T92/Super304H異種鋼焊接接頭組織分析

從微觀結(jié)構(gòu)角度對(duì)超超臨界機(jī)組用新型t92異種鋼焊接接頭常溫力學(xué)性能和高溫蠕變性能進(jìn)行了研究。首先針對(duì)焊接接頭力學(xué)性能與微觀結(jié)構(gòu)關(guān)系展開(kāi)討論,然后對(duì)其高溫蠕變斷裂失效機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),晶粒尺寸與晶粒取向是影響焊接接頭常溫力學(xué)性能的關(guān)鍵因素;空穴形核位置則決定了焊接接頭的蠕變斷裂方式。

針對(duì)采用手工氬弧焊gtaw打底,焊條電弧焊smaw焊接的t92/hr3c異種鋼接頭的組織性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:焊接接頭滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求,具有良好的力學(xué)性能,焊縫區(qū)是常溫下整個(gè)接頭中最薄弱的環(huán)節(jié)。

在1000mw超超臨界機(jī)組鍋爐受熱面中引進(jìn)了新型馬氏體耐熱鋼t92,這種鋼的合金元素含量較以前的鍋爐用鋼更高,但具有焊接冷裂紋傾向,裂紋缺陷對(duì)機(jī)組運(yùn)行的危害性嚴(yán)重,因此對(duì)射線(xiàn)探傷裂紋的檢出率要求更高。針對(duì)裂紋檢出率問(wèn)題對(duì)射線(xiàn)探傷工藝進(jìn)行了試驗(yàn),制定出了厚壁t92鋼焊接接頭射線(xiàn)探傷工藝,并在現(xiàn)場(chǎng)射線(xiàn)檢驗(yàn)過(guò)程中證實(shí)了探傷工藝符合要求。

焊接接頭組織 電弧焊接時(shí)，焊接電弧使焊件局部加熱和熔化，同時(shí)加入填充金屬(焊條或焊 絲)，形成金屬熔池，并不斷把熱量傳給周?chē)涞哪覆慕饘?。?dāng)電弧移開(kāi)后，熔 池的溫度迅速降低，熔池中液體金屬凝固成焊縫。由于熱傳導(dǎo)的作用，母材將受 到不同程度的加熱和冷卻，相當(dāng)于進(jìn)行了一次熱處理，使其組織和性能發(fā)生了變 化，這部分金屬所占的區(qū)域就稱(chēng)為焊縫的熱影響區(qū)。焊接接頭是焊縫和熱影響區(qū) 的總稱(chēng)。 由于電弧對(duì)焊接接頭的加熱是不均勻的，焊縫區(qū)溫度達(dá)到金屬的熔化溫度， 而在整個(gè)熱影響區(qū)中，離焊縫越近溫度就越高。因此，在焊接接頭組織中不僅組 織和性能都不均勻，而且在焊縫和熱影響區(qū)中還容易產(chǎn)生各種焊接缺陷，存在焊 接殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中。焊接接頭組織和性能與焊接方法、焊接規(guī)范、接頭形式 等因素有關(guān)，并直接影響焊接結(jié)構(gòu)的性能和可靠性。 熱影響區(qū)某點(diǎn)加熱的最高溫度、高溫停留時(shí)間及冷卻速度

采用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡及能譜儀等手段,通過(guò)拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)和硬度試驗(yàn),研究超超臨界機(jī)組用super304h奧氏體耐熱鋼焊接接頭的微觀組織和力學(xué)性能。結(jié)果表明：super304h鋼焊接接頭的組織均為γ＋析出相,熱影響區(qū)的晶粒尺寸有明顯的長(zhǎng)大,焊縫組織是典型的胞狀樹(shù)枝晶,枝晶界上的析出相主要為nb（c,n）。super304h鋼焊接接頭具有較高的強(qiáng)度和良好的塑韌性,但接頭的組織形態(tài)對(duì)韌性有重要影響,粗大的柱狀晶是焊縫韌性降低的重要原因,熔合區(qū)因nb（c,n）析出強(qiáng)化硬度較高。

通過(guò)宏觀檢查、化學(xué)成份分析、硬度檢測(cè)、金相檢驗(yàn)、斷口觀察,本文分析超了超臨界機(jī)組用高溫過(guò)熱器管屏中異種鋼焊接接頭裂紋產(chǎn)生原因,提出了相應(yīng)的預(yù)防措施和建議。

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，焊接技術(shù)在現(xiàn)代化社會(huì)建設(shè)過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，焊接接頭的組織分析也隨之顯得越來(lái)越關(guān)鍵，本文以熔焊為傭，就如何正確識(shí)別焊接接頭的各種金相組織做了簡(jiǎn)要介紹。

從異質(zhì)接頭熔合線(xiàn)附近的顯微組織、碳化物演變、碳遷移的計(jì)算與模擬、碳遷移對(duì)腐蝕性能和高溫蠕變性能的影響等方面,對(duì)國(guó)內(nèi)外在異種鋼焊接接頭碳遷移方面的研究成果進(jìn)行了綜述。

鋼異種金屬焊接接頭組織及元素分析

火電廠高溫過(guò)熱器用t91+tp347hfg異種鋼焊接接頭運(yùn)行時(shí),發(fā)生開(kāi)裂泄露。分別從未開(kāi)裂和開(kāi)裂部分的焊接接頭處取樣,采用金相顯微鏡、掃描電鏡、顯微硬度計(jì)等對(duì)焊接接頭試樣進(jìn)行檢測(cè)和對(duì)比研究,分析其開(kāi)裂原因。結(jié)果表明:焊接和焊后熱處理工藝不當(dāng)導(dǎo)致t91側(cè)熱影響區(qū)位置在整個(gè)焊接接頭區(qū)域脆性較大,并有淬硬傾向比較大的組織出現(xiàn);同時(shí)由于焊接規(guī)范參數(shù)較大而導(dǎo)致焊接熱影響區(qū)較寬,在一定應(yīng)力下的作用導(dǎo)致裂紋從此處萌生和擴(kuò)展,最終導(dǎo)致該異種鋼焊接接頭開(kāi)裂失效。

對(duì)活性化焊接(a-tig)方法在鎂合金焊接中的應(yīng)用進(jìn)行了初步的探討。選取tio2作為活性劑,研究了單一活性劑tio2對(duì)鎂合金焊接后微觀組織的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,涂敷單一活性劑tio2可以使焊縫熔深比常規(guī)的tig焊增加2倍。與未涂敷活性劑的焊縫相比,涂敷tio2活性劑可以增大焊接的熔深,減小熔寬。

采用500℃和625℃拉伸試驗(yàn),研究t92/hr3c異種鋼管接頭的高溫變形及其斷裂行為。結(jié)果表明,在高溫拉伸過(guò)程中,焊縫、t92側(cè)熱影響區(qū)(haz)及母材(不包含頸縮段)均未發(fā)生明顯的塑性變形及組織結(jié)構(gòu)的變化,而hr3c側(cè)母材晶粒明顯被拉長(zhǎng),hr3c側(cè)haz的拉伸變形不明顯。hr3c母材塑性變形量隨溫度升高而明顯降低,孿晶回復(fù)越少。高溫拉伸斷口位于t92側(cè)haz的細(xì)晶區(qū)(fghaz),呈正斷加剪切斷的混合斷裂方式,均與室溫狀態(tài)下該焊接接頭的拉伸變形及斷裂行為不同。應(yīng)力三軸度理論可很好地解釋該接頭高溫短時(shí)拉伸變形及斷裂特征。

采用德國(guó)進(jìn)口3gnp400st交流縫焊機(jī)對(duì)鎂合金az31b進(jìn)行焊接試驗(yàn),分析了不同焊接電流下熔核區(qū)和熱影響區(qū)微觀組織變化情況,得出鎂合金縫焊焊接接頭組織變化的一般規(guī)律及性能變化情況;觀察和分析了母材和焊接接頭的斷口形貌。

某廠一臺(tái)壓力容器制造完畢進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí),與其連接的高壓熔體管異種鋼焊接接頭處發(fā)生滲漏失效事故。針對(duì)失效接頭,采取宏觀檢查、材料化學(xué)成分分析、金相觀察、顯微硬度測(cè)試等方法進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,焊接施工操作不當(dāng)引起的接頭處組織異常、材料韌性降低及螺紋孔位置設(shè)計(jì)不當(dāng)是引起接頭泄漏失效的主要原因。

針對(duì)奧氏體不銹鋼和鐵素體類(lèi)耐熱鋼兩類(lèi)母材金屬的特點(diǎn)以及相應(yīng)的焊接工藝,為了研究時(shí)效因素對(duì)異種鋼焊接接頭碳遷移的影響規(guī)律,利用電子探針測(cè)定了鐵素體母材一側(cè)界面的碳分布狀態(tài),并為此設(shè)計(jì)了三個(gè)系列的試驗(yàn),討論了利用最小二乘法對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合和對(duì)異種鋼接頭界面兩側(cè)碳遷移進(jìn)行狀態(tài)辨識(shí)的可能性,并從現(xiàn)象學(xué)上對(duì)碳遷移試驗(yàn)結(jié)果及擬合結(jié)果進(jìn)行了分析。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析,發(fā)現(xiàn)隨著服役溫度的提高和時(shí)間的延長(zhǎng),碳遷移加劇,異種鋼接頭的增、脫碳層也逐漸變寬;對(duì)于這種接頭的碳遷移,用最小二乘法擬合很難得到滿(mǎn)意的結(jié)果

采用填加或不填加1cr18ni9ti焊絲,對(duì)1cr18ni9ti奧氏體不銹鋼和1cr13馬氏體不銹鋼進(jìn)行直流鎢極氬弧焊試驗(yàn)。采用金相顯微鏡、萬(wàn)能拉伸試驗(yàn)機(jī)和顯微硬度儀、掃描電子顯微鏡等分析測(cè)試手段研究了焊接接頭各區(qū)域的顯微組織、接頭的力學(xué)性能、斷口形貌特征等。并通過(guò)對(duì)兩種材料所形成的同種組織焊接接頭組織和性能的對(duì)比,確定了不銹鋼板的焊接工藝。

采用mag焊接方法制備了不同厚度q345鋼平板對(duì)接焊件,分別對(duì)其進(jìn)行拉伸、沖擊、彎曲力學(xué)性能測(cè)試,并對(duì)焊縫區(qū)域進(jìn)行顯微組織觀察,最后采用盲孔法測(cè)量焊接試樣的殘余應(yīng)力。測(cè)試結(jié)果表明:12mm/12mm焊接試樣的綜合力學(xué)性能明顯優(yōu)于10mm/12mm與10mm/10mm焊接試樣。在焊縫中心處10mm/12mm焊件縱向殘余應(yīng)力σx和橫向殘余應(yīng)力σy均大于12mm/12mm焊件與10mm/10mm焊件殘余應(yīng)力。

檢驗(yàn)及分析評(píng)價(jià)了寶鋼產(chǎn)sa-213t92鋼高壓鍋爐管的焊接工藝性能及焊接接頭性能,對(duì)t92鋼焊接接頭掛管電廠鍋爐實(shí)爐運(yùn)行考驗(yàn),并對(duì)服役1年的t92鋼焊接接頭進(jìn)行了高溫持久強(qiáng)度試驗(yàn)及評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,寶鋼t92高壓鍋爐管焊接工藝性能及接頭性能各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合dl/t868—2004標(biāo)準(zhǔn)要求,實(shí)爐運(yùn)行業(yè)績(jī)良好,服役1年的t92管焊接接頭高溫持久強(qiáng)度總體仍達(dá)到或超過(guò)gb5310—2008、en10216—2007標(biāo)準(zhǔn)要求。

本文針對(duì)icr8ni9ti—q235a異種鋼對(duì)接接頭工藝評(píng)定中的冷彎試樣開(kāi)裂的原因進(jìn)行了分析,從工藝上改進(jìn)了焊接工藝評(píng)定試驗(yàn).采用a302焊條先在q235a低碳鋼一側(cè)堆焊接一層保護(hù)性過(guò)渡層,然后對(duì)接焊接異種鋼焊接接頭;或用臺(tái)灣產(chǎn)ts-309不銹鋼電焊條直接對(duì)接焊接異種鋼焊接接頭,其冷彎試樣按現(xiàn)行相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求,冷彎?rùn)z驗(yàn)全部合格.針對(duì)目前異種鋼焊接接頭冷彎?rùn)z驗(yàn)缺乏明確的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的情況,參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定和一些容器廠現(xiàn)行采用的標(biāo)準(zhǔn),建議有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充異種鋼焊接接頭的冷彎試驗(yàn)要求.

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焊接接頭論文 基于國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的焊接接頭疲勞設(shè)計(jì)與工藝實(shí)現(xiàn)一體化研究 摘要：綜述了基于國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的焊接接頭疲勞設(shè)計(jì)與工藝實(shí)現(xiàn)一體 化研究的重要性，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。嵌套了bsi/iiw/din6700標(biāo) 準(zhǔn)。基于bsi和iiw標(biāo)準(zhǔn)中接頭形式，可確定焊接接頭的疲勞等級(jí)； 根據(jù)已知的焊接接頭的應(yīng)力譜，基于miner疲勞積累損傷理論，可計(jì) 算出焊接接頭的疲勞壽命：根據(jù)din6700標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)打印焊接工藝 文件，從而實(shí)現(xiàn)基于國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的焊接接頭疲勞壽命預(yù)測(cè)與工藝要求的 一體化。算例證明該系統(tǒng)具有很好的工程應(yīng)用價(jià)值。 關(guān)鍵詞：焊接接頭；數(shù)據(jù)庫(kù)；一體化 在工程機(jī)械使用中，焊接結(jié)構(gòu)件的焊接接頭或焊縫金屬容易引發(fā) 結(jié)構(gòu)疲勞破壞，嚴(yán)重影響機(jī)械設(shè)備的壽命。通過(guò)計(jì)算焊接接頭的疲勞 壽命預(yù)測(cè)可以預(yù)先知道焊接接頭的壽命，從而保證產(chǎn)品的運(yùn)行的安全 性。bs標(biāo)準(zhǔn)和iiw標(biāo)準(zhǔn)提供了各種焊

采用等離子弧對(duì)低碳鋼q235與奧氏體鋼1cr17mn6ni5n異種鋼進(jìn)行焊接,并對(duì)焊接工藝進(jìn)行了優(yōu)化。采用掃描電鏡、光學(xué)顯微鏡、能譜儀對(duì)焊接接頭的組織進(jìn)行了分析,用顯微硬度計(jì)對(duì)接頭硬度進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明:采用合適的工藝,可以實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的連接,在焊縫區(qū)形成了板條馬氏體組織,并在焊縫兩側(cè)產(chǎn)生了碳的遷移。