B780CF是一种低合金高强钢,具有冷裂纹敏感性低、强度等级高、综合力学性能好等特点,被广泛的应用于大型、巨型水电站以及高水头抽水电站水轮机埋件、高压钢管、钢岔管等方面。为了做好800MPa级高强钢的焊接工艺技术储备,需对B780CF钢进行了一系列焊接试验分析,确定该材料合理的焊接工艺方案。但目前对B780CF钢焊接接头裂纹扩展速率的研究很少见报道,尤其是不同的焊接工艺下的疲劳裂纹扩展速率的研究更是罕见,本文就以不同的焊接工艺作为切入点,对B780CF钢的焊接接头的疲劳裂纹扩展行为进行试验研究,寻找最佳焊接工艺参数,并与热影响区和母材裂纹扩展速率做横向对比,系统地为B780CF钢焊接结构工程应用提供可参考的理论依据及数据,并分析比较了不同焊接工艺下的疲劳断口,探讨其破坏机理。首先采用标准紧凑拉伸试件(CT试件),对B780CF钢进行不同焊接工艺下的疲劳裂纹扩展试验,得到不同焊接工艺下的疲劳裂纹扩展数据(a,N)和(da/N,△K)。以Paris公式为出发点,研究了不同的焊接工艺对疲劳裂纹扩展速率的影响,得到了不同焊接工艺下的da/N-△K曲线,以及Paris参数C,m与焊接工艺的关系,同时利用Paris公式定量反推疲劳扩展寿命,并对疲劳裂纹扩展数据进行了可靠性、置信度分析:1)基于(a,N)数据的疲劳裂纹扩展速率可靠性研究;2)基于(da/,△K)数据的疲劳裂纹扩展速率可靠性研究;3)考虑置信度的影响基于(a,N)数据的疲劳裂纹扩展速率可靠性研究。研究结果表明:1)焊接接头各区在相同裂纹长度下疲劳寿命有差异,总体上母材<埋弧焊<热影响区<手工焊,也就是母材的寿命最短、手工焊的最长;2)不同的焊接工艺下的Paris参数是不同的,说明不同的焊接工艺对Paris参数C、m有一定影响;3)可靠度越高,B780CF钢的疲劳裂纹扩展速率越快。其次对B780CF钢在不同焊接工艺下的疲劳试件断口进行扫描电镜(SEM)分析,结果表明:疲劳往往从试样的表面或有缺陷处、或最大应力处起源,在外载荷和较大应力集中作用下,导致夹杂自身的断裂,形成微裂纹;在疲劳裂纹稳定扩展的第一阶段,开动的滑移数量少,且滑移主要是在滑移面内进行滑移;在裂纹快速扩展阶段,开动的滑移系数量多,滑移方式多,除了在滑移面内进行滑移外,还有交滑移和攀移等滑移方式,具有很大的灵活性,当位错在滑移面上受到阻碍时,位错可以离开原来的滑移面继续运动,裂纹扩展速率加快。最后对B780CF钢标准紧凑拉伸试件(CT试件)进行过载条件下的裂纹扩展试验,研究不同的过载比对疲劳寿命的影响,结果表明:过载比越大,达到同一裂纹长度的疲劳寿命N越大,也就是裂纹扩展速率越慢。当过载比为2.5,疲劳寿命运行到100000次左右时,裂纹长度仍保持不变,即裂纹扩展速率基本为零,裂纹不扩展。