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不锈钢管热输入量的指标是焊接线能量,随着线能量的增加,HAZ的 硬度降低,能降低产生淬硬组织的倾向,对氢致开裂的越有利,但是线能量的增加造成焊接熔深的增大,可能会发生烧穿。因此,需要平衡焊接热输入量,不锈钢管在不发生烧穿的条件下,提高焊接热输入量。 对于不锈钢管的热输入量,国外Young-pyo Kim等人[38]对不同壁厚的X65管道进行焊条电弧焊和钨极氩弧焊试验,研究表明焊条电弧焊对8mm厚管道的热输入量范围是11.0kJ/cm~21.8kJ/cm,对10mm厚不锈钢管的热输入量范围为18.0kJ/cm~29.5kJ/cm;钨电极氩弧焊对8mm厚管道的热输入量范围是22.2kJ/cm~41.7kJ/cm,对10mm厚不锈钢管的热输入量范围是19.5kJ/cm~47.6kJ/cm。国内张德勤[39]对厚10mm的X65管线钢进行自动埋弧对接焊,研究热输入对其金属组织及性能的影响,发现当热输入量达到2022J/mm,管线钢低温冲击吸收功 。 对于热输入量的计算公式,国外方面,Carl E. Jaske研究后得到热输入量计算式60/1000HVIS(式中:H—热输入,kJ/mm;V—电压,V;I—电流,A;S—焊接速度,mm/min)。国内方面,曹崇珍等人[41]总结为/iHKVAS=(式中:iH—热输入量,J/mm;K—系数,对焊时K=0.85,角焊时K=0.57;V—焊接电压,取平均值,V;A—焊接电流,取平均值,A;S—焊接速度,取平均值,mm/s)。可见国内外对于热输入量的计算公式存在差异。
在316LN不锈钢管的锻造过程中,控制锻造变形的真实应变应大于0.655;可以通过316LN不锈钢管动态再结晶实现晶粒细化,达到产品的晶粒度要求。2)采用大圆角V砧和上下不等砧宽比拔长时,可以有效地增加或改善等效应变的分布。建议大圆角半径比值取0.8~1.2;当上砧砧宽比0.6时,V砧砧宽比应小于0.9,建议取0.8。3)大圆角V砧翻转拔长提高了坯料内部的等效应变,坯料整体的等效应变分布更为均匀,了坯料内部的“空洞”。316LN不锈钢管锻造过程中,采用改进砧形连砧翻转拔长,有利于解决其晶粒细化和晶粒均匀性的问题。 为了验证数值模拟实验得到结论的正确性,分别进行了普通砧形以及组合砧形拔长的物理模拟。通过数据处理后,试样的中心截面等效应变分布如图7中所示。比较可知,组合砧可以显著增大试件中心的等效应变分布。在压下率不变的情况下,采用改进的组合砧形,可以获得更好的应变分布状态,这和数值模拟得出了一致的结论。对于物理模拟实验,由于采用坐标网格法进行四节点网格的截取,进行了一定的近似,因此实验结果会有误差,但这不影响对变形分布规律的分析。
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