拘束水平对S690Q高强钢焊接接头性能的影响研究

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1、拘束水平对S690Q高强钢焊接接头性能的影响研究StudyontheInfluenceoftheLevelofRestraintonthePerformanceofS690QHighStrengthSteelWeldedJoint学科专业：材料加工工程作者姓名：徐景景指导教师：荆洪阳教授天津大学材料科学与工程学院二零一七年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的

2、同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：p()/7年/2月12-日尔金贞寻、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：j令过r�易＿导师签名：飞切签字日期：为年p月I2-日签字日期：)<117年,�月I2.日7摘要S690Q高强钢在海工领域、

3、海洋平台、压力容器、汽车制造等领域均有广泛应用，其作为一种工程结构用钢，焊接是必要的连接工艺，S690Q高强钢的焊接性是制约工程结构质量的关键。本文基于S690Q常用于拘束焊接工况，设计并计算出三种焊接结构的拘束度，研究不同拘束水平对焊接接头残余应力，接头组织和性能的影响。角焊缝拘束-400mm，角焊缝拘束-800mm，腹板拘束-400mm结构的整体拘束度比例为18:9:2。分层计算结构拘束度发现，同一结构按照下层、中层、上层次序拘束度递减，角焊缝拘束-400mm下层拘束度最大，为16.28kN/(mm·mm)，腹板拘束-400mm上层拘束度最小，为0.99kN/(

4、mm·mm)。角焊缝拘束-400mm结构横向残余应力高于腹板拘束-400mm结构，同时角焊缝拘束-400mm结构横向残余应力高于角焊缝拘束-800mm结构。拘束焊接显著增加了焊接结构残余应力，解除拘束后拘束应力释放，角焊缝拘束-400mm结构横向应力释放量最大。角焊缝拘束引起的母材平均应力释放是腹板拘束结构的2倍，400mm拘束距离引起的母材平均应力释放是800mm拘束距离的3倍。拘束度对焊缝和热影响区组织没有显著影响。热影响区各区组织符合典型调质钢热影响区组织特征，并且组织组成受热循环影响较大。接头硬度主要和热循环有关，和拘束度的关系不明显。随着远离熔合线向回火区

5、变化硬度下降，在粗晶区硬度值最高350HV10；回火区发生回火软化硬度值最小220HV10。同为热影响区，近焊缝表面的热影响区硬度值最高，接头中间和根部的热影响区经历了再热循环，组织再次发生转变，硬度值有所下降。抗拉强度没有随着拘束度的变化表现出明显的规律性，基本稳定在750MPa；冲击韧性与拘束条件关系不大。冲击韧性在熔合线+1mm和熔合线+5mm之间大体呈增加趋势，在熔合线附近有最小冲击韧性130J。焊缝冲击断口为微孔聚集型断裂，熔合线和熔合线+1mm处呈准解理断裂，韧性略有下降；熔合线+5mm处大量韧窝保证试样210J冲击能量。关键词：S690Q，拘束度，焊后

6、应力，组织，性能IABSTRACTS690Qhighstrengthsteelarewidelyusedinthemarinefield,offshoreplatform,pressurevessel,automobilemanufacturingandotherfields.Weldingisimportantforconnectengineeringstructuresteel.WeldabilityofS690Qiskeytocontrolthequalityofengineeringstructure.S690Qisoftenusedinrestrained

7、weldingconditions.ThreeweldstructurerestraintintensityweredesignedandcomputedbyABAQUSfiniteelementsoftware.Theinfluenceoflevelofrestraintonjointresidualstress,organizationandperformancewereresearched.Itisfoundthattherestraintintensityofthefilletweldrestraint-400mm,filletweldrestraint