预热温度对D36_Z35焊接热影响区组织性能的影响

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1、2011年第5期112TIANJINSCIENCE&TECHNOLOGY科学观察麻力（海洋石油能源发展油田建设公司天津300452）预热温度对D36-Z35焊接热影响区组织性能的影响【摘要】研究了海洋工程结构钢焊接在不同预热温度下的组织性能变化规律。结果表明，预热温度对D36-Z35CGHAZ韧性的影响与施加的焊接规范有关。在低的焊接热输入下，随预热温度的增加，D36-Z35CGHAZ韧性有所增加。随着焊接热输入的增加（如E=20kJ/cm），预热温度对韧性没有过于明显的改善，当预热温度超过150℃后，韧性反而开始降低。【关键词】结构钢预热温

2、度热输入焊接热影响区D36-Z35为例，Pcm（合金元素碳当量）＜0.23，在结构焊接过程0引言属于中、高拘束度，扩散氢含量为H2，小于10mL/100g，按照冷裂纹是焊接过程中可能出现的一种严重缺陷，对于海洋AWSD1.1附录XI中相关公式：裂纹敏感指数为12Pcm+工程常用的结构钢（低碳钢、低合金高强钢）来讲，大约在马氏Log10H。体开始转变温度，Ms点附近或更低温度区间易于产生冷裂纹。表1低碳、微合金钢不同厚度范围的最低预热温度与层间温钢的淬硬倾向、焊接接头中含氢量及其分布，以及焊接接头的应力状态是管线钢焊接时产生冷裂纹的三大主要因素

3、。由于焊接热影响区具有较大淬硬倾向和缺口效应，因而冷裂纹主要发生在结构钢的热影响区。[1]预热是结构钢焊接施工中防止冷裂纹的有效方法。经过多年对焊接工艺评定试验的摸索，结合海洋钢结构焊接自身的特点，材料的冷裂行为已在实验室及全尺寸试验方面被深入研究。以碳当量为函数，将由冲击试验测定的结构钢冷裂纹特性绘制成曲线，如图1。注：当环境温度低于0℃时，最小预热温度为20℃。可以得出裂纹敏感指数3.78，按照裂纹敏感指数组别定义（见表1），属于C（3.6-4.0）组。参照表2，可以获得该材料不同厚度范围的预热温度。1试验材料和方法以国产D36-Z35为

4、试验材料，采用表2（埋弧焊：E=20kJ/cm）和3（手工焊：E=10kJ/cm）所示的焊接工艺参数，对应的曲线如图2。CE=C+si/25+Mn/20+Cu/20+Cr/10+Ni/40+Mo/15+V/10（%）图1以碳当量为函数，预热温度对裂纹抗力的影响由此可以看到，为了避免冷裂纹的产生，必须有一个适宜的预热温度。按照AWSD1.1SECTION3.5的规定，参照AWSD1.1TABLE3.2可以设计出低碳、微合金钢不同焊接工艺以及材料厚度范围的最低预热与层间温度（见表1）。钢结构焊接过程中，影响焊接预热温度有：材料厚度、焊缝拘束度、扩

5、散氢含量、裂纹敏感指数等值。以常用的国产材料收稿日期：2011-09-06图2不同预热温度下的热模拟曲线2011年第5期科学观察TIANJINSCIENCE&TECHNOLOGY113表2不同预热温度的焊接工艺参数（E=20kJ/cm）表3不同预热温度的焊接工艺参数（E=10kJ/cm）图3D36-Z35CGHAZ在不同预热温度下的韧性（E=10kJ/cm）2试验结果与分析2.1冲击韧性试验结果分析图4D36-Z35CGHAZ在不同预热温度下的韧性冲击试验温度为-20℃。不同预热温度下CGHAZ的韧性（E=20kJ/cm）测试结果如表4，韧性

6、与预热温度的关系如图3、4。表4不同预热温度下的韧性试验结果上述试验结果表明，预热温度对D36-Z35CGHAZ韧性的2.2预热温度对组织性能的影响影响与施加的焊接规范有关。在低的焊接热输入下（如E=D36-Z35经不同预热温度焊接（E=20kJ/cm）的组织形态10kJ/cm），随预热温度的增加，D36-Z35CGHAZ韧性有所增如图5。可以看出，在高的预热温度下，过冷奥氏体的高温转变加。然而，随着焊接热输入的增加（如E=20kJ/cm），预热温度对组织已经出现。TEM观察表明，此时已开始出现块状铁素体和韧性没有过于明显的改善，当预热温度超

7、过150℃后，韧性反珠光体（见图5、6），因而使D36—Z35的韧性下降。而开始降低。当预热温度为150℃时，不同焊接规范下CGHAZ的韧性试验结果如表5。可见，150℃的预热温度对较高的焊接热输入是不适宜的。表5不同焊接规范下的韧性（预热温度150℃）图5较高预热温度下的高温转变产物×200003结论在低的焊接热输入下（如E=10kJ/cm），随预热温度的增加，D36-Z35CGHAZ韧性有所增加。随着焊接热输入的增加2011年第5期114TIANJINSCIENCE&TECHNOLOGY科学观察李树生赵淑芳周秀云李洪（中盐制盐工程技术研究

8、院天津300450）中国北方长芦海盐区盐田环境现状分析【摘要】简要介绍了全国海盐区的盐田状况，着重分析了北方海盐区－长芦海盐区盐田的现状，并详细分析了渤海西部地区港