固溶处理对Q235/316L异种钢焊接接头显微组织及力学性能的影响

采用手工电弧焊对Q235/316L异种钢进行焊接,焊后使用电阻炉对焊接接头进行不同温度的固溶处理,然后对焊接接头进行显微组织分析和力学性能研究。结果表明:固溶处理后,焊缝区组织比较均匀,力学性能得到改善;焊接接头的拉伸断裂均发生在Q235母材区,抗拉强度最大值为568MPa;焊缝区的韧性随着固溶温度的升高而增加,焊缝区的硬度有所降低,但高于Q235母材和316L母材的硬度。

时效处理对Q235/316L异种钢焊接头组织及性能的影响

为了研究时效处理对Q235/316L异种钢焊接接头组织及性能的影响,采用扫描电镜(SEM)观察了焊接接头的微观组织,并测试了异种钢焊接接头的力学性能和腐蚀性能。结果表明,经300℃×2 h保温,空冷时效处理后的焊接接头比500℃×2 h、700℃×2 h保温,空冷时效处理及不进行时效处理的接头具有优异性能。经300℃时效处理的接头组织有利于淬硬相和残余碳化物的溶解,未出现脆化相,再加上接头合金元素的作用,使接头组织更加均匀,力学性能良好。同时,经300℃时效处理的接头焊缝Cr、Ni含量高,提高其抗应力腐蚀和抗环境腐蚀能力。

Q235与316L异种钢焊接接头的显微结构与力学性能研究

以Q235低碳钢和316L奥氏体不锈钢为母材,采用手工焊条电弧焊,用A042焊条堆焊,A022焊条填充,对Q235/316L进行焊接。焊后对焊接接头分别进行300、500和700℃保温2 h时效处理。处理后对焊接接头进行力学性能测试及断口分析。试验结果表明:经300℃×2 h时效处理的焊接接头比经过500℃×2 h、700℃×2 h时效处理的接头具有更加优异的综合性能。这是由于300℃时效处理的接头组织有利于淬硬相和残余碳化物的溶解,不会出现脆化相,接头组织更加均匀。

316L/Q235异种钢焊接温度场数值模拟

运用Ansys软件模拟了316L/Q235异种钢平板对接焊温度场的三维动态过程。考虑材料物理学及热力学参数随温度变化和焊接过程中对流散热因素的影响,建立316L/Q235异种钢平板对接焊的三维有限元模型,编写APDL子程序实现Gauss移动热源加载,通过瞬态热分析求解得到了焊接过程温度场的分布。基于不同时刻焊接温度分布云图和不同位置节点的焊接热循环曲线分析了焊接过程温度场变化规律及其原因,为焊接工艺优化及焊件性能分析提供了参考。

Q345/316L异种钢焊接接头显微组织结构与力学性能

利用气体保护钨极氩弧焊(GTAW),采用ER309L和ER308两种焊丝对Q345/316L异种钢进行焊接试验,并利用光学显微镜、扫描电镜、万能试验机、冲击试验机、显微硬度仪等对焊接接头的显微组织结构及力学性能进行研究。结果表明:焊缝金属为奥氏体和铁素体组织,在Q345侧热影响区(HAZ)发现有明显的碳元素迁移现象,焊缝中Cr、Ni等合金元素成分迁移很小,稀释不明显;焊缝-316L交界处形成了宽约50μm的熔合区。ER309L焊接接头在强度、塑性、冲击韧性和显微硬度方面优于ER308焊接接头;同时,两者拉伸断裂均发生在Q345侧HAZ部位,接头焊缝冲击韧性良好,显微硬度高于两侧母材。

Q235B与304L异种钢焊接工艺评定

对氨回收塔用Q235B与304L的异种钢焊接进行了工艺评定;对弯曲试件产生裂纹的原因进行了分析;确定了符合JB 4708—2000《钢制压力容器焊接工艺评定》要求的焊接材料和焊接工艺参数。

Q235/304不锈钢异种钢焊接接头超声相控阵检测研究

异种钢焊接接头具备高强度、高耐腐蚀性以及低成本等特性,已经被广泛应用于锅炉、管道和压力容器等特种设备中。然而由于异种钢焊接接头的材料组织、力学性能以及残余应力不均匀,在制造和服役后极易出现开裂等缺陷,采用常规无损检测存在检测精度低、扫查范围小等缺点,导致缺陷难以检出。针对上述问题,以Q235/304不锈钢两种典型异种钢焊接接头为研究对象,推导了超声相控阵检测异种材料聚焦延时计算法则,制作Q235和304不锈钢焊接试块,并利用汕超SUPOR32P/32PT检测仪结合延时法则检测含有预制未熔合、未焊透和裂纹的人工缺陷,然后通过射线检测对比分析。检测结果表明:相较于传统超声检查技术,采用超声相控阵检测技术检测的定位误差小于5mm,长度定量误差均小于10%,定性分类准确度达到100%,能够较好地满足异种钢焊接接头质量检测要求。

TP316L与Q345B异种钢焊接接头力学性能的研究

针对公司在建FLNG项目中不锈钢板(TP316L)与低合金钢板(Q345B)的焊接问题,结合此项目的技术要求及结构设计特点,选择焊条电弧焊(SMAW)进行单面焊双面成形的焊接工艺试验,焊条选用GES-309L(φ3.2 mm),坡口形式为单面V形坡口,并对焊接接头进行拉伸、弯曲、冲击、硬度和宏观腐蚀试验研究,结果表明:该试验可获得满足要求的综合性能良好的焊接接头。

SAF2507双相不锈钢与 Q235碳钢异种金属板材的焊接

将切割的Q235钢板和SAF2507双相不锈钢板分为4组,采用ZX7-400IGBT逆变式直流弧焊机和A302奥氏体不锈钢焊条进行焊接,并对焊前和焊后板材做微观组织分析及显微硬度分析。研究表明,在焊接电流为90A^130A的条件下,焊接熔合线附近的Q235钢一侧形成了脱碳层,SAF2507双相不锈钢一侧则形成了增碳层;随着焊接电流的增大,热输入也随之增大,焊缝长度变短,焊缝的余高增大,在熔合区的界面处发生碳迁移现象,使接头区域形成显著的硬度梯度。

时效处理对Q345/316L异种焊接接头耐腐蚀性能的影响

采用焊条电弧焊(SMAW)对Q345/316L异种钢进行焊接,并对焊接接头进行不同温度的时效处理。在模拟常温高压海水环境中对不同时效处理的异种钢焊接接头开展腐蚀试验。研究时效处理对Q345/316L异种钢焊接接头耐腐蚀性能的影响。结果表明:经过450℃时效处理的异种钢焊接接头比250℃、600℃及不进行时效处理的焊接接头具有更好的耐腐蚀性能。同时经450℃的时效处理有利于焊缝奥氏体晶界处碳化物的溶解,缓解晶界的贫Cr现象,提高其耐腐蚀性能。此外,Q345/316L异种钢焊接接头在模拟海水腐蚀环境中的腐蚀产物主要是α-Fe和Fe OOH。

301L/Q235B异种钢电阻点焊显微组织及拉剪性能

对等厚2 mm+2 mm的301L不锈钢冷轧板和Q235B低碳钢热轧板进行电阻点焊试验,通过显微组织分析、显微硬度分析和拉伸剪切试验,研究了点焊接头拉剪性能的影响因素,基于抗剪强度和断裂模式确定了最佳的电阻点焊工艺。结果表明,二者点焊熔核向不锈钢侧偏移,熔核中由于马氏体的产生其显微硬度最高;当界面熔核直径大于6.8 mm时,在拉剪载荷下可发生301L钢侧熔核拔出断裂;在焊接电流11 kA,电极压力11 kN,通电时间350 ms的工艺参数下,可获得拉剪性能最优的点焊接头。

船用20钢与316L不锈钢的异种钢管焊接工艺

针对船用20钢管与316L不锈钢管的异种钢焊接中存在的材料差异、接头组织软化、焊接质量不稳定等问题,对比两种材料的化学成分、物理性能和焊接性,提出更为可靠焊接工艺和方法。

304L与Q390CZ15异种钢药芯焊丝CO2气体保护焊工艺

本文通过对304L与Q390CZ15钢的焊接性分析，根据项目生产情况，从选择焊接方法、焊接材料、焊接热输入、预热和层间温度等方面分析、探讨，制定合适的焊接工艺，保证304L和Q390CZ15异种钢焊接接头的性能，成功的运用于项目产品的焊接。

焊丝成分对T91/316L异种钢焊接接头微观组织和力学性能的影响

T91马氏体钢与316L奥氏体钢异种钢的焊接主要应用于超超临界机组(USC)和核电领域中的加速器驱动次临界洁净核能系统(ADS)。本研究采用ER309L、ER316L和ERNiCr-3三种不同的焊丝,使用钨极氩弧(TIG)焊对T91马氏体不锈钢和316L奥氏体不锈钢进行了焊接,并对焊接接头进行了微观组织和力学性能分析,同时研究了焊后热处理对焊接接头的影响规律。研究结果表明,使用三种焊丝获得的焊缝的微观组织都是粗大的奥氏体枝晶,且其枝晶的晶粒垂直于熔合线往焊缝中心生长。焊态下焊接接头拉伸试样在T91侧的粗晶热影响区(CGHAZ)发生脆性断裂,经过焊后热处理(750℃/1h)的焊接拉伸试样的韧性断裂均发生在316L母材处,且抗拉强度显著上升,这表明焊后热处理能够提高T91/316L异种钢焊接接头的拉伸性能。在未焊后热处理状态下,使用ERNiCr-3焊丝获得的焊接接头焊缝的冲击性能优于其他焊丝。焊态下焊接接头硬度在T91侧熔合线处显著升高,而焊后热处理后T91侧熔合线处的硬度凸起几乎消失。

AZ31B镁合金与Q235钢异种金属激光深熔钎焊工艺研究

针对AZ31B镁合金与Q235钢焊接技术的困难和特点,采用激光深熔钎焊方法进行工艺试验,获得具有熔焊和钎焊双重性能的接头。同时,利用光学显微镜、拉伸试验机和扫描电镜对镁/钢熔钎焊接头的微观组织和力学性能进行研究。结果表明,拉伸试样的断裂位置发生在镁和钢的界面处,有部分镁合金粘连在钢基体上,说明在该区域Mg/Fe两种原子结合非常紧密,达到了良好的连接效果。

304L/Q345R异种钢焊接数值模拟技术研究

Q345R和304L钢普遍应用在车辆、化工、船舶等领域,在工程实际中有时需要Q345R和304L钢的焊接。文中使用Ansys软件,选用高斯分布热源,建立了50 mm厚的Q345R/304L钢偏X形坡口焊接有限元模型,并对温度场与应力场进行了研究分析。结果表明:距热源相同距离时,304L钢材料温度上升速率明显大于Q345R钢的温度上升速率;高温时304L钢的冷却速度略微大于Q345R钢的,在低温时大致相同。焊缝区域应力明显大于母材区域的应力。Q345R钢侧的残余应力大于304L钢侧残余应力;304L钢侧最大应力可达241 MPa,Q345R钢侧最大应力可达327 MPa,焊缝区域最大应力可达380 MPa。沿板厚方向,在Q345R钢侧上下表面的Mises应力均大于250 MPa,试样中心部位的Mises应力约为150 MPa。304L钢侧上下表面的Mises应力均在20~30 MPa之间,试样中心部位的Mises应力约为150 MPa。Q345R钢侧所受的Mises应力明显大于304L钢侧所受的应力。焊缝上Mises应力情况较为复杂,最大达350 MPa,但最小应力仅为30~50 MPa。

310s与Q235异种钢焊接(性能)分析

本文进行310s与Q235异种钢的焊接性能分析,首先通过舍弗勒组织图选取合适焊接材料进行手工电弧焊焊接实验,并采取光学显微镜和显微硬度计来观察微观焊接组织,来分析310s与Q235异种钢的焊接性能。结果表明:焊缝的组织为奥氏体、马氏体和少量的铁素体,熔合区靠近310s一侧存在着增碳的情况,靠近Q235一侧存在脱碳,并且焊接接头性能较好,证明焊接工艺参数选用正确;焊缝的强度高于两侧母材强度,低于热影响区强度,符合焊材等强匹配原则。

气化炉SA387Gr11Cl2与316L异种钢的焊接工艺研究

以气化炉的就地液位计与下段洗涤冷却室壳体焊接为例,分别对SA387Gr11Cl2与316L的焊接性能进行了分析,同时对两种材料焊接特点作了简要描述,通过采用不同的焊条进行工艺试验,对接头的显微组织及力学性能进行对比分析,摸索出最佳的焊接工艺参数,确定了合适的焊接材料,攻克了SA387Gr11Cl2与316L异种钢焊接弯曲性能差的难题,并成功应用于产品焊接,最终完成了气化炉的制造。

异种钢(Q235B与45号钢)焊接技术研究

大型游乐设备的机械部件(如曲柄)设计和选用中,涉及使用的材料一般只考虑经济性、适合性和方便易采购。为获得具有一定塑性、韧性和强度较高的优良综合力学性能的焊接接头,会涉及到异种钢的焊接,异种钢的焊接工艺是处理和获得材料性能稳定过渡的关键技术。焊接工艺评定过程的实施是对拟定的焊接工艺规程进行验证和今后对生产中焊接工艺规程的制定依据。

T2铜与Q235钢异种材料焊接温度场模拟研究

基于MSC.Marc有限元软件,模拟研究了T2铜与Q235钢异种材料的焊接热过程。根据试件尺寸建立实体模型,采用双椭球移动热源模型对试件的温度场进行了三维动态模拟。研究了铜和钢焊接温度场的分布规律,分析热源作用位置的变化对铜和钢焊接温度场的影响。结果表明,数值模拟结果与理论和实验结果一致,验证了模拟方法的正确性。合理分布热源位置可有效改善铜和钢两侧的温度分布情况,一定程度上解决铜和钢物理性能差异大的问题。