X80鋼混合氣體保護(hù)焊焊接性及焊接工藝研究.pdf

1、基于上海外高橋造船有限公司建造的JU-2000E鉆井平臺項目，本文研究了國產(chǎn)Ф323.85mm×28.58mm規(guī)格的海工樁腿用X80鋼的焊接工藝與焊后接頭組織性能。
　　采用冷裂敏感指數(shù)法評估了X80鋼的冷裂傾向，計算結(jié)果表明：X80鋼的Pcm值為0.2128％，具有一定的冷裂傾向，結(jié)合板厚與焊材擴散氫含量計算得出理論預(yù)熱溫度為24℃；采用斜Y型坡口焊接裂紋試驗評定X80鋼焊縫及熱影響區(qū)的冷裂紋敏感性，試驗結(jié)果表明：X80鋼采用D

2、UAL SHIELD II101H4M焊絲的混合氣體保護(hù)焊在室溫（25℃）、預(yù)熱50℃、100℃和150℃四種情況均不產(chǎn)生裂紋，抗裂性良好。
　　設(shè)計使用LB-52U焊條電弧焊根焊、DUAL SHIELD II101H4M焊絲混合氣體保護(hù)焊填充蓋面的工藝，調(diào)整不同預(yù)熱溫度與焊后熱處理方式進(jìn)行工藝對比試驗，并依據(jù)API5L標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行接頭力學(xué)性能檢測試驗，試驗結(jié)果表明：相同焊后熱處理條件下，隨預(yù)熱溫度的升高，焊縫抗拉強度在小范圍內(nèi)無

3、規(guī)律性變化，預(yù)熱50℃與預(yù)熱100℃焊縫沖擊韌性相差不大，但預(yù)熱150℃時沖擊韌性明顯降低，預(yù)熱溫度的變化對接頭硬度分布無明顯影響；相同預(yù)熱溫度條件下，采用焊后210~230℃保溫2小時工藝的接頭綜合沖擊性能明顯優(yōu)于自然冷卻和緩冷工藝，而且焊后保溫工藝使接頭硬度分布更加均勻，即接頭性能分布更加均勻。結(jié)合近海潮濕嚴(yán)寒的工作環(huán)境，推薦選擇焊前預(yù)熱100℃，焊后210~230℃保溫2小時為生產(chǎn)最佳工藝，并制作出工程使用的焊接工藝規(guī)程。

4、　　比較焊接接頭各部分沖擊性能分布，根部焊縫中心和正面熔合線處的韌性明顯降低，采用掃描電子顯微鏡觀察接頭斷口形貌，根部焊縫中心處為準(zhǔn)解理斷口形貌，正面熔合線處為兼有脆斷和韌性斷口特征的混合斷口形貌，此兩處出現(xiàn)了局部脆化現(xiàn)象。采用光學(xué)顯微鏡觀察分析，結(jié)果顯示：根部晶粒嚴(yán)重粗化，先共析鐵素體沿晶界呈網(wǎng)狀分布，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)會加速裂紋擴展，其次晶內(nèi)板條狀的側(cè)板條鐵素體與上貝氏體也增加了焊接接頭的脆性，焊縫根部脆化是由于根部熱輸入較高所致；熱影響區(qū)晶