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随着经济的发展,对石油天然气需求量日益增加,加快了石油天然气的运输,促进了国内外石油天然气管道向高钢级、大口径、长距离发展,在我国建成的西气东输二线管道工程中已经大面积使用X80钢级管线钢。焊接是一个局部的快速加热和冷却过程,由于在施工过程中管线钢受热不均匀,造成焊接接头组织及性能的差异,使其成为整个管道的薄弱环节。随着最近两年管道漏油事故的频发,管道建设中要更加注重管道焊接生产,严防事故的发生。本文首先利用Gleeble-1500热模拟实验机模拟X80高强钢焊接热循环粗晶区在不同冷却速度下的组织,对其进行组织特征、力学性能和冲击断口形貌分析；利用热模拟实验分析结果,结合焊接冶金学设计X80高强钢焊接工艺,然后根据焊接工艺进行焊接实验,并对实验结果进行组织和力学性能分析,判断其是否满足工程要求,并分析原因。实验结论如下：(1)X80钢焊接热影响粗晶区组织主要为贝氏体组织,由板条贝氏体和粒状贝氏体组成；随着ts/s时间的增加,板条贝氏体数量逐渐减少,且由细长状转变成粗大片状、趋于平行,粒状贝氏体数量逐渐增加,其间的M/A组元数量增加,间距缩短,面积增大。(2)随着ts/s时间的增加,焊接热影响粗晶区组织冲击韧性先增大后减小,t8/5=7s时,X80钢焊接热影响粗晶区组织表现出较好的冲击韧性,显微组织为少量的粒状贝氏体弥散分布在大量板条贝氏体之间,分割细化板条贝氏体,增加有效晶界面积,起到分割细化和强化作用,冲击断口表现为大量细小韧窝,表现为明显的韧性断裂特征。(3)通过对X80高强钢焊接接头进行显微组织分析和拉伸实验、冲击实验、硬度实验得出,预热温度为100℃+热输入8.7～27.1lkJ/cm的焊接工艺得到的接头热影响区组织力学性能均满足《西气东输二线管道工程线路焊接技术规范》对X80钢的要求,其中预热温度100℃+线能量在13kJ/cm左右的焊接工艺得到的焊接接头具有较好的韧性和综合性能,推荐在管道建设安装过程中使用。通过本文的实验研究,希望能够为X80高强钢焊接工艺设计提供参考,提高X80管线的整体性能,增强石油天然气管道的安全性,保证石油天然气的运输。