激光冲击处理对X80管线钢焊接接头拉伸性能的影响.pdf

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1、第38卷第11期中国激光Vo1．38，No．112011年11月CHINESEJ0URNAL0FLASERSNovember，2011激光冲击处理对X80管线钢焊接接头拉伸性能的影响孔德军龙丹吴永忠(常州大学机械工程学院，江苏常州213016)摘要利用激光冲击波对X80管线钢焊接接头表面进行了强化处理，通过拉伸实验对激光冲击处理前后焊接接头试样拉伸力学性能进行了分析，用扫描电镜和能谱分析仪观察了其断口形貌与化学成分组成，并对其断裂机理进行了探讨。实验结果表明，原始状态的X80管线钢焊接接头具有连续屈服特征，无明显的屈服平台，延伸率比较高，拉

2、伸断口出现明显的分层开裂；激光冲击处理后X80管线钢焊接接头的强度并未得到加强，韧窝尺寸与深度变大，其断裂拉伸性能得到改善。关键词激光技术；激光冲击处理；X80管线钢；焊接接头；慢拉伸试验；断口形貌中图分类号TN249文献标识码Adoi：10．3788／CJL2ol138．1103007EffectsofLaserShockProcessingonTensilePropertiesofX80PipelineSteelWeldedJointsKongDejunLongDanWuYongzhong(CollegeofMechanicalEngi

3、neering，ChangzhouUniversity，Changzhou，Jiangsu213016，China)AbstractThesurfaceofX80pipelinesteelweldedjointsisprocessedwithlasershockwave，thetensilemechanicalpropertiesoftheweldedjointsbeforeandafterlasershockprocessing(LSP)areanalyzedwithtensiletests．Thefracturemorphologies

4、andthedistributionsofchemicalcomponentsareobservedwithscanningelectricmicroscope(SEM)andenergydispersivespectrometer(EDS)respectively，andthefracturemechanismofX80pipelinesteelweldedjointsisdiscussed．TheresultsshowthattheX80pipelinesteelweldedjointsinprimitivestatehavetheco

5、ntinuousyieldfeature，withoutobviousyieldflat，theelongationrateishigher，andthetensilefractureappearsthecleardelaminatedcracking；thestrengthofX80pipelinesteelweldedjointsbyLSPhasnotincreased，thedimplesizeanddepthbecomebigger，thatimprovesthetensilepropertiesofthefractures．Key

6、wordslasertechnique；lasershockprocessing；X8opipelinesteel；weldedjoint；slowstraintest；fracturemorphologyOCIScodes140．3540；140．3538；140．3580；140．3390；350．38501引言而高强度、高韧性管线钢焊管是通过板材成型与焊接形成的。因此，焊接工艺常常使焊接接头的组织石油天然气需求量的增加，使得输送效率、管道的输送压力和管径不断增大，从而要求管材强度和性能劣化及产生缺陷，使焊接缺陷处成为整个压力拉伸性能也

7、相应提高。管材力学性能是管道设计和管道中最薄弱的部位，易产生裂纹起裂、扩展甚至失稳断裂。目前主要通过焊后热处理或应变硬化得以安全评定最基本的指标，因此，对高强度、高韧性管线钢的抗拉性能研究至关重要_1]。在国内，X70级强化，如喷丸、超声波、爆炸、碾压、锤击等方法改善焊接接头的性能]，锤击、碾压、爆炸在复杂结构管线钢已经在西气东输重大工程中得以广泛应用，X80级管线钢在西气东输复线中得到了应用¨2]，中利用不太理想，超声冲击处理和激光冲击处理收稿日期：2011—06—14；收到修改稿日期：201l一08—24基金项目：江苏省自然科学基金(B

8、K2009104)、江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(CXLX1卜0389)资助课题。作者简介：孔德军(1966)，博士，副教授，主要从事管线钢焊接接头激光表面改性处理方面的