爆炸预处理提高WD钢模拟CGHAZ韧性的研究

摘要

众所周知,钢材经历焊接热循环后,焊接接头热影响区HAZ的韧性会受到不同程度的影响,有的甚至严重恶化,成为整个焊接接头的最薄弱五一节和诱发各类裂纹、发生失效破坏的温床.而全球每年生产钢材6～7亿t,其中40%通过焊接技术转化焊接结构.如果对其中的重要焊接结构的焊接接头处无不例外存在的韧性劣化热影响区,即存在薄弱环节LBZ的问题不进行有效的解决,那么重要结构的安全运行将受到十分不利的影响.为此,冶金工作者和焊接工作者均做出了大量的努力,并取得了一定的成效.冶金工作者利用冶金技术的进步,通过大幅度提高钢材的强韧性水平来带动和提高其焊接接头热影响区韧性.这个途径效果较为明显,但是从最薄弱环节设计来确保结构整体安全性的角度看,显然是不够经济的.与此同时,焊接工作者从调整、优化焊接工艺的途径来控制和改善焊接接头热影响区韧性,其效果也十分有限.如果另辟蹊径,在焊前利用专用炸药爆轰产生的压缩冲击波对即将成为HAZ的区域进行高应变速率塑性变形,然后再行焊接,以此提高焊接接头HAZ的韧性及其他性能,并确实具有明显效果,再加上其在经济性等方面具有的与众不同的独到之处,那么该技术在强化焊接接头薄弱环节方面应该是最具竞争力和前景的.为此本文以焊接结构中普遍使用的碳素结构钢(WD级船板)为对象,运用先进的焊接热模拟手段和一系列微观分析仪器来研究爆炸预处理提高焊接接头热影响区韧性的成效.