厚钢板焊接接头ctod断裂韧度的温度影响

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1、万方数据2006年6月第29卷第6期重庆大学学报(自然科学版)JoumalofChongqingUnive璐i哆(NQturcIlScienceEdition)Jun．20a16V01．29No．6文章编号：1000—582X(2006)06一0038一04厚钢板焊接接头CTOD断裂韧度的温度影响’苗张木1，吴卫国1，陶德馨2，李永信1(武汉理工大学1．交通学院；2．物流学院，武汉430D63)摘要：大型厚壁钢结构建造中。研究温度对焊接接头断裂韧度的影响十分重要．笔者对65mm厚S355ML钢板，编制自

2、动埋孤焊(唧17)工艺和手工电孤焊(WPSol6，WPsol6A)工艺，对其焊接接头进行常温(15℃)和低温(一20℃)裂纹尖端张开位移(CTOD)评定．发现自动埋弧焊(wPSol7)接头焊缝低温CTOD最小值比常温低13．9％，焊缝低温CToD均值比常温低8．0％；热影响区CTOD断裂韧度值高于焊缝和母材，且对温度变化不敏感．手工电孤焊接头焊缝低温CTOD最小值只有常温的34．5％，焊缝低温C1IoD均值只有常温的25．9％；热影响区低温CTOD断裂韧度也很低．在常温(15℃)下，自动埋弧焊焊缝cTo

3、D值比手工电孤焊焊缝c’roD值大得多；在低温(一20℃)下，自动埋孤焊的焊缝和热影响区的CToD值，都远远大于手工电弧焊CTOD值．关键词：裂纹尖端张开位移；CTOD；断裂韧度；焊接接头；自动埋孤焊；手工电弧焊中图分类号：TG404；TGll5．5文献标识码：A现代工业建筑呈大型化发展趋势，因而焊接钢结构也日益大型化、厚壁化，且服役温度不同，其焊接接头的韧度控制愈显重要．近年来，厚钢板焊接接头的CToD断裂韧度评定与控制，倍受各界关注Hq】．但是，温度对CTOD断裂韧度影响的研究文献，多限于较薄的钢板

4、，例如H．G．Pisarski等人[91用C1DD试验和小型宽板试验评价500一800MP8级别淬火回火钢(QT钢)埋弧焊(sAw)热影响区韧度(c’roD试验温度范围为一40一一130℃)，其钢板厚度仅25mm．文献r1—7J所讨论的厚钢板(55～90mm厚)CToD断裂韧度都限于某一特定温度，缺乏相同焊接工艺在不同温度下的比较．笔者结合港深西部通道(香港段)后海湾大桥钢箱梁焊接接头CToD试验，研究了温度对厚钢板焊接接头CTOD断裂韧度的影响．对自动埋弧焊工艺(WPSol7)，分别进行了常温(15℃

5、)和低温(一20℃)CTOD试验；对手工电弧焊工艺(嗍16)，首先进行了常温(15℃)CTOD试验，然后调整wPsol6工艺，编制成工艺wPsol6A，对其进行了低温(一20℃)CTOD试验．1材料与焊接工艺1．1母材采用日本产的s355ML热轧钢板(65mm厚)，最大碳当量为0．45％，其化学成分见表1．裹1S355ML钢化学成分％CSi№PScuNicrM0VNbNTi0．090．271．45O．Oll0．0眈O．∞0．050．01O．0020．001O．12O．380．121．2焊接工艺钢箱梁制作

6、中常用自动埋弧焊和手工电弧焊2种工艺．因此，编制了自动埋弧焊(僦17)和手工电弧焊工艺(嗍16)，进行常温CToD试验后，发现wPsol6焊缝的CToD值较低，进行调整修订，记为WPs016A．各工艺均为对接焊缝，多层多道焊，对口间隙R=0，最低预热温度为60℃，最高层问温度为300℃．1．2．1自动埋弧焊(嗍17)双V型坡口，角度分别为口，=60。，a：=80。，钝边^=6mm，平焊．焊接工艺参数见表2．焊缝力学性能为玩=396．78MPa，瓯=482．05MPa，E=209．3lGPa，-收稿日期：

7、2006—02—17基金项目：武汉理工大学博±后研究基金资助项目(47l一3831015)作者简介：苗张木(1957一)，男，浙江省绍兴市人，武汉理工大学副教授，博士，主要从事弹塑性断裂力学与CToD试验技术研究．万方数据第29卷第6期苗张木，等：厚钢板焊接接头CmD断裂韧度的温度影响39一__一——————————————————————————————————————————-_—————————————————一弘=O．262，性能试验按规范GB2649一1989、麟2一1989、GB／1_228

8、—2002并参考Is05178—200l进行．裹2自动堰弧焊(唧17)工艺参数1．2．2手工电弧焊(WPS016)双面等厚X型坡口，角度为a。=口：=60。，钝边^=3mm，立向上焊接．焊接工艺参数见表3．焊缝主要力学性能为：玩=518．39MPa，瓯=612．68MPa，层=2lO．59GPa，肛=O．267．裹3手工电弧焊(嗍16}工艺参数1．2．3手工电弧焊(WPsol6A)比较表3和表4，调整后的工艺中，线能量稍有增加，焊接电流增大