度。利用高压气流定位引线,解决了引线因柔性而定位困难的问题。实验结果表明,系统全局标定后,利用基于位置的视觉控制方法控制特征运动,其定位精度可达27μm,利用卡尔曼滤波器控制特征运动,精度可达5.4μm。气流定位方法可以将引线定位在电阻焊的电极下方。