大尺寸金属焊接接头低温CTOD 试验研究.pdfVIP

第41 卷第2 期 大 连 理 工 大 学 学 报 Vol. 41, No. 2 2 0 0 1 年 3 月 Journa l of D a l ian Un iversity of Technology M ar. 2 0 0 1 ( ) 文章编号: 2001 大尺寸金属焊接接头低温CTOD 试验研究 张 小 鹏, 　刘 增 利, 　刘 维 波, 　李 　 仑 ( 大连理工大学 工程力学系, 辽宁 大连　116024 ) 摘要: 完成了用于寒冷海区半潜式采油平台的高韧性金属材料大尺寸焊接试件焊缝金属区 及焊接热影响区的CTOD ( ) 裂纹尖端张开嘴位移 试验, 获得了焊缝金属区和热影响区的低温 CTOD 值, 讨论了试验方法及试验现象. 关键词: 金属焊接接头; 焊缝热影响区; 低温CTOD 试验 中图分类号: O 346. 1; O 353. 5 文献标识码: A 0　引　言 1　试验方案 断裂力学理论基础是由Griffith 在20 世纪20 1. 1　试样制备 年代奠定的[ 1、2 ] ; 经过许多人如 Irw in [ 3 ]、T ada[ 4 ]、 本试验采用挪威进口金属材料N V F 36Z, 原 R ice[ 5 ] 和 H u tch in son [ 6 ] 等的努力, 断裂力学已成 板厚 60 mm , 属于超厚钢板. 该材料具有强度高、 功地发展成为几个理论分支, 并形成了一整套比 韧性好、焊接特性好等优点. 试验板采用X 形坡 较完整的断裂力学测试技术. 我国的测试标准, 口对焊, 焊口材料为O K. 12. 34O K. 10. 75. 焊接 [ 7 ] 完成后切割试件, 并对试件进行刨平处理. 参照 如适用于线弹性材料的断裂韧度测试 、适用于 [ 8 ] [ 9 ] 有关测试标准[ 8、9、14、15 ] , 采用直三点弯曲矩形试样 弹性和弹塑性材料的J 积分测试 、CTOD 测试 等, 其应用已涉及到工业与民用建筑、航空航天、 进行试验; 试样尺寸为b ×w ×s = 54 mm ×108 交通运输、采矿、海洋运输船舶及海洋石油采集平 mm ×432 mm , 试样形式见图 1. 台等各方面. 对于海洋采油平台, 由于其设备制 造工艺的复杂性、工作环境的恶劣性, 尤其是工作 在寒冷海洋地区的工作平台, 对于其材料性能参 数的确定尤为重要. 其中在低温环境下的断裂参 数CTOD 值是最重要的参数, 直接关系着平台的 图 1　三点弯曲试样 安全及使用性能. 迄今为止, 虽然已有一些焊接 F ig 1　T h ree po in t ben d ing sam p le 金属接头试样的焊缝金属区和热影响区试验资 　　试样制备完成后, 对试样进行细致打磨, 使 料[ 10～ 13 ] , 但在较低温度下大尺寸焊接接头的低温 之表面光亮细腻; 随后采用自配清洗液对试样焊 CTOD 试验资料则很少见到. 这是因为此