X80管线钢激光-电弧复合焊接工艺

激光-电弧复合焊接结合了激光焊和电弧焊两种焊接工艺,影响焊接过程稳定性和焊接接头质量的因素较多。针对X80管线钢,系统开展了光纤激光-MIG电弧复合焊工艺研究。在对比光纤激光焊、MIG焊和激光-MIG复合焊的基础上,分别考察焊接电流、激光功率、焊接速度、光丝间距、离焦量等参数对焊缝成形的影响,并优化了激光-MIG复合焊的焊接工艺参数。     

环境压力对焊缝组织和性能的影响

为了研究不同环境压力(与水深相当)对Q345钢焊接接头组织和性能的影响规律,采用GMAW焊接方法对Q345钢进行坡口堆焊试验,并对所得焊缝进行组织分析和力学性能检验。试验表明,不同压力环境下,焊缝的宏观形貌变化明显,参数不变的情况下0.4 MPa和0.5 MPa下所得焊缝出现气孔和未熔合现象;随着环境压力增加,焊缝熔池中金属的冷却速度变快,焊缝组织中上贝氏体含量增加,先先共析铁素体的形态由块状转变为针状铁素体;环境压力越高,焊缝过热去冷却速度变快,在过冷奥氏体晶界上铁素体魏氏组织含量逐渐增加。随着环境压力变大,焊缝的维氏硬度略有提高;不同环境压力中,采用相同工艺参数所得的焊接接头,其抗拉强度大于母材抗拉强度,拉伸试件均断于母材。     

X80管线钢激光电弧复合焊接数值分析

根据激光电弧复合热源焊接的物理特征,建立双椭球体热源焊接模型。使用ANSYS有限元分析软件对X80管线钢激光电弧复合焊接的温度场和应力场进行耦合分析,在此基础上对10 mm厚X80管线钢进行对接焊试验,并对比分析数值计算结果和实际焊接试验结果。结果表明,数值仿真得到的焊缝截面形状、焊缝尺寸以及试件残余应力与焊接试验所得结果吻合,验证了选用热源模型的适用性,为焊缝组织和性能的预测奠定了基础。