F550Z海洋平台用钢SAW焊接接头低温韧性研究

为研究大热输入条件下埋弧自动焊（ submerged arc welding ,SAW）对海洋平台用550 MPa钢焊接接头组织与低温韧性的影响,采用50 kJ＆#183; cm-1的焊接热输入,测定接头各区域冲击吸收功,并观测各区断口形貌及显微组织．结果表明：焊接接头韧性从焊缝到母材,呈现先降低后升高的趋势,最低处在熔合线及熔合线2 mm处．焊缝处组织为针状铁素体加细小弥散的碳化物,断口形貌为韧窝和解理台阶,-60℃冲击吸收功为110 J．熔合线及熔合线2 mm处断口形貌基本相同,只由放射区组成,无纤维区,微观特征为大面积的解理面,没有韧窝;微观组织为粗大粒状贝氏体,冲击吸收功非常低只有25 J．熔合线5 mm处断口纤维区面积较大,微观形貌含有大量的韧窝,微观组织为细小的铁素体、碳化物及粒状贝氏体,该区为焊接接头的正火区,具有优异的低温韧性,-60℃冲击吸收功为202 J．     

双丝间距对Q690E高强钢双丝MAG焊低温韧性的影响

针对海上钻井平台桩腿用厚板低合金高强钢Q690E,采用高效机器人双丝MAG焊接系统,通过温度场数值模拟以及焊缝区微观组织观察分析,对不同双丝间距条件下的Q690E高强钢机器人双丝MAG焊焊缝区低温韧性进行研究。结果表明:当双丝间距为15mm时,焊缝区组织以先共析铁素体和针状铁素体为主,低温韧性最好。     

合金元素对FAB法埋弧焊EH36钢接头组织与性能的影响

采用不同类型合金粉进行FAB法埋弧焊试验,对比分析EH36钢FAB法埋弧焊接头的显微组织和性能.结果表明:经大线能量82.8~97.7 KJ/cm焊接后,EH36钢焊接接头未出现软化区,其接头强度均能满足船板焊接技术指标;但经大线能量97.7 KJ/cm焊接后,焊接接头低温冲击韧性显著降低.采用添加适量Mn、Ti合金元素的国产合金粉Fe-9,在Mn元素降低先共析铁素体相转变温度和Ti合金促进针状铁素体形核的联合作用下,即使采用较高线能量97.2 KJ/cm焊接,仍可抑制焊缝、熔合区先共析铁素体的相变反应,促进其针状铁素体的形成,提高FAB法埋弧焊焊缝、熔合区的韧性.     

Ti64钛合金窄间隙激光填丝焊接头组织性能

采用钛基金属粉芯焊丝，通过激光填丝焊接方法对Ti64钛合金板进行窄间隙焊接，分析了激光填丝焊接接头各区域的微观组织类型及形貌特征；测试了焊接接头的力学性能，如显微硬度、室温拉伸性能。结果表明：焊缝区(WM)主要由粗大的原始β柱状晶粒和内部网篮状针状α’马氏体组成，热影响区(HAZ)主要由等轴状α相和长条状α相，以及少量次生α_p相组成；在焊缝组织中，小角度晶界主要集中分布在片层组织边界，焊缝中的大角度晶界比例较大，大于15°的大角度晶界占比约85.55%;Ti64钛合金焊接接头的焊缝区都由密排六方(HCP)晶体结构构成，没有发现其他晶体结构；焊接接头的抗拉强度达939MPa，断后伸长率为13%，断裂位置在母材(BM)区域，拉伸断口存在明显的剪切唇，韧窝较深且均匀；焊缝区的平均显微硬度值明显高于母材及热影响区。     

25mmHY-80钢的激光辅助熔化极气保焊

研究了激光辅助熔化极气保焊焊接HY-80钢时各种工艺参数对焊缝成形的影响及激光与电弧的复合作用，确定了最佳焊接工艺参数。实验结果表明，焊缝金属显微组织主要是马氏体，而不会产生针状铁素体。动态撕裂试验和爆破试验结果表明．焊缝金属韧性低且波动大，改善焊丝化学成分是探索提高焊缝金属韧性的途径之一。     

LF21铝合金厚板搅拌摩擦焊接接头微观组织研究

针对14 mm厚的LF21铝合金,采用搅拌摩擦焊进行焊接,焊后对接头的宏观形貌、微观组织和接头不同区域的显微硬度进行分析.实验结果表明:在焊接速度v为200mm*min-1,转速ω为1200rad*min-1时,焊缝成型较美观,焊缝内部无空洞、裂纹等缺陷.显微组织观察发现焊核区的组织为再结晶等轴晶粒,晶粒明显细化;热机械影响区组织由原始母材细纤维组织转变为具有一定弧度的弯曲粗纤维组织;热影响区范围较窄,晶粒与母材相似,但出现了晶粒粗化现象.显微硬度实验发现,焊缝中层和上层的显微硬度较高,而下层较低.     

EH36船用结构钢焊接接头断裂行为的研究

对船用EH36钢的焊缝和热影响区在-20C下的临界CTOD进行测试，以评定其断裂行为。发现焊缝的断裂韧性较差，容易脆性断裂，建议调整熔敷金属的化学成分，来提高焊缝低温抗断裂性能；热影响区的临界CTOD值较高，受焊接热影响较小。     

超级双相不锈钢钢管焊接工艺研究

使用手工钨极氩弧焊对超级双相不锈钢钢管做焊接工艺试验,通过对焊接试验数据的分析和总结,得出结论:在选择合适焊接材料的前提下,通过合理设置焊接参数并严格控制焊接热输入及焊缝层间温度等措施,能够保证超级双相不锈钢焊缝铁素体和奥氏体的相平衡,满足对其力学性能和耐腐蚀性能的要求,对今后超级双相不锈钢钢管焊接施工具有指导意义。     

2507超级双相不锈钢激光焊接接头组织和力学性能研究

使用氩气作为保护气,采用激光焊焊接2507超级双相不锈钢,获得成型良好的激光焊接接头,利用SEM和EDS研究了接头不同区域奥氏体和主要合金元素的含量,并对接头进行室温拉伸、冲击和硬度测试.结果表明:由于激光焊接过程冷却速度较快,焊缝铁素体主要以垂直于熔合线的柱状晶的形态存在,晶内析出的奥氏体更加细化,接头焊缝区,特别是热影响区中铁素体的含量明显增多.与母材相比,焊缝中主要合金元素在两相中含量的差异明显减小.接头室温力学性能测试结果显示,由于铁素体的含量升高,并且以较为粗大的柱状晶形态存在,导致接头的拉伸强度和硬度升高,冲击韧性明显下降.     

2205双相不锈钢焊接工艺研究

分析2205双相不锈钢的焊接特点和焊接工艺,分别采用药芯焊丝CO2半自动焊(FCAW)、手工电弧焊(SMAW)和埋弧自动焊(SAW)等3种焊接方法对2205双相不锈钢进行焊接试验。测试焊后力学性能和腐蚀性能,以及定性定量分析焊缝区和热影响区的金相组织。结果表明:采用含镍、氮高的焊接材料,合理选择双相不锈钢的焊接方法,焊接参数及接头形式等,通过控制焊接热输入,可获得合格的焊接接头。     

中厚板高强钢冷热多丝复合埋弧焊热循环参数测量

为解决中厚板高强钢埋弧焊(Submerged Arc Welding, SAW)焊缝热影响区(Heat Affected Zone, HAZ)热循环参数准确测量难题，自主研制多通道热电偶测温软/硬件系统，测量并比较不同焊丝组合(单丝和冷热多丝复合)对应的焊缝HAZ热循环主要参数。试验结果表明：与单丝SAW工艺相比，冷热多丝复合SAW工艺可解决SAW较大热输入产生的焊缝HAZ脆化问题，提高焊缝组织性能和焊接质量；在中厚板高强钢焊接过程中，冷热多丝复合SAW工艺可为温度场数值模拟计算分析提供实测数据，为各种工艺参数的确定与优化、焊缝HAZ的组织性能改善提供必要的理论基础。     

大型邮轮薄板激光复合焊接数值模拟与参数分析

近年来,邮轮建造中越来越多地使用4 mm～8 mm薄板结构以减小生产和运营成本。薄板的大量使用使得焊接变形问题更加严重,因此激光复合焊接等热输入小的焊接方式在邮轮等薄板船舶上的需求不断提高。然而,由于国内邮轮制造业和船舶激光复合焊接工艺起步晚,对激光复合焊接中的关键参数与焊缝成型等的关系研究不足。文章建立邮轮薄板激光复合焊接的热弹塑性模型,并结合试验结果对焊接速度、激光功率、光丝间距、送丝速度、基电流和峰电压等关键焊接参数对焊缝成型的影响进行探究。结果表明：激光参数和电弧参数通过影响2种热源之间的协同效应来影响焊缝形貌;送丝速度和峰电压对余高等焊缝特征尺寸的影响较大,当送丝速度过大时,会加剧气孔等缺陷的产生。     

C-Mn钢板焊接工艺在船舶中的应用及其性能研究

随着对船舶制造质量要求的不断提高,利用传统焊接工艺焊接C-Mn钢板,经常导致焊接质量不能到达船舶制造要求,影响船舶结构的整体安全性和可靠性。针对上述情况,研究C-Mn钢板的焊接工艺在船舶制造中的应用及其性能,以便提高船舶制造质量。性能研究结果:随着焊接热输入值的增大,C-Mn钢板焊接缝熔深增大;焊缝峰值硬度逐渐降低;焊缝吸收功逐渐增加;100 J/mm2焊接热前后,C-Mn钢板焊缝微观组织发生变化。     

2A21铝合金厚板搅拌摩擦焊接头组织与分层性能研究

采用搅拌摩擦焊焊接19 mm的2A21铝合金,焊后观察并分析了接头不同区域的微观组织,通过接头的拉伸试验和显微硬度测试评定接头的力学性能.结果表明:轴肩影响区和焊核区组织均为细小致密的等轴晶,在靠近焊核区底部的后退侧出现了晶粒大小不一的部分重结晶区;拉伸试验表明上层接头的抗拉强度最高,为348 MPa,达到母材强度的76.5%,断裂位置在后退侧轴肩影响区和热机械影响区分界处;下层接头的抗拉强度最低,断裂位置在部分重结晶区;接头横截面显微硬度分布整体成"W"状,焊核硬度值最高,热影响区硬度值最低,焊缝上部硬度高于焊缝下部.     

船用EH36高强钢无缝药芯焊丝焊接接头组织和冲击韧性研究

本文以SRSF501无缝药芯焊丝在船用EH36高强钢中的焊接应用为目的,研究了国产无缝药芯焊丝SRSF501在船用EH36高强钢焊接中的组织和冲击韧性。通过试验表明：SRSF501焊接EH36钢接头各区域的冲击性能均满足船级社要求；多层多道焊时,焊缝组织由粗大的柱状组织和细小的等轴晶组织组成,底层焊缝和末道焊缝柱状晶区域较大；盖面层两侧接头热影响区存在粗晶区,其它位置接头的热影响区不存在粗晶区；焊接接头中熔合线外2mm处,晶粒最细,冲击韧性最好。     

TIG熔修对船体结构抗裂性能试验研究

采用TIG熔修和焊缝打磨技术,提高环肋圆柱壳板承受水下爆炸冲击载荷的能力和改善结构破坏方式.通过水下爆炸试验,分析TIG熔修和焊缝打磨提高结构抗动态撕裂能力的原因.试验结果表明,TIG熔修对焊缝及热影响区的金相组织,硬度和低温冲击韧性没有显著的影响;TIG熔修和焊缝打磨大幅度提高结构的抗动态撕裂能力,特别是结构在动态冲击载荷下塑性变形的能力;其根本原因是TIG熔修和打磨降低了焊趾处的应力集中状态.     

混凝土泵车底座与转台断裂失效分析

针对混凝土泵车底座与转台焊缝断裂失效,本文对焊接接头进行宏观断口、化学成分、硬度、金相、电镜等试验研究,分析产生断裂的原因。结果表明:焊接连接构造设计、装配、工艺存在不足,特别是转台角焊缝焊脚尺寸偏小,是导致底座与转台断裂的主要原因。转台焊接热影响区出现马氏体异常组织,导致接头产生脆性断裂。     

焊接速度对铝合金薄板气孔率影响的研究

为探究铝合金熔化极惰性气体保护焊(MIG)焊接产生气孔缺陷的规律,采用脉冲熔化极惰性气体保护焊(MIG)方法,以不同的焊接速度焊接6 mm厚的5083铝合金薄板,并通过模拟焊接热循环曲线,探究焊接速度与气孔率之间的关系。研究表明:焊接速度增加,焊缝中心温度不受改变,熔合线处峰值变化显著,热输入对熔合线处峰值温度影响较大,焊缝熔池较窄;焊接速度降低,熔合线距离焊缝中心较远,热输入对熔合线处的峰值温度影响较小,焊缝熔池较宽;仅当焊接速度为600 mm/min时,熔池宽度和热输入大小对熔合线处峰值温度的影响相差无几时,气孔率较低。     

中厚板大坡口单面焊接头的焊接分析

对中厚板大坡口焊缝的单面焊，从焊接热输入、温度场特征、变形及残余应力、接头组织及其机械性能方面进行分析，并结合生产实例，探讨了保证该类焊缝焊接质量的行之有效的方法。     

CTOD Testing and Evaluation for Weld Joint of UOE Pipeline Steel

根据英国标准BS7448,对UOE直缝埋弧焊管不同钢级管线钢焊接接头进行裂纹尖端张开位移(CTOD)断裂韧度测试.结合加拿大标准CSA Z662-07及挪威船级社规范NDV-OS-F101,在试样形式选择、缺口取样方向、后期金相检验等方面对断裂韧性评定方法加以完善.试验结果表明X70、X65级管线钢均具有良好韧性,符合规范NDV-OS-F101的要求.X70级管线钢焊接接头各区域韧性分布规律为:母材性能最好,焊缝次之,热影响区(HAZ)相对较差.X65级管线钢其HAZ的韧性优于母材和焊缝.其原因是:X65级钢母材含有一定气孔、夹杂,断口出现分层裂纹,导致CTOD结果分散性大.另外,X65焊缝组织为混晶组织分布不均,含有大量M-A脆性组织物,导致韧性下降.该评定结果为海底管线钢制造工艺改进提供了依据,也为海洋工程结构安全性评估奠定了基础.