【摘 要】
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高压、大管径、高钢级管线钢是石油、天然气输送管道发展的必然趋势.X80管线钢是控轧控冷的微合金钢,具有高强度和良好的抗延性断裂能力,是输气管道中的高钢级管材.本文以X80
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高压、大管径、高钢级管线钢是石油、天然气输送管道发展的必然趋势.X80管线钢是控轧控冷的微合金钢,具有高强度和良好的抗延性断裂能力,是输气管道中的高钢级管材.本文以X80管线钢为对象,以热动力学、金属物理学和力学等基本理论为基础,计算其焊接接头的温度场、应力场.采用物理模拟和定量预测手段,分析X80管线钢在不同焊接工艺中所形成接头的组织和性能,实现对焊接接头的组织和性能的预测,得出保证X80管线钢焊接接头强韧化的最优焊接条件,为X80管线钢在管道上的实际应用提供理论依据.文中利用SYSWELD焊接有限元分析软件,采用双椭球焊接热源模型,模拟了X80管线钢焊接过程,获得了不同工艺参数下焊接粗晶区的焊接热循环曲线,并分析讨论了工艺因素对t<,8/5>和t<,H>热循环参数的影响.同时,也应用SYSWELD软件模拟了X80管线钢多层焊过程,数值模拟考虑了材料热物理性能与温度的非线性关系,以及相变潜热对温度场的影响,实现焊接温度场、组织状态场和应力应变场三场耦合计算.通过模拟获得了焊接应力分布的变化和残余应力的分布结果.此外,利用热模拟方法对X80管线钢焊接性进行了测定、分析和探讨；对焊接接头HAZ的组织和性能做了预测；并以韧性优化作为焊接工艺参数的优化目标,采用MATLAB软件,对X80管线钢的焊接工艺参数进行了优化.
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