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高頻鋼管焊縫沖擊韌性影響要素分析

如何提高高頻鋼管焊縫沖擊韌性是制管技術中的一大難題。在大量生產實踐的基礎上分析了影響ERW直縫電阻焊鋼管沖擊韌性的各種因素。指出,為了進一步提高焊縫的沖擊韌性,滿足長輸管線對高頻鋼管提出的訓韌性要求,需要從控制原材料鋼卷質量入手,結合制造工藝,加強成型、焊接及焊后在線熱處理的
質量控制。
1 高頻鋼管焊縫沖擊韌性的特點

高頻鋼管的焊接工藝是采用高頻電流產生的集膚應原理把熱軋卷板邊緣進行回熱至熔融狀態,再通過機械擠壓方法進行焊接。通過工藝生產的鋼管其焊縫中心會出現一條白色熔合線,熔合線兩側的熱影響區會產生由中部向內外表面方向延伸的金屬流線。由于高頻鋼管是采用母材作為焊接材料,因此其焊縫的性能與母材的性能有較大關系。在普通材料中,焊縫與母材的韌脆轉變溫度曲線。在普通材料中,焊縫與母材的夏比沖擊試驗吸收能量值差異很小。相反在高韌性材料中則有較大差別,焊縫沖擊韌性明顯劣于母材,但明顯優于普通材料的焊縫。由此可知高頻鋼管焊縫中心的沖擊韌性一般情況下低于母材沖擊韌性,即使采用韌性材料,雖然焊縫的韌性得到提高,但也不能徹底改善焊縫中心的沖擊韌性。
2 焊縫沖擊韌性的影響要素

影響焊縫沖擊韌性的主要因素有:(1)原材料的理化性能;(2)原材料的晶料及非金屬夾雜物;(3)焊縫熱處理條件;(4)成型條件;(5)焊接條件。
2.1 原材料的理化性能

高頻鋼管是采用母材作為焊接材料,因此原材料的理化性能直接決定焊縫的理化性能。
為了研究不同化學成分材料,其母材及焊縫沖擊韌性受化學成分變化的影響,采用要種不同化學成分的材料制成鋼管后進行夏比沖擊試驗。為了排除制管過程對試驗結果的影響,所有試樣均進行正火處理。
2.2 原材料的晶料度和非金屬夾雜物

高頻鋼管在焊接過程中,由于機械加壓作用,在焊縫兩側的熱影響區會產生由鋼板中部向內外表面方向延伸的金屬流線,靠近焊縫中心的金屬流線的方向基本與熔線平行并與熔合線重合。金屬流線是鋼板熱軋時沿軋制方向延伸的帶狀組織和夾雜物,金屬流線的粗細與原材料的晶粒度大小和非金屬夾雜物的多少有關

。原材料的晶粒越大或非金屬夾雜物越多,則金屬流線越粗越明顯。當非金屬夾雜物較多且呈不均勻分布時,母材偏析嚴重。高頻焊接時,在擠壓輥的擠壓力作用大,偏析帶內的大量非金屬夾雜物會沿著金屬流線進入到焊接熔合區,從低倍熱酸試樣可以明顯看到偏析線以一定的角度交匯于熔合線。
在這種情況下,將會嚴重降低焊縫的沖擊韌性,使沖擊吸收功大大降低。因此,在原材料鋼卷冶煉、軋制階段應采取措施減少夾雜物,并細化晶粒,在制管過程中也應對金屬流線上升角進行合理控制。
2.3 焊縫熱處理條件

焊縫及熱影響區的金屬流線可以通過熱處理方法進行消除。為研究在同一條件下焊接,經處理和不經熱處理的兩種焊縫試樣的沖擊韌性的差異,分別取兩組試樣,一組經過熱處理,金屬流線基本消失,別一組不經熱處理,有明顯的金屬流。

 
·什么是冷軋和熱軋 ·中國鋼號表示方法
 
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