X80输气管线钢多种焊接工艺下的接头组织和力学性能研究

发布时间：2017-05-26 07:06

  本文关键词：X80输气管线钢多种焊接工艺下的接头组织和力学性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在西气东输二线工程的已经开工建设输气管线和中缅及中俄正在筹建的输气管线中,其管线钢都倾向采用高强度钢级材料,即X80管线钢,而X80钢在焊接的工艺、焊接材料及焊接检测等方面的研究直接制约输气管线的铺设质量,尤其是在输气管线的现场进行焊接是管道施工的非常重要的一环。本论文以X80管线钢为研究对象,分析了X80钢的化学成分、力学性能和焊接性,进行了X80钢多种焊接工艺的试验,并分析了接头的显微组织及性能试验。当采用焊条电弧焊(工艺一)时,X80钢焊缝组织主要为晶内形核铁素体,细小夹杂物分布上铁素体基体上。当采用实芯焊丝气保焊配合全自动焊(工艺二)时,X80钢焊缝中出现带状铁素体和带状的贝氏体交替分布组织。当采用金属粉芯焊丝气保焊配合全自动焊(工艺三)时,根焊组织中晶内形核铁素体比填充焊组织的晶内形核铁素体粗大,且有较多的析出物,因此,析出强化是根焊的硬度大于填充焊。当采用金属粉芯焊丝配合药芯焊丝气保焊(工艺四)时,焊缝中出现了准多边形铁素体和分布在铁素体晶内和晶界上的M-A岛。在进行焊接接头的拉伸强度时,焊接工艺二和工艺四所得焊接接头拉伸强度明显高于工艺一和工艺三,可达到722-745 MPa。焊接接头的锤断试验时,四种焊接工艺的接头刻槽深度都为3 mm左右。在进行侧弯试验时,焊接工艺四焊接接头中没有出现裂纹。焊接接头的冲击韧性实验时,焊接工艺一焊条电弧焊热影响区的冲击功最高,而焊接工艺四的全自保护药芯焊丝半自动焊焊缝区冲击功最高。焊接接头的硬度实验时,焊接工艺二无论是盖面层还是根焊层的硬度都是最大的,其中盖面层硬度最高能达到283.02 HV,工艺一得到的盖面层硬度要高与根焊层,工艺三得到的盖面层硬度要小于根焊层。采用金属粉芯焊丝气保焊封底+药芯焊丝自保护填充、盖面焊接工艺进行X80管线钢的焊接其综合力学性能最好,其组织以准多边形铁素体和分布在铁素体晶内和晶界上的M-A为主。本论文提出了系统的、全面的X80钢管焊接的工艺方案,为编制完善X80钢焊接工艺提供了支持。
【关键词】：X80钢 焊接工艺 显微组织 力学性能
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE973.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题背景及意义10-11
• 1.2 研究现状及分析11-12
• 1.3 X80钢焊接性及焊接工艺12-16
• 1.3.1 X80钢组织及性能12-13
• 1.3.2 X80钢的焊接性13-14
• 1.3.3 X80钢的焊接工艺14-16
• 1.4 X80钢焊接组织特点及其研究现状16-18
• 1.4.1 X80钢焊接热影响区的组织特点16-17
• 1.4.2 X80钢焊接粗晶区的组织特点17-18
• 1.5 主要研究内容18-20
• 第2章 试验材料及其方法20-27
• 2.1 试验材料20-21
• 2.2 试验设备21-22
• 2.3 焊缝组织分析22
• 2.4 力学性能试验22-27
• 2.4.1 拉伸试验23
• 2.4.2 刻槽锤断试验23-25
• 2.4.3 侧弯试验25
• 2.4.4 冲击试验25-26
• 2.4.5 硬度检验26-27
• 第3章 X80钢焊接工艺设计方案27-37
• 3.1 焊接工艺设计27-29
• 3.1.1 问题分析27-28
• 3.1.2 总体方案分析28-29
• 3.2 焊前工艺29-32
• 3.2.1 焊接材料的选择29
• 3.2.2 坡口形式29-31
• 3.2.3 管中组对31-32
• 3.2.4 管口预热32
• 3.3 焊接工艺32-35
• 3.3.1 X80钢的封底焊接技术32-33
• 3.3.2 X80钢填充、盖面焊接技术33-34
• 3.3.3 试验方案34-35
• 3.4 本章小结35-37
• 第4章 X80钢焊接接头显微组织分析37-53
• 4.1 宏观组织分析37-39
• 4.2 焊缝区显微组织39-42
• 4.3 熔合区显微组织42-46
• 4.4 热影响区显微组织46-49
• 4.5 母材区显微组织49-51
• 4.6 四种工艺条件下X80钢显微组织对比分析51
• 4.7 本章小结51-53
• 第5章 X80钢焊接接头力学性能分析53-65
• 5.1 焊接接头的拉伸强度53-55
• 5.2 焊接接头的锤断试验55
• 5.3 焊接接头的侧弯强度55-56
• 5.4 焊接接头的冲击韧性56-60
• 5.5 焊接接头的硬度60-62
• 5.6 焊接接头力学性能与显微组织的关系62-64
• 5.7 本章小结64-65
• 结论65-67
• 参考文献67-72
• 致谢72-73
• 个人简历73

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1 记者 张Z

本文编号：396034