低合金高強鋼焊接熱影響區的研究

  將(jiang)低(di)合金高強鋼ASTMA572GR.65鋼(以(yi)下簡稱(cheng)GR.65鋼)用(yong)于(yu)特高壓(ya)鐵塔(ta)(ta)的(de)(de)制造(zao)不(bu)僅可以(yi)增加鐵塔(ta)(ta)的(de)(de)整體強度,減(jian)少鋼材(cai)的(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)量,而(er)且也(ye)降低(di)工(gong)程的(de)(de)總造(zao)價(jia),目前已經越來越多地在使(shi)(shi)用(yong)中。然(ran)而(er),該鋼材(cai)淬硬(ying)(ying)傾向較(jiao)(jiao)大(da),硬(ying)(ying)度較(jiao)(jiao)高,焊后產(chan)生的(de)(de)裂紋(尤其是冷裂紋)傾向較(jiao)(jiao)大(da),從而(er)影響(xiang)了鐵塔(ta)(ta)的(de)(de)質量。

  對于(yu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熱(re)(re)影(ying)響(xiang)(xiang)區的(de)(de)(de)研(yan)究,諸多文(wen)獻(xian)(xian)根據(ju)實(shi)際(ji)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)工(gong)藝參(can)數(shu),通(tong)過焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熱(re)(re)模擬機來(lai)(lai)生(sheng)成焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熱(re)(re)影(ying)響(xiang)(xiang)區試樣(yang),這種(zhong)方法雖然可以(yi)將焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熱(re)(re)影(ying)響(xiang)(xiang)區進(jin)行(xing)放大,以(yi)方便研(yan)究,然而也有文(wen)獻(xian)(xian)指出焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熱(re)(re)模擬機得到的(de)(de)(de)樣(yang)本參(can)數(shu)和實(shi)際(ji)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)中(zhong)得到的(de)(de)(de)樣(yang)本參(can)數(shu)存在(zai)著誤差。基于(yu)上述考慮,通(tong)過采(cai)用焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)實(shi)驗(yan)(yan)來(lai)(lai)對GR.65鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熱(re)(re)影(ying)響(xiang)(xiang)區進(jin)行(xing)研(yan)究,通(tong)過在(zai)不(bu)同的(de)(de)(de)預熱(re)(re)溫度(TP)條(tiao)件下,研(yan)究焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熱(re)(re)輸入(E)對其焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熱(re)(re)影(ying)響(xiang)(xiang)區組織及力(li)學性能的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang),為GR.65鋼(gang)在(zai)特高壓焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)塔架焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)中(zhong)裂紋的(de)(de)(de)控制提供理論與實(shi)驗(yan)(yan)參(can)考。

  實驗(yan)材(cai)料為(wei)(wei)熱軋狀(zhuang)態GR.65鋼,尺寸為(wei)(wei)300mm×200mm×10mm,其化學成分(fen)(質(zhi)量分(fen)數,%)為(wei)(wei):0.203C,0.043Si,1.26Mn,0.006P,0.001S,0.046Nb,0.019Ni,0.012Cr,0.29Al,0.018Cu。采用(yong)(yong)45°L形(xing)坡口,坡口鈍(dun)邊2mm。焊(han)接(jie)材(cai)料為(wei)(wei)Φ1.2mm的ER55-G型焊(han)絲。焊(han)接(jie)方式為(wei)(wei)CO2氣(qi)體(ti)保護焊(han),焊(han)接(jie)設備(bei)型號(hao)為(wei)(wei)YM-500KR,采用(yong)(yong)單道對(dui)接(jie)焊(han)。焊(han)后室(shi)溫下空冷(leng),之后進行沖擊和硬度測試。

  GR.65鋼在焊(han)(han)接線(xian)(xian)能(neng)量為10kJ/cm時,焊(han)(han)接熱(re)影響區(qu)(qu)的寬度為4mm左右,而(er)40kJ/cm時會(hui)達到9mm左右。在不(bu)同的焊(han)(han)接線(xian)(xian)能(neng)量輸入下(xia),粗(cu)晶區(qu)(qu)的晶粒尺寸(cun)相(xiang)差(cha)很大,線(xian)(xian)能(neng)量為40kJ/cm時粗(cu)晶區(qu)(qu)的平均晶粒尺寸(cun)幾乎是(shi)10kJ/cm時的2倍。這說明GR.65鋼在大線(xian)(xian)能(neng)量下(xia)對奧氏(shi)體(ti)(ti)晶粒的抑制(zhi)作(zuo)(zuo)(zuo)用是(shi)有限(xian)的,而(er)在小線(xian)(xian)能(neng)量下(xia),由于Nb(C,N)的釘(ding)扎作(zuo)(zuo)(zuo)用,會(hui)對奧氏(shi)體(ti)(ti)晶粒長(chang)大產生阻礙作(zuo)(zuo)(zuo)用。在小焊(han)(han)接線(xian)(xian)能(neng)量(10kJ/cm)下(xia),焊(han)(han)前(qian)預熱(re)與(yu)不(bu)預熱(re)相(xiang)比(bi)可(ke)以(yi)細化板(ban)條馬氏(shi)體(ti)(ti)、M-A塊等淬硬組織(zhi),對粗(cu)晶區(qu)(qu)韌性起(qi)有利作(zuo)(zuo)(zuo)用;而(er)大線(xian)(xian)能(neng)量(40kJ/cm)下(xia),焊(han)(han)前(qian)預熱(re)不(bu)僅會(hui)使(shi)粗(cu)晶區(qu)(qu)組織(zhi)更加粗(cu)大,而(er)且更容易(yi)產生上貝氏(shi)體(ti)(ti)等力學性能(neng)比(bi)較差(cha)的組織(zhi),嚴重降低粗(cu)晶區(qu)(qu)韌性,在焊(han)(han)接中需(xu)要引起(qi)注意。

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