噴丸處理對X70管線鋼埋弧自動焊接接頭拉伸性能的影響

采用h08mnmoa焊絲埋弧焊焊接x80管線鋼.利用掃描電鏡分析焊接接頭微觀組織;采用動電位極化和電化學阻抗法研究了x80管線鋼其焊接接頭在0.5mol/lnahco3+0.02mol/lnacl溶液中的腐蝕行為.結(jié)果表明,在0.5mol/lnahco3+0.02mol/lnacl溶液中,由于顯微組織上的差異,x80鋼母材的耐點蝕性能最好;焊縫在短時間內(nèi)的耐點蝕性能基本與母材處于同一水平,但長時間浸泡后的耐點蝕性能卻比母材要差;熱影響區(qū)的耐點蝕性能最差,且相對于母材和焊縫的差值較大.

通過拉伸試驗機、光學顯微鏡、掃描電鏡等研究了熱壓對az31b鎂合金鎢極氬弧焊焊接接頭拉伸性能和斷口形貌的影響。結(jié)果表明:熱壓后焊接接頭的抗拉強度和伸長率分別可達200mpa和10%,比焊態(tài)的分別提高了18%和67%;焊態(tài)接頭拉伸斷口以解理斷裂為主,呈現(xiàn)出較多的腳印狀小平臺,同時伴隨有少量韌窩;而熱壓后焊接接頭的斷口具有平臺撕裂畸變現(xiàn)象,可以觀察到熱壓塑性變形流變線,晶界表現(xiàn)出一定的滑動協(xié)調(diào)現(xiàn)象。

采用埋弧焊的方法,研究了熱輸入對x70鋼接頭組織的影響。采用olympus分析軟件分析了焊接接頭的宏觀結(jié)構(gòu)尺寸。采用olympus-pmg3金相顯微鏡對埋弧焊接頭顯微組織進行了觀察。結(jié)果表明,由于x70級管線鋼為采用控扎控冷工藝獲得的細晶粒鋼,焊接熱影響區(qū)晶粒長大傾向嚴重。隨著熱輸入的增加,熱影響區(qū)寬度明顯增加、母材和焊絲熔化量增加、焊縫深寬比減小;在單道焊的情況下,隨著熱輸入的增加,側(cè)板條鐵素體含量增加,針狀鐵素體含量減小,不利于焊接接頭性能的提高。

利用激光沖擊強化對12cr2ni4a不銹鋼焊接接頭進行處理,比較了激光沖擊一次和二次前后焊接接頭拉伸性能、顯微硬度和表面殘余應(yīng)力.結(jié)果表明,12cr2ni4a焊接試件經(jīng)過二次激光沖擊強化后,顯微硬度提高了50%,抗拉強度由818.5mpa提升至863.8mpa,并且斷裂區(qū)域由焊接熱影響區(qū)轉(zhuǎn)移至基體處,焊接試件的拉伸性能顯著提高.激光沖擊強化消除的焊接殘余拉應(yīng)力是焊接接頭拉伸性能提高的主要原因.

對x80級鋼螺旋縫埋弧焊接鋼管材料進行軸向拉伸預應(yīng)變量與拉伸性能關(guān)系的試驗研究。結(jié)果表明:隨著預應(yīng)變量的增加(≥1.5%),管體橫向的屈服強度上升,而抗拉強度則無明顯變化。

為了研究焊接接頭力學不均一性對單向拉伸性能的影響,采用數(shù)字散斑相關(guān)方法(dscm)研究了純鋁激光-電弧復合焊焊接接頭在拉伸過程中的局部變形行為,獲得了母材、熱影響區(qū)和焊縫區(qū)的應(yīng)變分布情況,發(fā)現(xiàn)應(yīng)力為43.6mpa時熔合線附近的熱影響區(qū)首先進入屈服階段,并且隨著荷載的增加,總應(yīng)變迅速增大,熱影響區(qū)真實應(yīng)變遠大于名義應(yīng)變,并導致最終斷裂。硬度測試結(jié)果顯示熱影響區(qū)出現(xiàn)明顯的退火軟化現(xiàn)象,硬度最低,使其成為焊接接頭拉伸過程中最薄弱區(qū)域。基于能量法和硬度測試結(jié)果提出了純鋁焊接接頭各區(qū)域屈服強度的預測模型,預測值與實驗結(jié)果吻合良好。

采用表面機械研磨處理(smat)技術(shù)對x80管線鋼焊接接頭進行了30,60及90min表面納米化處理,分別采用光學顯微鏡、x射線衍射儀、表面粗糙度儀及顯微硬度計等研究了smat不同時間后x80管線鋼焊接接頭的顯微組織、晶粒尺寸、表面粗糙度及顯微硬度的變化。結(jié)果表明:smat不同時間后均可在x80管線鋼焊接接頭表面獲得一定厚度的塑性變形層,且隨著smat時間的延長,塑性變形層厚度逐漸增加,實現(xiàn)了焊接接頭的表面納米化(組織均勻化);smat可以顯著提高焊接接頭表面的顯微硬度,使顯微硬度沿深度呈梯度分布;smat還可改善焊接接頭表面粗糙度,隨smat時間的延長表面粗糙度逐漸減小。

為了改善x70管線鋼焊接接頭慢拉伸電化學腐蝕性能,用激光沖擊波對x70管線鋼焊接接頭表面進行強化處理.采用慢應(yīng)變速率拉伸法分析了x70管線鋼焊接接頭,在不同h2s濃度的nace溶液(0.5%hac+5%nacl)中電化學腐蝕行為,測試了激光沖擊處理前后x70管線鋼焊接接頭腐蝕電位,討論了激光沖擊處理對x70管線鋼焊接接頭腐蝕電位和斷口形貌的影響.實驗結(jié)果表明,激光沖擊處理改善了x70管線鋼焊接接頭腐蝕性能,其scc敏感性指數(shù)iscc降低了6%.經(jīng)激光沖擊處理后試樣自然腐蝕電位正移,極化電阻逐漸增大,其耐蝕性比原始狀態(tài)有所提高.

通過拉伸試驗分析了x80管線鋼母材及其焊接接頭拉伸性能,采用掃描電鏡及其能譜分析儀觀察了上述材料的斷口形貌與化學成分,并對其斷裂行為進行了研究.結(jié)果表明:母材延伸率和斷面收縮率大于焊接接頭,母材為韌性斷口,而焊接接頭為出現(xiàn)分層現(xiàn)象的韌斷+脆斷斷口;母材纖維區(qū)面積及韌窩尺寸均大于焊接接頭,母材放射區(qū)形貌為韌窩結(jié)構(gòu),而焊接接頭為解理形貌,母材與焊接接頭的剪切唇區(qū)均為解理形貌;焊接接頭中夾雜物以硫化物和氧化物為主,是焊接接頭力學性能降低的重要因素.

工藝試驗證明,選用h08mna焊絲焊接a3鋼,可提高焊接接頭冷彎性能。從而改變通常使用h08a焊絲焊接冷彎試驗難以滿足要求的現(xiàn)象.

采用表面機械研磨處理(smat)技術(shù)對x80管線鋼焊接接頭進行了表面自身納米化處理。分析了smat前后x80管線鋼焊接接頭的疲勞及電化學腐蝕特性。結(jié)果表明,對x80管線鋼焊接接頭進行90min的smat后,可以在x80管線鋼焊接接頭表層一定深度范圍以內(nèi)獲得納米晶組織,納米晶尺寸分布為5～15nm;在近似服役條件下的全應(yīng)力范圍內(nèi),smat可以顯著延長x80管線鋼焊接接頭的疲勞壽命,其疲勞極限可提高13%;smat可提高x80管線鋼焊接接頭的電化學腐蝕性能,使其電化學腐蝕傾向和自腐蝕電流密度均有所降低。

采用表面機械研磨(smat)技術(shù)對x80管線鋼的焊接接頭進行了表面自身納米化處理,利用金相顯微鏡(om)、透射電子顯微鏡(tem)和x射線衍射技術(shù)(xrd)研究了表面自身納米化處理后試樣表面微觀結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明:經(jīng)smat處理后,可以在x80管線鋼的焊接接頭表面形成一定厚度的等軸、取向隨機的納米晶粒;隨距處理表面深度的增加,晶粒尺寸逐漸增大;smat處理時間的進一步延長對表層晶粒尺寸影響不大;smat處理可以實現(xiàn)x80管線鋼的焊接接頭組織的連續(xù)化和均勻化。

x70是一種微合金高強度管線鋼,起源于上個世紀的70年代的國外。本文通過對巴西管線建設(shè)中x70管線鋼的自動焊工藝的系統(tǒng)分析,進行了優(yōu)勢對比和特性探究,以便改進我國的管線自動焊焊接施工工藝,提高我國管線建設(shè)技術(shù)。

x70是國外20世紀70年代初發(fā)展起來的一種微合金高強度管線鋼,采用控軋控冷工藝,得到以針狀鐵素體為主的組織,強度、韌性和焊接性等性能非常好,已在工程中大量使用,技術(shù)已很成熟。文章主要探討了巴西管線建設(shè)中x70管線鋼的自動焊工藝,以此為鑒,從而改進我國的管線自動焊焊接施工工藝,促進我國管線建設(shè)的發(fā)展。

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焊接接頭拉伸試驗 原理 拉伸試驗按gb/t228進行 除非另有規(guī)定，試驗應(yīng)在環(huán)境溫度為23℃±5℃條件下進行。 樣品制備 取樣位置 試樣應(yīng)從焊接接頭垂直于焊縫軸線方向截取，試樣加工完成后，焊縫的軸線 應(yīng)位于試樣平行長度部分的中間，對小直徑管試樣可采用整管。相關(guān)標準或協(xié)議 未做特殊規(guī)定時，“小直徑管”是指外徑小于或等于18mm的管子。 標記 每個試件應(yīng)做標記以便識別其他產(chǎn)品或接頭中取出的位置。 如果相關(guān)標準有要求，應(yīng)標記機加工方向。 每個試樣應(yīng)做標記以便識別其在試件中的準確位置。 熱處理及/或時效 焊接接頭或試樣一般不進行熱處理，但相關(guān)標準標準規(guī)定或允許被試驗的焊 接接頭進行熱處理除外，這時應(yīng)在試驗報告中詳細記錄熱處理的參數(shù)。對于會產(chǎn) 生自然時效的鋁合金，應(yīng)記錄焊接至開始試驗的間隔時間。 取樣 一般要求 取樣所采用的機械加工方法或加工方法不得對試樣性能產(chǎn)生影響。 鋼

對x100管線鋼管直縫雙面埋弧焊接頭進行了微觀組織、顯微硬度、拉伸及沖擊試驗。試驗結(jié)果表明:x100管線鋼雙面埋弧焊焊縫金屬的顯微硬度高于母材,熱影響區(qū)的顯微硬度低于母材,焊接接頭存在haz軟化問題;橫向焊接接頭的抗拉強度滿足iso3183—2007的要求,抗拉強度值高于母材縱向,但低于母材橫向;埋弧焊焊縫金屬的韌性良好,韌脆轉(zhuǎn)變溫度為-53℃;焊接熱影響區(qū)的韌性較差,韌脆轉(zhuǎn)變溫度約為7℃。

我廠長期采用埋弧自動焊工藝焊接20g中厚板,制造鍋爐、壓力容器的筒體等受壓元件。代表筒體焊接質(zhì)量的焊接試板均能通過《蒸汽鍋爐安全監(jiān)察規(guī)程》及《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》所規(guī)定的各項性能。產(chǎn)品焊接接頭質(zhì)量一直很穩(wěn)定。但是,今年以來,在焊接工藝

通過對比分析試驗找出20g埋弧焊焊接接頭冷彎開裂的原因,提出了防止冷彎開裂和提高冷彎合格率的措施。

以板厚為16mm的q345qd為母材,采用埋弧自動焊工藝,通過改變焊接電流和焊接速度來改變焊接線能量,對3組試板進行拉伸和沖擊試驗,并觀察了焊縫金屬顯微金相組織,分析了焊接線能量對焊縫金屬強度和韌性的影響。結(jié)合實驗數(shù)據(jù),得出如下結(jié)論:線能量過高將嚴重損害接頭韌性,適當降低線能量可以得到強度和韌性均優(yōu)良的焊接接頭。

采用微拉伸試驗研究了crmov鋼焊接接頭焊縫金屬的局部力學性能,并對焊縫金屬進行了微觀組織觀察和顯微硬度測試。結(jié)果表明,焊縫金屬呈現(xiàn)不均勻的微觀組織分布;焊縫金屬環(huán)向試樣的拉伸強度要大于徑向和軸向試樣的拉伸強度,而焊縫中心所取試樣的拉伸強度要小于焊道上所取試樣的拉伸強度。結(jié)合金相分析得到,焊接接頭焊縫金屬最薄弱的部位在焊縫中心等軸晶區(qū)。

統(tǒng)計了幾年來所做鋼材的拉伸試驗,從試樣斷裂部位、焊接接頭構(gòu)成、焊接方法和焊接工藝幾個方面進行分析,找出了焊接機理和顯微組織對鋼材焊接接頭拉伸試驗結(jié)果的影響。其有利于采取針對性措施,改善焊接接頭組織和性能,從而提高產(chǎn)品的焊接質(zhì)量。