26、探究焊接与热处理对钢材性能的影响

探究焊接与热处理对钢材性能的影响

1. 埋弧焊焊缝形状参数与热输入的关系研究

在石油和天然气管道制造中，高强度钢如 API X80 因具有精细的晶粒结构、高断裂韧性和高的强度 - 重量比而被广泛应用。而埋弧焊（SAW）是焊接这种钢材常用的方法。焊缝的几何形状决定了焊接接头在不同应用中的性能，而焊缝形状又受热输入和冷却速率的影响。因此，了解焊接工艺参数与焊缝几何形状之间的关系对于提高焊接质量至关重要。
- 实验设计与方法
- 材料与方法 ：使用高强度低合金管线钢进行平板堆焊实验，按照 AWS 规范使用匹配成分的电极填充丝和焊剂。实验采用中心复合可旋转设计（CCRD）方法进行规划，并根据响应面法（RSM）进行回归分析。
- 焊缝几何测量 ：从 150mm 宽、300mm 长的板材上截取带有完整表面堆焊焊缝横截面及其热影响区的小块。通过立体变焦显微镜测量焊缝的宽度、熔深和余高，从而确定焊缝形状相关参数。实验中考虑的工艺参数及水平值如下表所示：
| 工艺参数 | 符号 | 单位 | -2 水平 | -1 水平 | 0 水平 | +1 水平 | +2 水平 |
| — | — | — | — | — | — | — | — |
| 开路电压 | A | 伏特 | 30 | 32 | 34 | 36 | 38 |
| 小车速度 | B | mm/min | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 |
| 接触管到工件距离（CTWD） | C | mm | 24 | 28 | 32 | 36 | 40 |
| 预热温