X80管线钢焊接接头残余应力的研究.pdf

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1、HotWorkingTechnology2013，Vo1．42，No．21X80管线钢焊接接头残余应力的研究于福松，薛屺，秦曾。蓝红f西南石油大学材料科学与工程学院，四川成都610500)摘要：在X80管线钢调质处理的基础上，进行手工电弧焊，并测定焊接接头的残余应力和显微硬度分布；通过金相观察、扫描电镜分析、能谱分析、XRD衍射，做了进一步研究。结果表明，焊接接头在垂直于焊缝方向上的纵向应力分布总体呈下降趋势，其显微硬度呈不断升高的趋势；二者之间分布曲线整体呈现相反的趋势。关键词：微观结构；残余应力；硬度；热影响区中图分类号：TG404文献标识码：A文章编号：1001—

2、3814(2013)21-0028—04ResearchonResidualStressofX80PipelineSteelWeldedJointYUFusong，XUEQi，QINZeng，LANHong(CollegeofM~erialScienceandEngineering，SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu610500，China)Abstract：Onthebasisofhardeningandtemperingmethod，X80pipelinesteelwasweldedbymanualelectricarcweld

3、ing．Theresidualstressandhardnessdistributionoftheweldedjointwasmeasured．Bymetallographicobservation，SEManalysis，EDSenergyspectrumanalysisandX—raydiffraction，furtherstudywasconfirmed．Theresultsshowthataftermulti-passwelding，thedistributionofresidualstressvariationperpendicularingtotheweld

4、ingseampresentsadecreasingtrend，whilethedistributionofhardnessisinarisingpaaem．Theoverallvariationofthetwocurvesisopposite．Keywords：microstructure；residualstress；hardness；HAZ钢材在焊接过程中承受的快速加热和冷却循淬；650℃x2h，空冷。调质后，抛光并测试试样表面环，将导致各方向尺寸的胀缩不均和微观结构的变硬度平均值为206Hv。化，不可避免造成内部残余应力的变化，而残余应力采用手工电弧焊焊接．焊条

5、为J507(th2．5ram)．的大小和分布严重影响着焊接构件的加工精度和后其化学成分(质量分数，％)为：0．12C，1．52Mn，期的使用寿命等。各种工艺过程产生的残余应力往往0．92Si，0．02P，0．O15S，0．2Cr，0．15Ni。是变形、温度变化和相变引起的残余应力的综合结根据国际焊接学会(iiw)的碳当量公式计算．果．而焊件的几何形状、尺寸对焊件有着错综复杂的X80钢的碳当量为0．438．J507焊条的碳当量为影响【～。因此，测试焊后残余应力，并通过分析焊后微0．423，二者相差不大，且均<0．5％，不易淬硬，采用观组织变化来了解残余应力的成因，是极为重

6、要的。J507焊后对X80钢组织形貌影响不大。本文对X80钢调质处理后的焊接试样进行了残焊接工艺为多道焊，焊前预热100~200℃，V型余应力和显微硬度的测定，进而通过金相和SEM形坡口角度为60。～90。，钝边1～2mm，余高<1．5mm，貌观察以及进行XRD、EDS分析。研究了焊接接头无无拘束。具体焊接参数：焊接电流60～80A，焊接速度拘束条件下，残余应力与显微硬度的分布规律，初步200mm／min。焊后经过超声波检测和磁粉检测。探讨了微观结构和成分对焊接残余应力的影响。焊后试样测试：(1)采用X-350A型x射线应力测定仪进行残1试验材料及方法余应力测定。根据G

7、B／T7704—1987标准，测试前对试样原始材料采用X80管线钢热轧板材，100试样表面进行抛光处理，使表面的粗糙度尺口<10mll'lx100mmxl4mm，其化学成分(质量分数，％)为：Ixm。应力的测试方法为侧倾固定法】。X射线光0．063C，0．28Si，1．83Mn，0．011P，0．006S，0．35Cr。斑直径lmm，X射线衍射靶用CrKa，衍射晶面试样热处理状态为调质处理：950℃x45min，水<211>，应力常数为一318Mea／(。)，其他材料的x射线弹性常数和x射线应力常数可查阅相关文献[6]。收稿日期：2013