Formation Mechanism of Inclusion in Self-Shielded Flux Cored Arc Welds

The formation mechanism of inclusion in welds with different aluminum contents was determined based on thermodynamic equilibrium in self-shielded flux cored arc welds.Inclusions in welds were systematically studied by optical microscopy,scanning microscopy and image analyzer.The results show that the average size and the contamination rate of inclusions in low-aluminum weld are lower than those in high-aluminum weld.Highly faceted AlN inclusions with big size in the high-aluminum weld are more than those in low-aluminum weld.As a result,the low temperature impact toughness of low-aluminum weld is higher than that of high-aluminum weld.Finally,the thermodynamic analysis indicates that thermodynamic result agrees with the experimental data.

药芯焊丝CO2气体保护焊接2205不锈钢焊缝的组织与耐腐蚀性能

选取一组优化的焊接参数对2205双相不锈钢板进行药芯焊丝CO2气体保护焊,对比研究了焊缝和母材的显微组织和耐腐蚀性能。结果表明:焊缝与母材均由铁素体和奥氏体两相组织组成,且铁素体体积分数相近,分别为42.4%,49.5%;在FeCl3溶液中浸泡腐蚀时,随着FeCl3溶液浓度的增大和温度的升高,焊缝及母材的点腐蚀速率均增大,且焊缝的点腐蚀速率高于母材的,说明焊缝的耐点腐蚀性能更差;焊缝的自腐蚀电位、容抗弧半径、钝化膜电阻均低于母材的,说明焊缝的耐电化学腐蚀性能更差,但焊缝腐蚀时形核阻力较大,腐蚀坑不易扩展。

Effect of welding processes and consumables on fatigue crack growth behaviour of armour grade quenched and tempered steel joints

Quenched and Tempered(Q&T) steels are widely used in the construction of military vehicles due to its high strength to weight ratio and high hardness. These steels are prone to hydrogen induced cracking(HIC) in the heat affected zone(HAZ) after welding. The use of austenitic stainless steel(ASS) consumables to weld the above steel was the only available remedy because of higher solubility for hydrogen in austenitic phase. The use of stainless steel consumables for a non-stainless steel base metal is not economical. Hence, alternate consumables for welding Q&T steels and their vulnerability to HIC need to be explored. Recent studies proved that low hydrogen ferritic steel(LHF) consumables can be used to weld Q&T steels, which can give very low hydrogen levels in the weld deposits. The use of ASS and LHF consumables will lead to distinct microstructures in their respective welds. This microstructural heterogeneity will have a drastic influence in the fatigue crack growth resistance of armour grade Q&T steel welds. Hence, in this investigation an attempt has been made to study the influence of welding consumables and welding processes on fatigue crack growth behaviour of armour grade Q&T Steel joints. Shielded metal arc welding(SMAW) and Flux cored arc welding(FCAW) were used for fabrication of joints using ASS and LHF consumables. The joints fabricated by SMAW process using LHF consumable exhibited superior fatigue crack growth resistance than all other joints.

自保护药芯焊丝全位置焊接电弧稳定性分析与评价

采用高速摄像仪和汉诺威弧焊质量分析仪对三种市售X70管线用自保护药芯焊丝全位置焊接的熔滴过渡及电弧稳定性进行观察分析.结果表明,全位置焊接电弧稳定性为1号焊丝最好,3号居中,2号最差;电流变异系数比标准差更能准确地反映电弧稳定性;单凭平均短路时间不能作为判定电弧稳定性的依据,必须结合短路时间频次分布图才有意义;短路过渡时电弧电压概率密度分布为双驼峰形状,双驼峰处曲线的概率密度分布及整条曲线的收敛情况可作为评定电弧稳定性的重要参考依据.

明弧堆焊Fe-Cr-C-Nb耐磨合金的组织及性能研究

采用自保护药芯焊丝明弧堆焊方法在45钢表面制备了Fe-Cr-C-Nb堆焊合金,使用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计、磨损试验机等设备,研究了铌铁含量对Fe-Cr-C-Nb堆焊合金显微组织、硬度及耐磨性能的影响。研究结果表明,Fe-Cr-C-Nb堆焊合金的显微组织由γ-Fe、NbC、M7C3、M3C、和少量α-Fe组成。随着Nb元素的增加,析出的NbC总量增加并弥散分布,形态由颗粒状向树枝状演变,同时γ-Fe颗粒的生长得到抑制,从而细化了合金晶粒,提高了Fe-Cr-C-Nb堆焊合金的韧性和强度。硬度及耐磨性能试验结果表明,随着Nb含量的提高,Fe-Cr-C-Nb堆焊合金的硬度增加,耐磨性能先升高后降低。

高铬铸铁型自保护药芯焊丝的研制

所研制的药芯焊丝采用自保护方式,焊接工艺性能良好。堆焊层表面裂纹细密,呈网状分布。堆焊金属合金系为Fe-Cr-C,微观组织主要是初生碳化物(Cr、Fe)7C3和共晶组织。初生碳化物呈六棱柱状、垂直于基材方向生长,其横截面的显微硬度达1 771 HV。共晶组织分布在初生碳化物周围,其硬度约为800 HV左右。堆焊层洛氏硬度为64.2 HRC。

钢轨自保护药芯焊丝自动窄间隙电弧焊工艺及装备研究

无缝线路建设的大范围展开迫切需要性能、质量、生产效率相匹配的原位焊接方法,目前使用最多的为铝热焊和电弧焊。介绍了窄间隙电弧焊在钢轨焊接中的应用,并重点对电弧位置实时检测技术和自保护药芯焊丝自动钢轨窄间隙电弧焊工艺及装备进行了说明。进行接头性能试验,结果表明:采用钢轨自保护药芯焊丝自动窄间隙电弧焊焊接的接头性能良好,完全超过另外一种原位焊接方法铝热焊的接头性能,能够通过铝热焊不能通过的落锤试验,拉伸性能也强于铝热焊,冲击性能大幅度优于目前使用的闪光焊、气压焊和铝热焊。

低气压对自保护药芯焊丝焊缝成形的影响

对低气压地区自保护药芯焊丝电弧焊接的焊缝成形及其影响因素进行了研究.结果表明,在相同焊接工艺参数设定下,气压愈低,焊缝的熔深愈浅、熔宽愈宽、余高愈小;气压降低导致电弧的冷却作用减弱,弧柱区的直径与正常气压相比将增大,电弧的稳定性和挺度下降.电弧行为的改变影响了焊缝成形质量,气压越低,焊缝成形的对称性越差;焊炬高度的增加对焊缝成形及电弧稳定性同样有不利影响,适当增加送丝速度和降低电弧电压有助于焊缝成形质量的改善.研究结果为低气压地区的自保护药芯焊丝焊接工艺参数制定和优化提供了科学依据.

西气东输二线工程X80钢管半自动焊工艺研究

以西气东输二线工程用X80钢管为研究对象,通过焊接接头横向拉伸试验,焊缝和热影响区(HAZ)冲击韧性试验,焊缝和HAZ不同焊层显微组织分析,以及焊接接头不同焊层Hv10硬度试验等手段,研究了低氢型焊条根焊和自保护药芯焊丝半自动填充、盖面组合焊接工艺的环焊缝的焊接接头性能。试验结果表明,选择韧脆转变温度较低的自保护药芯焊丝、采用较小的焊接热输入量和多层多道的焊接措施等因素,对于保证X80钢管环焊接头的性能是至关重要的。采用低氢焊条根焊、自保护药芯焊丝半自动焊进行X80钢管焊接时,焊接接头的强度、-10℃低温冲击韧性和硬度等性能良好,该工艺应用于西气东输二线工程的焊接施工是可行的。

自保护药芯焊丝激光–电弧复合热源焊接电弧稳定性的分析

以自保护药芯焊丝(414N-O)为研究对象,借助电弧分析仪和高速摄像,对不同工艺参数下激光–电弧复合热源焊接电弧稳定性进行了试验研究.结果表明,复合热源焊接过程中,激光的加入明显的减小了自保护药芯焊丝电弧作用点漂移概率,拉长了电弧空间,降低了熔滴短路过渡概率,提高了电弧稳定性;工艺参数中,光丝间距和送丝速度对平均焊接电流影响显著;电弧电压和送丝速度对平均焊接电流变异系数影响显著;激光功率对平均焊接电流的影响幅度与光丝间距和送丝速度有关,光丝间距和送丝速度越大,激光功率对平均焊接电流的影响越小;电弧电压对平均焊接电流的影响幅度与光丝间距有关,光丝间距D_(LA)=0 mm时,影响最显著;激光前置比激光后置更有利于平均焊接电流变异系的稳定.

超低碳氮强化埋弧与自保护药芯焊丝堆焊层性能分析

通过超低碳氮强化00Cr13Ni4MoN堆焊合金埋弧和明弧(自保护)两种药芯焊丝配方的设计及其熔覆金属化学分析,阐述了两种焊丝熔覆金属中氮的过渡形式；在堆焊工艺参数相同的情况下,对微观金相组织,宏观硬度、抗回火性及耐磨性的研究,分析比较了两种药芯焊丝堆焊熔敷金属的力学性能。结果表明,修复连铸辊,自保护焊丝比埋弧焊丝具有更好的力学性能及更宽的应用范围。

高强钢X70海管的药芯焊丝气体保护焊工艺

针对X70管线钢使用范围广泛,而采用焊条电弧焊焊接效率不高的情况下,本文对使用气保护药芯焊丝焊接X70钢的焊接工艺进行了研究。依据X70钢的焊接性能与海管使用环境的要求,进行了焊接工艺试验。依据美国石油行业标准API1104和HZ25-3/1焊接检验规格书对试验结果进行了分析,试验结果表明:焊缝经NDT检验,质量合格,力学性能良好。该焊接工艺成功应用于HZ25-3/1项目的X70管线立管的预制焊接中,焊接接头质量合格,焊接效率较采用焊条电弧焊工艺提高1倍以上。

Fe/Cr-WC系药芯焊丝堆焊耐磨合金层性能研究

采用CO2气体保护焊方法,研制了一种耐磨损的Fe/Cr-WC系药芯焊丝堆焊合金。通过对堆焊层的平均硬度、磨损失重及微观组织的分析,研究了堆焊合金的耐磨损性能。同时系统地讨论了药芯中合金元素Cr,WC,Mo和V对堆焊层硬度和耐磨性的影响规律,从而确定了药芯中最佳合金元素含量。结果表明:Cr为5.5%～6.0%,WC为3.9%～4.0%,Mo为1.6%,V为3.2%(均以质量分数计)时,Fe/Cr-WC系药芯焊丝堆焊合金的配比适当,堆焊层具有较好的硬度及耐磨性。

熔化极气体保护焊用焊丝与保护气体的匹配关系

综述了GMAW两类焊丝与3种保护气体匹配关系。结果表明,焊丝对保护气体的匹配工艺特征各异,其中,两种焊丝对Ar+CO2的匹配工艺都显示最佳。在焊丝与保护气匹配关系下,实现喷射过渡的条件是:阳极斑点面积足够大,电磁力方向向下,焊接电流超过临界电流,三者缺一不可。对于实心焊丝,Ar+CO2富氩混合气体工艺的适应性更好。对于药芯焊丝,Ar+CO2富氩混合气体工艺的适应性与100%CO2保护气相当。工程应用表明,纯CO2和Ar+CO2富氩混合气体对两种焊丝都能获得符合要求的焊接接头,后者的工艺性可能更好一些,但气孔(压坑)敏感性更大些。

气保护药芯焊丝合金元素C、Mn过渡行为

研究了Ni-Cr系高强度结构钢气保护药芯焊丝的C、Mn合金元素的过渡行为。结果表明 ,在纯CO2 与Ar+2 0 %CO2 气保护条件下 ,合金元素Mn的过渡均处于损失状态 ,并且随着焊丝自身或保护气氧化性的增加 ,其损失增大。因此 ,若要减少Mn的损失 ,减少电弧气氛及焊丝本身的氧化性是比较有效的途径。而合金元素C的过渡则随着焊丝自身氧化性的增加 ,由增碳型过渡发展到损失型过渡。保护气氧化性的增加更容易发生增碳型过渡。所以 ,若要抑制增碳型过渡 ,减少电弧气氛氧化性和提高焊丝本身的氧化性是比较有效的途径。

全位置自保护药芯焊丝工艺性能分析

自保护药芯焊丝多为高碱性渣系焊接材料,焊接工艺性较差。药芯组分对自保护药芯焊丝的全位置焊接性、电弧稳定性、飞溅性等工艺因素有重要影响。本文分析了Fe2O3、CaCO3、Al-Mg、BaF2及Fe粉等药芯组分对工艺性的影响。研究表明:Fe2O3、CaCO3、Al-Mg、BaF2及Fe粉的质量分数分别为9%～13%、8%～12%、10%～20%、5%～10%、40%～50%时,工艺性良好。此外,药芯组分的预处理、钢带的清洗以及填充率的控制等加工制造过程对工艺性也有重要的影响,要严格控制各个环节。

CO_2气体保护焊在不锈钢储罐上的应用

介绍了采用不锈钢药芯焊丝CO2气体保护焊焊接不锈钢储罐的工艺过程。通过焊接工艺性能试验,得出了一组合适的焊接工艺参数,按照该工艺参数,并采取合理的工艺措施,成功焊接了一座400m3甲醛储罐,有效控制了焊接变形,保证了产品质量,焊后经检测,各项指标均达到了设计要求,而且缩短了工期,降低了制造成本。

吸烟焊枪在药芯焊丝CO_(2)气保焊中的作用

采用吸烟焊枪进行药芯焊丝CO_(2)气保焊,通过记录烟尘扩散形态和焊接电流电压变化,采用高速摄像分析熔滴过渡过程,以及对比焊缝表面成形和采用X射线探伤揭示焊缝缺陷,并与未吸烟时对比,研究了不同吸烟功率和焊枪倾角下吸烟焊枪的吸烟行为及其对焊接过程和焊接质量的影响.结果表明:焊接烟尘被有效吸入吸烟焊枪,其烟尘扩散形态整体呈锥形,并随吸烟功率的增加,其气流挺度增加,吸尘效果增强.熔滴过渡仍表现为大滴排斥过渡,吸烟只是使熔滴过渡频率稍有增加.采用不同功率以及焊枪倾角,均能得到表面成形良好和无缺陷的焊缝.

气保护药芯焊丝工艺质量的选择与控制

介绍气保护药芯焊丝工艺质量主要技术指标及与熔滴过渡形态之间的关系,探讨焊丝工艺质量指标选用原则及控制原理。研究表明,熔滴过渡形态与工艺质量的关系受焊接电流、电弧电压关键参数控制,焊接电流和电弧电压的合理匹配是获得满意工艺性的决定因素。药芯焊丝工艺质量指标选择的"合于使用"原则,强调产品特征或用户要求,注重某些单项工艺质量指标的研发与改进。提出了控制焊接飞溅、控制焊缝中气孔(压坑)的新思路。指出药芯焊丝工艺质量生产过程控制三要素。

药芯焊丝混合气体保护焊的熔敷特性研究

以Ar+CO2作为保护气体,研究了药芯焊丝混合气体保护焊的混合气体配比、焊接电流、电弧电压和气体流量对熔敷速度、熔敷系数和熔敷效率的影响。试验结果表明,Ar+CO2混合气体保护焊比CO2焊的熔敷效率高,Ar气比例达到60%以上,熔敷效率显著增加。焊接工艺参数选择合适时,可以获得较高的熔敷速度、熔敷系数和熔敷效率。