[发明专利]一种基于二次调控法的大变形管线钢填充焊参数确定方法

权利要求书

1.一种基于二次调控法的大变形管线钢填充焊参数确定方法，其特征在于，包括：

以一次热模拟为基础对待焊接试样进行二次焊接热模拟实验，得到热模拟后的试样；

将所述热模拟后的试样加工成CTOD试样，并计算断裂韧性参数；

对热模拟后需要预应变的试样通过单轴拉伸进行预加载，然后对热模拟后预应变前后的试样进行加工得到慢拉伸试样，进行慢拉伸实验并计算应力腐蚀开裂敏感性参数；

比较预应变前后试样延伸率的变化，并计算预应变敏感性参数；

结合预应变敏感性参数、断裂韧性参数和应力腐蚀开裂敏感性参数综合分析确定二次热模拟参数；

按照三维传热公式将确定的二次热模拟参数通过计算转化为焊接热输入参数；

根据所述焊接热输入参数确定焊接参数；

通过比较所述焊接参数与传统焊接参数的硫致应力腐蚀开裂强度系数确定该参数的优化作用。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待焊接试样为多个，且多个所述待焊接试样的二次热循环冷却速度不同。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述断裂韧性参数包括CTOD值，所述断裂韧性参数的计算公式为：

其中：F为载荷，S为跨距，W为宽度，B为厚度，a₀为初始裂纹长度，v为泊松比，σ_YS为屈服强度，E为弹性模量，V_p为缺口张开位移塑性分量，Z为刀口厚度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述慢拉伸实验包括：

以第一预设拉伸速率在空气中对所述热模拟后的试样拉伸至指定应变；

在预设拉伸实验温度下，以第二预设拉伸速率在选定拉伸溶液中对所述热模拟后的试样拉伸；

所述应力腐蚀开裂敏感性参数包括SSCC敏感性系数，所述SSCC敏感性系数计算公式为其中，S_ψ为SSCC敏感性系数，ψ_s为腐蚀介质中的延伸率，ψ₀为空气中的延伸率。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预应变敏感性计算公式为其中：ψ_p0为预应变前的延伸率，ψ_p1为预应变后的延伸率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二次调控法中二次热模拟参数与焊接热输入的关系为：

其中，Δt为目标冷却时间段，即二次热模拟t_8/5，T₁、T₂分别为冷却起止温度，T₀为预热温度，Q为焊接热输入参数，d为板厚，l为热传导率，p为材料的密度，c为比热容。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述焊接热输入参数确定焊接参数，具体包括：采用以下公式进行计算：

Q＝IUη/V；

其中，Q为焊接热输入参数，I为焊接电流；U为电弧电压；V为焊接速度；η为焊接热效率系数。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫致应力腐蚀开裂强度系数计算公式为：

其中，K_ISSC为硫致应力腐蚀开裂强度系数；P为平衡楔形块的载荷，加载面上的实测值；a为开裂长度；h为每一悬臂的高度；B为试件厚度；B_n为腹板厚度。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述焊接热输入参数确定焊接参数之后，还包括：

按照所述焊接参数采用二氧化碳药芯气体保护焊进行焊接，得到检测试样；

对所述检测试样进行CTOD实验、预应变实验和应力腐蚀实验，得到实验结果；

结合所述实验结果确定最终的焊接参数。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述CTOD实验的实验速率为0.5mm/min，实验温度-10℃，所述预应变实验的实验速率为0.5mm/min，所述应力腐蚀实验的实验速率为2×10^-5mm/s，实验温度23℃。