ГИБРИДНАЯ ЛАЗЕРНО-ДУГОВАЯ СВАРКА ВЫСОКОПРОЧНЫХ ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ КЛАССОВ ПРОЧНОСТИ API X80 И X120

ГИБРИДНАЯ ЛАЗЕРНО-ДУГОВАЯ СВАРКА ВЫСОКОПРОЧНЫХ ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ КЛАССОВ ПРОЧНОСТИ API X80 И X120 / ГЛОБАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, 2017 №1(22), С. 21–35

* Общество Фраунгофера,

** Институт производственных систем и технологий конструирования ИПК, Берлин, Германия

Федеральное ведомство по исследованию и испытаниям материалов БАМ, Берлин, Германия Целью настоящей работы являлось изучение возможностей гибридной лазерно-дуговой сварки в части выполнения продольных швов труб большого диаметра классов прочности API 5L X80 и X120.

Экспериментальные исследования были сфокусированы на изучении методов повышения ударной вязкости гибридных сварных швов для условий низких температур эксплуатации трубопроводов. Улучшенные показатели ударной вязкости были достигнуты за счет применения металлопорошковых проволок, обеспечивающих формирование предпочтительной мелкозернистой микроструктуры металла шва. Современные технологии дуговой сварки, такие как сварка модифицированной импульсной струйной дугой, были использованы в составе гибридного лазерно-дугового процесса для обеспечения более глубокого проникновения присадочного материала в узкую зону проплавления гибридного лазерно-дугового шва. Форма разделки кромок с высотой притупления не более 14 мм принята в качестве оптимальной.

Анализ химического состава металла шва обнаружил лишь частичное присутствие присадочного материала на глубине проплавления 14 мм. Сверх указанной глубины металлургические воздействия на металл сварного шва с помощью сварочной проволоки не могут быть гарантированы.

Требуемые механико-технологические свойства изготовленных гибридных швов подтверждены результатами соответствующих испытаний. Полученные cредние значения ударной вязкости составляют величину около 150J при температуре испытаний -60°C для стали X80. Для стали X120 была достигнута cредняя величина ударной вязкости 53J при при температуре испытаний -40°C. При этом, требуемое значение ударной вязкости металла сварного шва в соответствии со стандартами API 5L и DIN EN 10208-2 составляет лишь 40J при температуре испытаний 0°C.

Поступила в редакцию: 10.02.2017

Исследование выполнено в рамках проекта IGF 16415N объединения FOSTA при финансовой поддержке Федерального министерства экономики и технологий (BMWi) Германии.