【摘 要】
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近年来随着构件的大型化、高强度化,为了提高生产效率,降低生产成本,在海洋工程制造领域中,一些高效率焊接技术已经逐步应用。高效率的大线能量焊接工艺,因在焊接热循环过程中焊接热输入量较高,高温区域停留时间过长,导致焊后组织不均匀,冲击韧性变差。因此,提高大型结构用钢质量安全,使用大线能量焊接用钢板,已经成为高强度海洋工程领域中的关键。本课题依托于“十三五”国家重点研发计划项目“高强度、大规格、易焊接海
【基金项目】
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“十三五”国家重点研发计划项目“高强度、大规格、易焊接海洋工程用钢及应用”课题二“海洋工程用大线能量焊接厚板制备及配套焊材开发”；
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近年来随着构件的大型化、高强度化,为了提高生产效率,降低生产成本,在海洋工程制造领域中,一些高效率焊接技术已经逐步应用。高效率的大线能量焊接工艺,因在焊接热循环过程中焊接热输入量较高,高温区域停留时间过长,导致焊后组织不均匀,冲击韧性变差。因此,提高大型结构用钢质量安全,使用大线能量焊接用钢板,已经成为高强度海洋工程领域中的关键。本课题依托于“十三五”国家重点研发计划项目“高强度、大规格、易焊接海洋工程用钢及应用”,针对EH420大线能量焊接海洋工程用钢,从焊接热影响区的冷却转变、焊接热影响区组织性能、夹杂物形核机理、实际大线能量焊接等多个方面进行了系统的研究。本文的主要研究工作及成果如下:（1）通过Formastor-Ⅱ型相变仪,对Ti-Mg脱氧工艺生产的EH420海工钢在未变形条件下的连续冷却相变行为和组织变化进行了研究,建立其SH-CCT曲线。（2）通过MMS-300热模拟实验机,对EH420海工钢进行进行焊接热循环实验,EH420海工钢在20kJ/cm～600kJ/cm的线能量范围内,-20℃冲击功逐渐减小,在线能量400kJ/cm时冲击功仍高达186J,远大于船级社标准47J。（3）高温共聚焦实验表明,在模拟输入线能量为200kJ/cm条件下,EH420实验钢的夹杂物有效促进了晶内交叉互锁针状铁素体的形核并向四周生长,同时在高温下钉扎奥氏体晶粒长大,晶粒平均尺寸为104μm。（4）惰性界面机制能够很好的解释非金属夹杂物促进针状铁素体多维形核的现象,Ti-Mg脱氧工艺生产的EH420海工钢中夹杂物类型为（Ti-Mg-Ca-Al-O）+MnS复相夹杂,夹杂物尺寸主要分布在0.2-0.6μm的范围内。（5）对经过线能量为196kJ/cm埋弧焊和206kJ/cm气电立焊后的EH420实验钢,在-20℃下,熔合线的冲击功分别为110J和157J,通过分析认为利用Ti-Mg脱氧工艺生产的EH420钢板已具有在大线能量焊接下保持较高低温冲击韧性的能力。
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