Q690高强钢中厚板全熔透焊接工艺分析

针对新材料Q690低合金高强钢中厚板普遍存在的焊接冷热裂纹及淬硬倾向大、焊后残余应力高、氢致裂纹敏感性强的问题,通过研究MK·GHS70焊丝与Q690高强钢匹配性问题,包括进行焊前处理、控制预热温度及层间温度、减小焊接热输入及正确的焊后热处理形式,得出合理的焊接参数,并通过超声探伤及力学性能检验该工艺可行性。结果表明,Q690高强钢中厚板全熔透焊接工艺完全满足设计要求和生产需要,成功解决了中厚板全熔透焊接难题。此方法已经成功用在海洋平台吊机、海洋井架等设备,取得了良好效果。

调质型高强钢Q690中厚板的研制开发

调质型高强钢Q690采用低碳低合金化学成分设计,运用控制轧制和控制冷却技术,进行淬火后回火,使Q690钢具有比传统调质钢更低的碳当量和更小的焊接裂纹敏感性系数。

Q690高强钢焊接T形截面纵向残余应力分布数值模拟

焊接纵向残余应力是影响钢压杆整体稳定性的重要因素之一。基于ANSYS对Q690高强钢焊接T形截面纵向残余应力大小及分布情况进行数值模拟分析。通过与已有的研究成果对比,提出合理的有限元分析模型;借助该模型,分析纵向残余应力大小及分布随板件宽厚比和板厚的变化规律;以及翼缘和腹板残余应力的自平衡性;并提出适合Q690高强钢焊接T形截面的纵向残余应力分布模型。研究结果表明:提出的有限元分析模型适合焊接T形截面纵向残余应力研究;翼缘外伸端以及腹板中部的纵向残余压应力大小随板件宽厚比、板件厚度的增大成下降趋势,翼缘与腹板相交焊缝处和腹板外伸端的纵向残余拉应力大小与板件宽厚比和板件厚度没有多大联系;各板件内的残余应力均满足自平衡。基于数值模拟分析,提出的Q690高强钢焊接T形截面纵向残余应力分布模型,为后续T形截面残余应力的试验研究及压杆的整体稳定性数值分析提供参考。

Q690高强钢厚板MAG焊焊接工艺研究

通过在不同参数下的焊接试验进行仔细观察和分析,得出了焊接电流、焊接速度以及焊接气体组成等关键因素对焊缝质量和力学性能的影响。实验结果显示,适当调整焊接参数可以显著改善焊缝质量。在合适的焊接电流下,焊缝能够达到较好的熔深和焊透性,从而提高焊缝的强度和韧性。同时,焊接速度的控制也十分重要。过快或过慢的焊接速度都会导致焊缝质量下降,因此需要精确控制焊接速度以获得理想的焊缝形貌和结构。不同的焊接气体组成会对气泡形成、夹杂物形成和氧化物生成等产生影响,从而影响焊缝的力学性能。因此,在选择焊接气体时需要综合考虑焊缝的要求和材料特性。在合适的焊接参数下,可以获得高质量的焊缝,并且焊接接头的拉伸强度和冲击韧性均能达到要求。这对于提高Q690高强钢厚板焊接工艺的可行性和效率具有重要意义。

Q690D高强钢箱形截面柱的滞回性能

为深入研究Q690D高强钢焊接箱形截面柱的滞回性能,在低周反复加载试验的基础上,对Q690D高强钢焊接箱形截面柱在低周反复荷载作用下的滞回反应进行有限元模拟,从试验和有限元分析所得的滞回曲线和骨架曲线看,Q690D高强钢焊接箱形截面柱的滞回曲线饱满,耗能能力良好.通过和试验结果的对比,验证了所建有限元模型的正确性.利用已验证的有限元模型分析了轴压比、构件长细比、壁板宽厚比对高强钢焊接箱形截面柱滞回性能的影响,分析结果表明高强钢柱的二阶效应影响不可忽略.在试验与有限元分析的基础上,提出Q690D高强钢焊接箱形截面柱的弯矩-曲率滞回模型,为Q690高强钢结构的弹塑性地震反应分析提供依据.研究结果表明,该滞回模型能够准确预测Q690D高强钢焊接箱形截面柱的滞回性能.

液压支架用Q690高强钢焊接接头的强韧性匹配

为满足液压支架用Q690高强钢的使用要求,采用不同强度级别的焊丝对Q690高强钢进行焊接,研究了焊接接头的强韧性匹配问题。结果表明:采用GHS75H焊丝焊接时,焊缝组织主要为板条贝氏体,具有较高的强度,焊接接头断于母材Q690,且冲击韧性与Q690相近,塑性良好;采用MK·GHS70-G焊丝焊接时,焊缝组织主要为针状铁素体和板条贝氏体,强度较低,焊接接头断于焊缝,但焊接接头冲击韧性明显高于Q690,塑性良好。两种焊丝与Q690的强韧性匹配均较好,但GHS75H更符合液压支架向轻量化和高可靠性发展的要求。

海洋腐蚀环境下Q690高强钢材疲劳性能试验研究

根据海洋浪溅区的特征,对Q690高强钢材进行了室内加速腐蚀与高周疲劳试验,拟合不同腐蚀周期试件的S-N曲线,研究了腐蚀损伤对其疲劳性能的影响,基于损伤理论分析了钢材腐蚀疲劳破坏程度,通过断口微观扫描揭示了裂纹扩展规律。结果表明:随着腐蚀周期增加,钢材损伤程度逐渐增大,腐蚀100d的质量损失率η_s和腐蚀速率K分别为7.21%、1.342mm/a。Q690高强钢的疲劳寿命受应力水平和腐蚀损伤耦合影响程度明显,在低应力水平下,腐蚀周期为60d时,试件的疲劳极限值降低了30.15%。损伤指数可以反映腐蚀疲劳中材料内部的损伤规律,随着应力水平的增加,损伤程度提高,疲劳裂纹间距增大。

低碳贝氏体高强钢Q690CFD焊接粗晶区组织韧性

利用Gleeble-2000热模拟试验机对低碳贝氏体高强钢Q690CFD进行不同焊接工艺下的热模拟试验,研究焊接条件下热影响区粗晶区(CGHAZ)组织、韧性及其变化规律。结果表明:CGHAZ组织为板条马氏体;CGHAZ韧性在800～500℃随冷却时间增大而降低;在合适的条件下焊接,CGHAZ可获得很好低温韧性。同时对粗晶区进行了不同温度的焊后处理,研究焊后热处理后组织、韧性变化规律。随着热处理温度的提高,粗晶区冲击韧性呈降低趋势。在250～500℃范围内进行焊后热处理,可以获得优异的冲击韧性。应尽量避免在500℃以上长时间保温处理。

煤矿机械用Q690高强钢抗裂性研究

对煤矿机械用Q690高强钢,采用其配套焊丝(GHS75M)进行抗裂性试验,并测定了焊丝熔敷金属扩散氢逸出特性,研究了焊缝金属残余扩散氢对试验用钢抗裂性的影响.结果表明:该钢具有一定的冷裂倾向.试验焊材熔敷金属扩散氢含量为1.7 mL/100 g,初期扩散氢逸出速率较大,在焊缝冷却过程中扩散氢可以较快逸出.残余扩散氢含量主要与从峰值温度到100℃温度区间的冷却时间t100有关,单道焊焊缝金属冷速快,t100较小,残余扩散氢较多,而多层多道焊增加了t100,且提高HDr100容许值,残余扩散氢含量很低.该钢采用焊后热处理是保守的工艺.

Q690高强钢加强型相贯节点抗弯刚度试验研究

在钢管塔结构的设计中,节点刚度是重要参数,随着高强钢在变电构架中的应用,对高强钢相贯节点抗弯刚度的研究日趋重要.本文对Q690高强钢管相贯节点采用瓦形板加强、内隔环加强和内套筒加强的三种加强方式进行了试验研究,得出不同加强方式对节点刚度的影响,并以欧洲规范中节点初始刚度的判断准则分析了节点的刚度性能,得出对于采用Q690高强钢的人字柱加强型相贯节点不能按照刚性节点进行设计,而应作为半刚性节点进行设计;最后对瓦形板及内隔环对节点的作用机理进行了分析说明.

液压支架用Q690高强钢的焊丝匹配性研究

本文对Q690高强钢进行斜Y型坡口铁研试验,采用金相显微镜对焊接接头焊缝的显微组织进行研究,分析焊接热输入和不同焊丝对Q690钢焊接接头显微组织及裂纹的影响。试验结果表明:在铁研试验的拘束下,采用ER50-6、MK·G60和MK·GHS70焊丝,焊接热输入控制在11～20kJ/cm范围内,焊接接头裂纹率均小于20%。焊缝中,Ni、Mo、Cu合金元素的加入使得焊缝组织由先共析铁素体、侧板条铁素体、针状铁素体和贝氏体转变为针状铁素体和贝氏体。MK·G60焊丝接头的综合力学性能优于ER50-6焊丝接头。

Q690E低合金高强钢焊接工艺研究

主要介绍了Q690E焊接工艺过程,采用焊条电弧焊进行焊接,焊条为GEL-118M,通过控制热输入、焊前预热、焊后热处理等措施,得到了符合要求的焊接接头。

液压支架用Q550+Q690高强钢焊接接头裂纹研究

本文采用低强匹配ER50—6和MK·G60—1焊丝对Q550与Q690高强钢进行焊接，用铁研试验测定7Q550＋Q690接头的裂纹率，用扫描电镜分析了接头的裂纹形态及断口特征，研究了焊接热输入和焊丝对Q550＋Q690接头强韧性的影响。结果表明，采用MK·G60—1焊丝，严格控制焊接热输入10～20kJ／cm，Q550＋Q690接头裂纹率小于20％，裂纹大多沿熔合区扩展，个别裂纹在扩展过程中沿晶界转向焊缝：断口形貌呈现隹解理断裂特征，在脆性解理台阶上有明显的塑性撕裂棱，局部还存在韧窝断裂特征，接头强韧性满足液压支架的焊接生产要求。

Q690高强钢T型连接极限变形能力研究

设计了3组共9个Q690高强钢T-stub组件,对其进行单调拉伸试验.将试验所得T-stub最大变形值与Jaspart模型和Faella模型预测值进行比较并讨论.

Q690D低合金高强钢复杂箱体焊接工艺研究

通过开展焊接工艺评定试验,对比Q690D焊条电弧焊和CO_2气体保护焊焊接工艺的试验数据,从而优化改进焊接参数,确定Q690D复杂箱体的焊接工艺,在低合金高强钢的焊接方面积累了加工经验。

Q690D调质高强钢抗裂性研究及显微组织分析

通过Q690D高强钢力学性能、熔敷金属及微观组织分析,在不同的焊接条件下,以现有焊接工艺对Q690D高强钢进行抗裂性试验分析及焊接接头的金相组织分析。深入探讨预热温度与冷裂纹及金相组织之间的关系。试验结果表明:ER76-G焊丝的焊接工艺性和抗裂性良好,焊接接头具有良好的强韧匹配,在比较宽的工艺参数范围内适合Q690D高强钢厚板的焊接施工。在较低的预热温度和混合气体(80%Ar+20%CO2)保护下,采用ER76-G焊丝焊接时,Q690D钢焊接接头具有良好的抗裂性。

Q690高强钢的焊接工艺及其应用研究

港珠澳138#钢塔在实际吊装施工过程中,受现场施工空间、桥址吊装能力等客观因素限制要求钢塔(总吨位约2 600 t)进行180°整体翻身,要求采用Q690级别高强度的钢材进行翻身工装结构设计,既要满足功能结构要求,也满足现有设备吊装能力,确保翻身工序安全可靠执行。选取的Q690级别高强钢材质焊接工艺性、合理有效的焊接方案及施工质量保障措施是翻身工序得以实现的可靠保障。文中主要研究高性能钢Q690在采用CO2气体保护焊及焊条焊接时的焊接工艺,并实现相关应用技术在工程中的应用推广。

煤矿机械用Q690高强钢激光-MAG复合焊可行性分析

目的研究激光-MAG复合焊在采煤机Q690高强钢板上的加工工艺,以提高8.8 m高端采煤机电控箱结构焊接接头的加工效率和质量性能。方法对激光-MAG复合焊工艺试验进行试验设计与参数设计,观察接头的显微组织,对接头进行拉伸试验和冲击试验,观察断口形貌。结果焊缝区整体组织性能优于母材,保证采煤机电控箱隔爆性能要求,拉伸断口和冲击断口均表现为韧性断口形貌,但是在冲击断口上观察到明显的气孔。焊缝内存在微量气孔,导致焊接接头结合不紧密,拉伸试验出现了脆性断裂。结论避免焊接工艺设计中出现气孔是激光-MAG复合焊焊接接头满足Q690钢在煤矿机械中使用要求的关键技术。

Q690高强钢在集装箱吊具结构中的应用

针对在不预热条件下高强钢焊接容易产生冷裂纹的特点,通过Q690高强钢匹配ER76-G高强焊丝,研究在不预热条件下Q690高强钢焊接工艺。通过拉伸、弯曲和夏比冲击试验,验证焊接工艺的可行性。在该焊接工艺的指导下,经外观检验和检测,集装箱吊具满足相关标准要求。

海洋平台高强钢Q690E焊接接头CTOD的研究

海洋平台服役于海浪、风载荷、寒流等恶劣环境下,桩腿作为自升式平台稳定作业的关键,极易发生低应力脆性断裂。因此,桩腿不但要求具备足够高的强度,同时要求具备良好的低温韧性。CTOD可有效地评价钢材及焊接接头的断裂韧性和抗断能力。本文研究了海上钻井平台桩腿高强钢Q690E的CTOD,分析国产高强钢Q690E和进口Q690E母材及热影响区CTOD的差别。