海底管道在铺设作业、浪流涌动、平台移动时产生的较大变形,使得管道连接环焊缝承受较大的应力而成为管道的薄弱环节。因此,海底管道环焊缝的性能决定了海底管道的运行寿命。为此本文以基于应变设计的某X70大应变海洋管管材为研究对象,对X70大应变海洋管管材的组织强韧性以及不同焊接工艺下接头的组织性能进行了研究。本文对选取的X70大应变海洋管管材的力学性能及显微组织研究表明:X70大应变海洋管的纵向抗拉强度为620 MPa,屈服强度为526 MPa,伸长率为59%,屈强比为0.84;横向抗拉强度648 MPa,屈服强度为510 MPa,伸长率为29.5%,屈强比为0.78;硬度值范围处于200HV₁₀至215HV₁₀之间;在0℃、-20℃和-40℃系列冲击温度下,冲击值仍能保持在300J以上。裂纹敏感系数为0.14,表明具有良好的焊接性。X70大应变海洋管材由多边形铁素体+贝氏体的双相组织组成,其中多边形体素体含量约为52%,贝氏体含量约为48%,晶粒细小且非金属夹杂含量低。论文选用全自动GMAW焊接方法,在前期研究优化的热输入条件下,研究了三种排焊方式和八种高强度焊接材料对X70大应变海洋管焊接接头性能影响。研究结果表明:从热焊道开始进行两道直拉排焊能够避免焊接缺陷的产生,保证焊接接头的质量。八种焊接材料的接头的焊缝组织主要由晶内针状铁素体+多边形铁素体+少量先共析铁素体组成。由于八种的焊材成分不同,因而焊缝中各种组织的比例有所不同。其中焊材编号为HS23、HS25和HS28的焊缝与母材的强度匹配值过高,其中焊材编号为HS25和HS28的试样最小延伸率分别为15%和17%,未能达到试验要求值。焊材编号为HS23接头根焊和填充焊硬度值分别为309HV₁₀和301HV_10,硬度值高于300HV₁₀,不满足焊接试验要求。其余焊材的焊缝与母材的强度匹配值位于25.4%³7.6%之间,焊缝具有良好的强韧性,能够保证X70大应变海底管道的焊接要求。