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      大直徑鋼管水壓斷裂試驗

      2020-06-11 11:00:08

      液壓斷裂試驗中,大直徑鋼管母材開裂,正火后焊縫中心開裂。同時,高頻電流厚壁管的延伸率小于電阻焊管。疲勞試驗也獲得了類似的結果。焊接后,高頻電流焊管可以經受多次試驗循環。相反,在正火之后,電阻焊接噴嘴隨后開裂,并且在正火之后,在所有情況下沿著焊縫發生開裂(即使在樣品的母體金屬上刻有凹槽時)。

      通過對不同規格的正火大直徑鋼管的擴口率分布與焊接方法和正火保溫時間關系的頻率曲線的分析,得出了用150赫茲電流電阻焊接的鋼管質量最好的結論。當正火保溫時間增加到30分鐘時,直徑小于40毫米的鋼管的擴口試驗結果不變。對于大于上述直徑的鋼管,延長正火保溫時間會增加擴口率。正火可以改善壓扁試驗結果,尤其是對于合金鋼管,保溫時間越長。效果越大;15F2C  1焊接后,鋼管的壓扁率為44 ~ 58,正火后與管壁接觸的壓扁率為55。15XT  ' 2CQMP鋼管焊接后的壓扁率為25-58,不保溫正火后管壁接觸壓扁率為22,保溫316L不銹鋼管30分鐘后管壁接觸壓扁率為62。正火后,電阻焊管比高頻焊管(非正火和正火)能更好地承受壓接試驗,所有正火鋼管試樣沿焊縫開裂。延長正火保溫時間可以改善卷曲和軸向壓縮試驗結果。

      因此,高于上臨界溫度的非絕熱正火會使低碳鋼管的焊縫與母材的力學性能相似。保溫時間延長至30分鐘不會改變大直徑鋼管的力學性能。對于適用于高于上臨界溫度空氣淬火的低合金鋼管,正火會降低了小焊縫的強度和塑性,但提高了母材的這兩項指標。延長正火保溫時間會降低強度指標,但會提高塑性指標,使焊縫和母材性能接近。然而,在鋼管被正火并保溫30分鐘后,淬火的原鋼帶的性能不能實現。

      無論是碳鋼還是低合金鋼,大直徑鋼管的正火焊接性能都不如母材。高頻電流焊管的這種差異比電阻焊管更明顯,特別是在塑性方面。

      與焊接的鋼管試樣,不同,在工藝試驗過程中,歸一316L不銹鋼管廠家化的鋼管試樣沿焊縫中心開裂。正火會改進焊管壓扁和軸向壓縮試驗結果。例如,90-100%的251.3毫米碳鋼鋼管試樣經非保溫和正火處理后平整成與管壁接觸無裂紋,而70%的512.0毫米鋼管試樣50 ~ 60%以上的大直徑鋼管能承受壓扁,正火期間保溫時間越長,試驗結果越好。

      正火后大直徑鋼管試樣的擴口率低于焊接后。251.3毫米碳鋼管焊后擴口率為36 ~ 45%,正火后擴口率為23 ~ 35%。電阻焊接正火大直徑鋼管的擴口率高于高頻電流焊接鋼管。正火高頻電流焊管的壓接試驗結果不如焊接鋼管。正火碳鋼管具有鐵素體珠光體組織。在焊縫中心,有一個晶粒尺寸比母材大l  ~ l.5的窄鐵素體帶。

      在焊接和正火不同的保持時間(最長30分鐘)后,當根據巴頓電焊研究所的方法測量碳含量時,在焊接后的焊縫中心發現寬度為0.05-0.20毫米的脫碳層。正火30分鐘后,發現碳沿焊縫寬度有一些重新分布

      無論正火保溫時間有多長,焊縫區的氣體含量總是高于母材,就像焊后一樣。然而,當保持時間延長時,焊縫金屬中的氫和氧含量將隨著保持時間的延長而降低。金屬中的氮含量與絕緣長度無關。由于碳、氫和氧含量的減少,正火后焊縫中心的鐵素體細晶區仍然存在。

      即使保溫時間很長,焊接中心的鐵素體晶粒也不會長大。對形成“白帶”的鐵素體晶界的高倍放大研究可以得出這樣的結論:鐵素體晶界被細小分散的沉淀物封閉,這些沉淀物在正火溫度下不溶解,阻止鐵素體晶粒生長,同時促進焊接中心區域的強化。因此,在正火后的工藝試驗中,大直徑鋼管只能沿“白帶”開裂。

      低合金鋼管的正火會削弱了焊縫金屬并強化了母材。這是因為大直徑鋼管采用鐵素體珠光體組織的退火帶鋼。正火時,貝氏體區出現在15F2C鋼的焊縫組織中,而15XF2C  ~ MP鋼完全轉變為貝組織。隨著焊接熱循環中形成的氏體區在組織中消失,焊接強度降低。


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