X90M管线钢多丝直缝埋弧焊接模拟与分析

以大型通用有限元软件ABAQUS作为模拟分析工具,基于施加在DFLUX子程序中的双椭球热源模型,采用间接耦合方式和“生死单元”算法,模拟X90M钢板内、外三丝直缝埋弧焊接过程,获得了相应的焊接温度场及残余应力场。结果表明:内、外多丝直缝埋弧焊接在焊接工艺参数一定的条件下,每丝的起始焊接时间(或焊丝间距)决定是否形成共同熔池;多丝共熔池焊接因多热源温度场叠加作用剧烈,熔池峰值温度高于多丝单熔池焊接时的,较高的焊接温度场使得焊接过程中能够较为充分地进行冶金反应,且有效降低焊接接头及其附近的冷却速度,使得多丝共熔池焊接形成的焊接接头的焊后残余应力也相对较小。在兼顾质量和生产效率的前提下,X90M多丝直缝埋弧焊接生产实践推荐采用多丝共熔池焊接工艺。

冷却速率对超高强度X90M管线钢相变行为的影响

采用Gleeble-3800型热模拟试验机研究了超高强度X90M管线钢在不同冷却速率下的相变行为,根据热膨胀曲线、维氏硬度和显微组织分析结果绘制了动态CCT曲线。结果表明,随着冷速的提高,X90M管线钢的室温组织依次发生多边形铁素体(PF)+贝氏体(B)→针状铁素体(AF)→贝氏体铁素体(BF)转变,其显微硬度也逐渐增加,整体呈上升趋势;且随着冷速的提高,铁素体形貌依次呈块状、针状、板条状形态;同时,马氏体/奥氏体(M/A)岛数量增多,尺寸细化,分布逐渐弥散。实验室条件下,采用30℃/s左右的冷速可使X90M管线钢获得具有高密度位错和弥散分布的细小M/A岛的组织。