油气管线工程站场内管道X70与WCC异种钢焊接

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1、’0’工艺与新技术’焊接技术第!!卷第"期"###年$月文章编号!$%#"&#"’(""%%##%"&%%")&%!油气管线工程站场内管道"#$与%&&异种钢焊接"’’李希林!于英姿!李建军("(中国石油天然气管道工程有限公司"河北廊坊%!)%%%)’*中国石油天然气管道局焊接培训中心"河北廊坊%!)%%%*摘要!通过对+#%与,--异种钢焊接接头的常规力学性能试验"低温冲击试验和硬度值测定!根据#西气东输$重点工程站场内管道焊接的实际条件及#西气东输$管道焊接技术标准施工要求!制定了合理的焊接工艺!该工艺已成功地应用于#西气东输$工程站场管道的焊

2、接!该项研究成果为管道中的异种钢焊接提供了可靠的技术参考%关键词!管线!异种钢!焊接!力学性能中图分类号!./0)#*!文献标识码!1发展"要求配套的站场建设更加完善!安全和低成本#$西气!"#$和%&&异种钢焊接的主要技术关键东输%工程的站场建设由于其要求严格&种类及规格繁多的选随着石油!天然气开发和利用的不断深入"管网建设快速材"往往材质与主干线路材质不同"从而形成异种钢焊接"而异种钢焊接易产生缺陷而备受人们的关注#为保证油气管线工收稿日期!$%%!&%#&"#程施工的顺利进行"必须对管线异种钢焊接工艺及接头性能进!!!!!!!!!!!!!!!

3、!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!图(第)层焊缝实际温度分布图*第+层焊缝实际温度分布图!,第-层焊缝实际温度分布2*0模拟结果与试验结果的比较对试验得到的成像图和模拟得到的结果图比较"可以看出’结论以下2点+第一"从高温区的分布区域来看"在34565中分析本文建立了厚钢板多层焊的焊接温度场模型"将移动高斯得到的高温区形状呈细长的纺锤形状"尾部区域拖得比较长+热源作为热载荷施加于工件之上+使用3789语言简化了而热像仪拍得的云图"高温区也呈细长的纺锤形状"并且拖尾34565求解过程+实测了2层焊焊接过程的温度场"并且和

4、也较长+可见"仿真和试验得出的高温区域分布形状基本吻34565求解得到的温度场进行比较"通过比较可以看出"模拟合+第二"从温度场的最高温度定量比较可以看出"仿真得到得到的温度场分布与试验结果吻合较好"二者高温区分布情况的熔池温度和试验测得的最高温度相差在#+左右"仿真温度比较吻合"表明所建立的数值分析模型是正确有效的+略高于试验温度+第三"比较钢板的中低温区温度分布"仿真得出的结果要低于试验结果+参考文献!2,)误差分析:;<唐慕尧*焊接温度场计算(一=:><*陕西西安,西安交通大学科学技术报告?;@A;*造成上述误差的因素有以下2个+一是由于热物

5、理参数的:$<陈楚"汪建华"杨洪庆*非线性焊接热传导的有限元分析和测量比较困难"公式中推导得出的是理论值"和实际值有所差计算:B<*焊接学报C;@A2C0(2=D;2@E;0#*别"而造成误差)二是因为本文在模拟过程中"为了简化模:2<徐家园*复杂构件三维焊接过程虚拟分析技术研究:8<*广西桂型"做了一些简化假设造成的误差)三是热像仪的因素"由于林,广西大学C’%%2*在焊接过程中"电弧的弧光会对红外热像仪的测量精度产生影:0<鹿安理C史清宇C赵海燕C等*厚板焊接过程温度场!应力场的三响"这种影响也是造成试验数据有误差的原因+维有限元数值模拟:B<

6、*中国机械工程C’%%;C;’(’=D;A2E;A!*!"#$%&’(")*&+#+’,-+#./!0+."#$%.122&(工艺与新技术(I:行深入研究!异种钢焊接的接头性能主要由待焊金属组合后所形成的合’"($与%&&焊接接头性能及分析金相结构及待焊金属之间的性能差异所决定’"(!异种钢焊接虽.5"常规力学性能试验及分析然能带来一定的经济效益"但是由焊接性分析可知"异种钢因试样母材为I种钢级时"每个试样的抗拉强度应不低于I种不同金属的化学成分#物理和化学性能及组织成分等差别较钢级标准规定值的下限!从表I试验结果可看出"测定值均高大"当将它们焊接

7、在一起时"必定形成组织和性能与焊缝金于,--钢规定的下限"说明焊缝抗拉强度能够满足要求!属#母材都不同的熔合区"较同种金属的焊接要复杂得多’)(!表!试验结果试件号及抗拉强度值*&+和,--异种钢焊接的技术关键"主要是稀释和合金,--钢的工艺方案下限值试件号"I./化!稀释是异种钢焊接的主要问题"焊缝金属的成分主要取决于母材与填充金属各自的化学成分和每种母材对焊缝的稀释"%K8Q3:O):O+!6/:!!:)6@!+"+P@&6CDEFG6断裂位置,--钢侧焊缝热影响区,--钢侧)率!进行异种钢焊接时"可以从合理地选择填充金属以及控制焊接工艺两方面

8、入手"控制焊缝的成分"进行合金化!.5I冲击试验结果及分析总之"为确保焊缝成分合适"必须要正确选择焊接材料’.("从管线系