X80鋼混合氣體保護焊焊接性及焊接工藝研究.pdf

1、基于上海外高橋造船有限公司建造的JU-2000E鉆井平臺項目，本文研究了國產(chǎn)Ф323.85mm×28.58mm規(guī)格的海工樁腿用X80鋼的焊接工藝與焊后接頭組織性能。
　　采用冷裂敏感指數(shù)法評估了X80鋼的冷裂傾向，計算結果表明：X80鋼的Pcm值為0.2128％，具有一定的冷裂傾向，結合板厚與焊材擴散氫含量計算得出理論預熱溫度為24℃；采用斜Y型坡口焊接裂紋試驗評定X80鋼焊縫及熱影響區(qū)的冷裂紋敏感性，試驗結果表明：X80鋼采用D

2、UAL SHIELD II101H4M焊絲的混合氣體保護焊在室溫（25℃）、預熱50℃、100℃和150℃四種情況均不產(chǎn)生裂紋，抗裂性良好。
　　設計使用LB-52U焊條電弧焊根焊、DUAL SHIELD II101H4M焊絲混合氣體保護焊填充蓋面的工藝，調整不同預熱溫度與焊后熱處理方式進行工藝對比試驗，并依據(jù)API5L標準要求進行接頭力學性能檢測試驗，試驗結果表明：相同焊后熱處理條件下，隨預熱溫度的升高，焊縫抗拉強度在小范圍內無

3、規(guī)律性變化，預熱50℃與預熱100℃焊縫沖擊韌性相差不大，但預熱150℃時沖擊韌性明顯降低，預熱溫度的變化對接頭硬度分布無明顯影響；相同預熱溫度條件下，采用焊后210~230℃保溫2小時工藝的接頭綜合沖擊性能明顯優(yōu)于自然冷卻和緩冷工藝，而且焊后保溫工藝使接頭硬度分布更加均勻，即接頭性能分布更加均勻。結合近海潮濕嚴寒的工作環(huán)境，推薦選擇焊前預熱100℃，焊后210~230℃保溫2小時為生產(chǎn)最佳工藝，并制作出工程使用的焊接工藝規(guī)程。

4、　　比較焊接接頭各部分沖擊性能分布，根部焊縫中心和正面熔合線處的韌性明顯降低，采用掃描電子顯微鏡觀察接頭斷口形貌，根部焊縫中心處為準解理斷口形貌，正面熔合線處為兼有脆斷和韌性斷口特征的混合斷口形貌，此兩處出現(xiàn)了局部脆化現(xiàn)象。采用光學顯微鏡觀察分析，結果顯示：根部晶粒嚴重粗化，先共析鐵素體沿晶界呈網(wǎng)狀分布，網(wǎng)狀結構會加速裂紋擴展，其次晶內板條狀的側板條鐵素體與上貝氏體也增加了焊接接頭的脆性，焊縫根部脆化是由于根部熱輸入較高所致；熱影響區(qū)晶