海洋平台用EQ56、EQ70高强钢焊接性及焊接工艺研究

摘要

随着海洋钻井平台由浅海向深海发展,海洋平台所用的钢材级别越来越高,钢材的厚度也越来越大。本文采用斜Y型坡口试验研究了海洋平台用EQ56、EQ70高强钢的冷裂纹敏感性,优化选择EQ56、EQ70高强钢匹配的焊接材料。对比分析了焊接工艺对EQ56、EQ70药芯焊丝气体保护焊(Flux-Cord Arc Welding,简称FCAW)焊接接头的显微组织和力学性能的影响,为合理选择焊接工艺和生产实践提供了试验和理论依据。
　　EQ56采用DUAL SHIELD II101H4M焊丝具有较好的抗冷裂纹性能;采用LMN MoNi焊丝焊接时,需要一定的预热温度才能防止冷裂纹。EQ70板厚较大,具有较高的拘束度,故需要提高其预热温度来降低其冷裂纹敏感性。EQ70采用FLUXOFIL M42焊丝焊接时,其冷裂纹敏感性比采用OUTERSHIELD91K2-HSR焊丝时要小。
　　焊前预热、焊接热输入、焊后热处理等焊接工艺条件均会对焊接接头的微观组织和力学性能产生明显的影响。EQ56、EQ70焊缝中心的显微组织为先析铁素体+针状铁素体,不同的预热温度、热输入及焊后热处理得到的先析铁素体和针状铁素体的量不同。只有焊缝组织为大量针状铁素体时,才能保证焊缝具有良好的抗拉强度及低温冲击性能。故EQ56、EQ70在较低的焊接热输入和预热温度,配合适当的焊后热处理可以得到良好的焊接接头性能。
　　采用药芯焊丝气体保护焊焊接的EQ56、EQ70焊接接头性能比采用焊条电弧焊得到的焊接接头性能低,但均能满足ABS对海洋平台的要求。但从生产效率来看,药芯焊丝气体保护焊大大高于焊条电弧焊。

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Contents

第1章 绪 论

1.1海洋油气资源的勘探情况

1.2海洋平台发展及现状

1.3低合金高强度钢的主要特点及其焊接性

1.4海洋平台用钢

1.5平台用钢及焊接中目前存在的问题

1.6焊丝

1.7本课题的目的和意义

1.8本课题的内容

第2章 试验材料及试验方法

2.1试验母材与焊接材料

2.2焊接工艺试验方案设计

2.3力学性能试验

2.4微观分析

第3章EQ56、EQ70焊接冷裂敏感性及控制措施

3.1 EQ56、EQ70焊接性分析

3.2 预热温度的确定

3.3 试验方法

3.4试验结果与分析

3.5冷裂纹的预防措施

3.6本章小结

第4章 焊接工艺对EQ56、EQ70焊接接头力学性能的影响

4.1试验方案设计

4.2 试验结果

4.3 试验结果分析

4.4 本章小结

第5章 焊接工艺对EQ56、EQ70焊接接头微观组织的影响

5.1 金相组织分析

5.2 断口分析

5.3 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士期间所发表的论文

致谢