油氣管線高強鋼激光電弧復合焊接技術研究.pdf

1、隨著人們對石油和天然氣的使用需求越來越大，對這些能源的運輸要求也越來越高，使得國內外油氣管道向高鋼級、長距離、大口徑發(fā)展。在長距離管線工程的建造中，焊縫質量和焊接速度是項目的關鍵因素。激光-電弧復合焊接是一種優(yōu)質、高效的新型焊接方法，以其大熔深、較強的間隙適應性、快速焊接等優(yōu)點，在管線鋼焊接上有明顯的優(yōu)勢。
　　本文采用光纖激光-MIG電弧旁軸復合焊接方式，研究和探討了復合焊主要工藝參數(shù):激光功率、光絲間距、激光離焦量等對焊接工藝

2、的影響及基本規(guī)律。通過試驗得到良好的復合焊參數(shù):當激光功率為3kW，焊接速度在0.5m/min，焊接電流為140A時較為理想，焊縫成型較好，激光熱源和電弧熱源的耦合效果最佳，電信號波形穩(wěn)定。
　　為了提高焊接效率的同時，降低裂紋產生的可能，針對3.5、4、4.5、5、5.5mm五種不同鈍邊平板，選取合適的激光復合焊接工藝參數(shù)，得到不同熱輸入下的合格焊縫并進行研究。通過分析焊接接頭熱影響區(qū)的金相組織，得到隨著熱輸入變化，板條貝氏體和

3、粒狀貝氏體晶粒尺寸和數(shù)量的變化規(guī)律。通過對拉伸、彎曲、沖擊、硬度等試驗結果進行分析，5組試件焊接接頭均滿足《西氣東輸二線管道線路焊接規(guī)范》中的標準。，得到熱輸入為16.1 kJ/cm左右時的焊接接頭具有較好的韌性和綜合性能。
　　針對厚度為10mm的X80管線鋼平板對接焊形式，模擬激光-電弧復合焊的溫度和應力場分布，建立了雙橢球體熱源模型，比較了模擬仿真和實際試驗兩者的焊縫橫截面形狀和熔深熔寬，驗證了采用的焊接熱源模型的合理性。通