X80管线钢单丝埋弧焊接热循环的测定

利用热电偶和函数记录仪等设备测定了单丝埋弧堆焊X80管线钢板的热循环曲线,获得的热循环参数包括加热速度、峰值温度、高温停留时间和冷却时间t8/5。通过进一步分析得到了电流、焊速与热循环参数之间的关系,为合理制定X80管线钢的焊接工艺提供了重要依据。     

不同成分X80管线钢焊接接头组织性能研究

利用多丝埋弧焊设备模拟制管过程的焊接工艺进行了不同成分X80管线钢双丝埋弧焊焊接试验,通过拉伸、冲击试验检测了接头的力学性能,通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及电子背散射衍射(EBSD)分析了不同成分X80管线钢焊接接头的显微组织、马/奥组元(M/A)分布及形态。结果表明:随着合金含量降低,经济型X80管线钢接头的冲击韧性离散度增大。热影响区晶粒尺寸离散度增加,晶粒取向单一,大角度晶界(15°)密度显著降低是经济型X80管线钢焊接热影响区冲击韧性离散性增加主要原因。     

埋弧焊平板焊接温度场数值模拟

根据埋弧焊的焊接过程和热源特点,利用ANSYS软件建立埋弧焊几何模型和有限元模型,模拟X80管线钢埋弧焊焊接温度场.焊接工艺参数为I=1500A、U=33V、v=1.7m/min,焊接热源选择双椭球热源模型,用APDL程序施加移动热源载荷,计算得出焊接熔池的形状、尺寸及热影响区的温度分布.模拟结果与实验结果吻合较好.     

双丝埋弧焊热循环曲线测试及其热循环特性研究

介绍了自行研制的测温系统及其工作原理,利用此测温系统测量了双丝埋弧焊在不同间距和不同焊速情况下的焊接热循环,给出了判定测量热循环曲线有效性的方法,比较了双丝埋弧焊和单丝埋弧焊热循环特征参数,双丝焊t8/5比前后丝分别作用单丝焊的t8/5之和大,其中,双丝间距处于中间值40 mm时t8/5最大,所以,双丝间距和焊速也是影响HAZ组织性能的重要因素,验证了双丝焊热作用不是单丝热作用的简单叠加,双丝埋弧焊比单丝埋弧焊高效节能。开辟了深入探讨双丝(多丝)埋弧焊热效应理论研究的新途径。     

X80管线钢埋弧焊焊接接头的组织和腐蚀性能

采用H08MnMoA焊丝埋弧焊焊接X80管线钢.利用扫描电镜分析焊接接头微观组织;采用动电位极化和电化学阻抗法研究了X80管线钢其焊接接头在0.5 mol/LNaHCO3+0.02 mol/L NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明,在0.5 mol/L NaHCO3+0.02mol/L NaCl溶液中,由于显微组织上的差...     

X70管线钢焊接接头调质处理后的低温冲击韧性

分别采用手工焊条电弧焊和单丝埋弧焊工艺焊接X70管线钢,对其焊接接头进行调质处理,研究焊接方法对调质处理后X70管线钢焊接接头力学性能、组织形貌、大角度晶界密度等的影响。结果表明:手工焊条电弧焊焊缝中心和热影响区的冲击吸收能量远高于单丝埋弧焊焊缝;单丝埋弧焊焊缝和热影响区组织中的粗大贝氏体板条束、大块状铁素体是降低其冲击吸收能量的主要原因,手工焊条电弧焊焊缝组织中的细小且按不同位向错综排列的针状铁素体以及较高的大角度晶界密度是提高其冲击吸收能量的主要原因。     

油气管道在线焊接最大流速确定方法

以在线焊接实际工况为基础,采用有限元法进行输油气管道在线焊接流速与焊接热循环冷却速率t_(8/5)关系的模拟计算,系统研究各种因素对t_(8/5)的影响.在水介质计算和试验验证基础上,以管道壁厚和介质流速为主要影响因素,分析了不同壁厚和流速对t_(8/5)的影响,推导出三者之间的关系.结果表明,当壁厚大于12 mm后,内部介质流速的影响几乎消失,管道自身冷却能力占据主导地位.对于气体介质,需要考虑压力的影响,压力越大,t_(8/5)越小,且影响比较显著.不同材料在线焊接时允许的最大硬度与t_(8/5)密切相关,找出对应于临界硬度的t_(8/5)数值,即可按照获得的公式计算允许的最大介质流速.     

X70管线钢焊接粗晶区组织及韧性的热模拟研究

利用Gleeble-3800热模拟试验机对X70管线钢进行了焊接热模拟试验,并运用光学显微镜、扫描电镜和冲击试验,研究了焊接冷却时间t_(8/5)对两组不同Ni含量的管线钢焊接热影响粗晶区显微组织和冲击韧性的影响。结果表明,粗晶区的组织主要由粗大的粒状贝氏体和板条贝氏体组成,并含有大量M-A组元;随着t_(8/5)时间的增加,晶粒尺寸变大,长条形的大尺寸M-A组元也有所增多,冲击吸收能量呈现较明显的下降趋势,其中Ni含量高的试验钢的低温冲击韧性更好。     

X80管线钢焊接工艺优化模型与性能研究

以焊接线能量、预热温度和管线钢厚度为焊接工艺参数变量,对X80管线钢焊接热影响区硬度和冲击功进行了回归统计模型预测,并与实测值进行了对比分析。结果表明,采用预测模型可以较好的预测出焊接热影响区的显微硬度,一次回归方程置信度达到99%。当t8/5从5 s上升至25 s时,焊接冲击功的模拟计算值与实测值较好地吻合。不同焊接工艺下的焊接热影响区显微组织为粒状贝氏体+针状铁素体,但是晶粒尺寸和均匀性存在差异。     

X80管线钢埋弧焊焊接材料的选材研究

通过对国内为“西气东输”工程生产的X70管线钢管焊缝性能的统计分析和实验室的试验研究，优选出了X80管线钢埋弧焊焊接材料，采用这种材料在生产线上使用试制出焊接接头性能良好的大口径X80管线钢螺旋埋弧焊钢管。     

X80高强度高韧性厚壁管线钢及高速埋弧焊接头性能

研究分析了西气东输二线用X80管线钢的组织和性能,通过TEM观察了晶体结构特征,表明X80管线钢晶粒细小、晶界纯净,金相组织均匀,力学性能稳定,是一种高强度、高韧性管线钢.针对这种X80管线钢高速埋弧焊,通过焊丝焊剂的成分设计和焊缝组织设计,以及高纯净度炼钢技术,研制出高性能焊丝焊剂,采用优化的焊接工艺,使焊接接头不但具有较好的力学性能,而且焊接工艺性能良好,实现了高强度厚壁管线钢的高速焊接,焊速可达1.70 m/min左右.     

X80管线钢焊接接头的成分与组织研究

X80是国内外目前广泛应用的油气输送管线钢。采用直读光谱仪OES测定了X80直缝埋弧焊管及其焊缝的化学成分,同时采用光学显微镜观察和对比分析了X80管线钢及其焊接接头的显微组织,以期为高性能管线钢的焊接工艺制订、焊接接头力学性能评价以及进一步推广应用提供理论依据和科学参考。     

天然气管道在役焊接温度场数值模拟

采用有限元方法对天然气管道在役焊接过程中的温度场进行了数值模拟.分析了天然气管道在役焊接时不同的管道壁厚、天然气压力、流速对热影响区温度场影响规律.结果表明,天然气管道在役焊接时第一道焊缝具有最快的冷却速度,产生冷裂纹的风险最高.当管壁厚度小于10 mm时,随着天然气流速增加,t_(8/5)大幅减小;当壁厚大于12 mm时,流速增加对t_(8/5)的影响较小,且t_(8/5)降低速度变缓.而管壁热影响区t_(8/1)随着壁厚的增加先增大后减小,当壁厚8 mm时的t_(8/1)值最大;当流速大于5 m/s时,不同壁厚的t_(8/1)值相差较小;随着压力的增加,t_(8/5)和t_(8/1)均减小.     

金属粉芯药芯焊丝管道全自动焊接工艺研究

该工程与目前国内已建管道相比,所使用的钢材等级最高(API-5L)X80管线钢,管径最大(1219 mm),设计压力最高(12 MPa).如何保证焊接质量,是本工程的关键.在此就西气东输二线X80管线钢运用金属粉芯药芯焊丝焊接做了大量工艺试验,试验结果表明,优选高效焊接工艺、严格控制焊接过程,对于X80管线钢的焊接是可行的,同时也为类似高强度管线钢的焊接提供了可借签方法.     

X80管线钢焊接温度场的数值模拟

利用SYSWELD有限元分析软件,采用双椭球热源模型,对X80管线钢对接接头的焊接温度场进行了模拟仿真,模拟结果与试验值非常接近。利用一次正交回归试验,研究焊接热输入和预热温度对焊接热循环的影响规律,结果表明,热循环参数t8/5和tH随着热输入和预热温度的增大而增大,热输入对t8/5和tH的影响大于预热温度对t8/5和tH的影响,因此,在实际焊接时应特别重视焊接热输入的选择与控制。     

t8/5对X100管线钢热影响区粗晶区断裂韧性的影响

按照BS 7448标准并结合显微分析方法,采用热模拟技术对t_(8/5)条件下X100级管线钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)的断裂韧性(CTOD)进行了研究。结果表明,CTOD值随着t_(8/5)的增加而增加,显微组织由板条贝氏体向粒状贝氏体转化。当t_(8/5)=40 s时,原奥氏体晶界处出现的粗化链状M-A组元,使得断裂韧性出现下降;当t_(8/5)=50 s时,断裂韧性继续增加,但随着热输入的增大,晶粒有粗化的倾向。     

焊接接头的强度

P91与10CrMo910异种钢焊接接头特性分析；6063铝合金搅拌摩擦焊接头冲击断裂分析；大直径螺旋缝管的强度与使用性能评价[俄]；X80管线钢埋弧焊接头性能分析。     

X80级管线钢焊接接头疲劳性能分析

油气输送管道的疲劳性能对于管道的安全设计及评估尤为重要。本文采用三点弯曲试验方法,分析了X80级管线钢采用GMAW+FCAW-S工艺的环焊缝接头的疲劳性能。室温下,在应力比分别为0.1,0.3,0.5,0.7和0.9,采用正弦波形、频率100 Hz的试验条件下,获得了X80钢焊接接头S-N曲线、ΔK_(th)值和da/dN拟合公式。结果表明:X80管线钢焊接接头疲劳寿命随最大服役应力增大而减小,当最大服役应力小于440 MPa时,其疲劳寿命大于4.2×10~5个循环。随着应力比的增大,疲劳裂纹扩展门槛值呈逐渐减小的趋势,疲劳裂纹扩展速率不断增加。     

深海用X70管线钢焊接粗晶热影响区组织和性能研究

采用Gleeble-3800热模拟机对深海用X70厚壁管线钢进行热模拟试验,研究在不同焊接线能量下粗晶热影响区的组织转变及性能变化。结果表明:不同焊接线能量下焊接粗晶热影响区组织主要是板条状贝氏体和粒状贝氏体。冷却时间t_(8/5)在12~50s内,适量的粒状贝氏体以不同位向分割板条贝氏体,M-A组元呈块状弥散分布,粗晶区的韧性最好。t_(8/5)12s时,组织由粗大的板条束贝氏体和条状M-A岛组成;t_(8/5)50 s时,粒状贝氏体和多边形铁素体增多。这些组织导致冲击韧性降低。     

X80管线钢三丝埋弧焊纵向残余应力数值模拟

基于ANSYS软件建立了X80管线钢(Nb-Mo系)三丝埋弧焊的三维热力耦合数值模型。研究三丝埋弧焊接头温度与焊后纵向残余应力的分布情况,以及焊接工艺参数(焊接速度、焊丝间距)对三丝埋弧焊接头应力场分布的影响。计算结果表明:焊接是一个温度急剧变化的过程,温度的分布不均匀是导致残余应力出现的主要原因。焊后最高纵向残余应力存在于焊缝区,在边界处纵向残余应力趋于0。增大焊接速度或焊丝间距均会引起焊后纵向残余应力的升高。使用盲孔法测量焊缝附近一些点的纵向残余应力,测量结果与模拟结果基本吻合。