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高强度结构铜管的焊接研究 427 高强度结构钢管的焊接研究 重庆大学(630044)卫兴民 口川建筑机械厂(610081)黄宗贵 摘要为制作海洋钻井平台起重机臂架．在国内首次开发了低碳低合金高强度结构钢管，对材料的焊 接性能及其与相关材料的可焊性进行了焊接工艺评定．研究证明其焊接性能良好，并成功应用于海洋石油钻 井平台起重机臂架的制作，经多年使用，效果良好。 关键词 高强度钢管焊接工艺起重机臂架 为制作海洋石油钻井平台起重机瞽架，我们在 臂架)，经多年使用，性能可靠。 国内首次开发了代号为D652的低碳低合金高强度 l试验用钢材和焊接材料 结构钢管，并对材料的焊接性能及其与相关材料的 可焊性进行了焊接工艺评定和典型接头模拟试验， 代号为13652的低碳低舍金结构钢管，试验用成 X 为制定焊接工艺参数提供了依据，并成功地应用于 品为管0736．5；073×8；073×9，其化学成份和 海洋钻井平台起重机臂架的制造(先后制作了7台 力学性能见表1。 袁1钢管的化学成份和力学性能 注：1．冲击试样尺寸5×10x55mm，V形缺口。 2低温冲击试验参照日本J1SG3460—84标准．满足要求。 臂架相关材料16№，SCM420(日本进口，相当于焊接材料用进口的01．2mmNMoCr焊丝，其熔 _(Y20CrlVlo)供货状态是圆钢，经锻造调质处理。 敷金属化学成份及力学性能见表2。 表2 urIi∞bTiMocr焊丝化学成份和熔敷金属力学性能 采用半自动富氩气体保护焊，气体流量16—20 纹和热裂纹，前者生成温度约在2000c以下，后者温 升／分(Ar82％+c呜18％) 度1000℃以上。 2材料可焊性研究 通常可根据材料的化学成份用碳当量来评价该 钢材的可焊性和裂纹敏感性。 材料的焊接性能最主要是淬硬性和焊接裂纹． 碳当量公式 淬硬性是由于焊接热影响区受焊接的快速加热、快 速冷却引起组织转变和硬度提高，产生淬硬现象，使 ‰=c+鑫+警+击+器+譬+了Mo 该热影响区的延展性和韧性降低。焊接裂纹有冷裂 得到19652钢c加=0．52％ 428 机械 1998年第25卷 增刊 SCAVl420钢 C。=0．58％ 焊接材料选用德国、日本进口的NiMoCr，01．2 一般情况，C。0．4％焊接时钢材的淬硬倾向不 n／n3焊丝，为保证焊缝中有足够的合金元素含量．采 明显，焊接性能较好，对一般厚度不必预热。 用富氩气体保护焊(Ar82％+c0218％)，因其氧化性 当c町=O．4％～0．6％，焊接时材料的淬硬倾向较弱．合金元素氧化的可能性减少，使焊缝合金元豢 逐渐明显，有冷裂纹的敏感性，必须采取预热、控制 含基增高。经试验比较，采用富氩气体保护焊，焊缝 线性能量等工艺措施。 强度和韧性均高于c啦气体保护焊．且焊缝成型美 观，可获得优等焊缝。 现13652钢和SCM420钢的c陬均较高，焊接时必 须预热，预热既可改善焊接粗晶区的性能和组织，提 3焊接工艺评定 高抗冷裂性能．又可减缓焊接接头的冷却速度，延长 焊接粗晶区从800qC～5000c的冷却时间，从而乖J于根据产品要求，对焊接接