强制冷却对连续油管对接接头热影响区软化的影响

发布时间：2021-06-11 15:47

　　连续油管对接焊过程中易出现热影响区软化。为减小软化对接头性能的影响,开发了强制冷却装置以降低软化程度和软化区宽度。研究结果表明,软化发生在不完全相变区,该区部分针状铁素体转变为多边形铁素体,同时原始的带状组织中M-A组元等转变为板条贝氏体。当热输入为5、7、10 kJ/cm时,若不采取强制冷却措施都会出现热影响区软化。5、7 kJ/cm热输入条件下,强制冷却水流量分别为4、7 L/min可以消除软化现象,而10 kJ/cm热输入条件下,采取强制冷却并不能完全消除软化现象,但可以降低软化宽度及软化程度;在相同热输入条件下,随着强制冷却水流量增大,热影响区宽度减小,热循环峰值温度下降。 

【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(07)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

焊接过程中连续油管的装夹及冷却

焊接坡口角度为120°，钝边为1.2mm。热输入分别为5、7、10k J/cm，填充焊分3层进行，层间温度为20℃，强制冷却水流量分别为2.5、4、7L/min，同时制备了无强制冷却状态的试样进行对比。焊接过程中采用NiCr-NiSi型热电偶记录焊接热影响区的热循环过程，热电偶测点位置如图2所示。试样编号与工艺如表1所示。2 试验结果及讨论

一般热机械轧制低合金高强钢焊接热影响区软化易出现在不完全相变区和回火区[7-8],CT90连续油管TIG（热输入为10kJ/cm）焊接头的显微硬度分布规律如图3所示，通过组织分析发现软化区出现在不完全相变区，该区的组织变化如图4所示。CT90连续油管母材原始组织如图4(a）、（c）所示，其组织主要由针状铁素体、少量多边形铁素体组成，同时含有轧制产生的带状M-A、贝氏体混合组织。不完全相变区组织如图4(b）、4(d）所示，其温度位于Ac1～Ac3之间，在升温的过程中部分铁素体发生奥氏体化，同时出现晶粒合并长大，之后奥氏体组织发生相变重结晶，转变为多边形铁素体。同时，有更多的析出物在铁素体边界析出，铁素体的边界因此变得更加清晰；晶内原始弥散状分布的析出物逐渐聚集形成较宽的板状分布；原来带状分布的M-A（嵌含着富碳奥氏体的未回火马氏体混合物）、贝氏体混合组织也发生了相变，形成了板条较粗的板条贝氏体。利用Imageproplus软件分别对母材、不完全相变区的多边形铁素体含量进行统计，含量分别为24.09%、32.03%，不完全相变区中的多边形铁素体含量最高，所以该区硬度最低。图4 母材及焊接接头软化区域显微组织形貌

【参考文献】：
期刊论文
[1]高强X90管线钢焊接热影响区脆化及软化行为[J]. 谷雨,周小宇,徐凯,周子昂,王强,周永升,李晋.  金属热处理. 2018(06)
[2]焊接峰值温度对X80管线钢焊接接头热影响区性能影响的热模拟[J]. 由宗彬,李烨铮,刘宇.  机械工程材料. 2016(09)
[3]X80钢焊接热影响区脆化软化现象热模拟试验研究[J]. 赵波,李国鹏,王旭,付彦宏,刘涛,张红,李涛.  焊管. 2016(03)
[4]冷却速度对连续油管焊接接头热影响区组织及性能的影响[J]. 许庆,张英,许蓉娜.  热处理技术与装备. 2016(01)
[5]一种连续油管TIG焊热循环测量新方法[J]. 武岳,石凯,刘彦明.  热加工工艺. 2014(05)
[6]高Ti,Nb析出强化高强钢接头强度及焊接热影响区软化行为分析[J]. 董现春,张楠,陈延清,张熹.  焊接学报. 2012(11)
[7]连续油管及其应用技术进展[J]. 毕宗岳.  焊管. 2012(09)
[8]JFE980S高强钢焊接接头软化分析[J]. 雷振,王旭友,滕彬,郑红阳.  焊接学报. 2010(11)

硕士论文
[1]CT90级连续管对接焊焊接接头组织性能研究[D]. 侯春锋.西安石油大学 2016



本文编号：3224822