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本文的研究目的是开发出一种与420Mpa级海洋平台用钢相配套的无缝药芯焊丝(合作企业产品标号TME711NiSF),使其满足海洋平台对焊接材料的性能要求,并对焊丝的增韧和降氢措施进行研究。本文从以下几方面对试验焊丝的研制及其性能测试进行了较为全面的研究:1.依据海洋平台建造对0.5Ni系药芯焊丝的性能要求,确定了试验焊丝所使用的钛碱型渣系和Mn-Si-Ni-Ti-B合金系,并在德国进口无缝药芯焊丝生产线上制造了试验焊丝。2.为提高试验焊丝的力学性能,对配方中的脱氧剂和合金剂含量进行了优化设计。结果表明,熔敷金属中的氧含量处于低位,Ti和B含量处于合适范围,Mn和Si含量居于优化水平时,熔敷金属显微组织主要是均匀细小的针状铁素体,这种组织的塑性和低温韧性高,熔敷金属在温度-40℃冲击吸收功可达到154J。3.为满足海洋平台建造中大热输入焊接和焊后热处理的需要,考察了试验焊丝对热输入和焊后热处理的适应性。试验结果表明,焊丝对14~30 kJ/cm之间的热输入具有良好的适应性,熔敷金属的显微组织是等轴铁素体加少量珠光体,可以获得优良的力学性能。焊后热处理对焊丝熔敷金属性能影响不大,熔敷金属仍能保持高的强韧性,焊丝能够适应工程中焊后热处理的需要。4.为探究试验焊丝的抗裂性能,对试验焊丝进行了G-BOP试验、小铁研试验和所设计的厚板角焊缝裂纹试验。试验结果表明,由于焊丝熔敷金属韧性高,扩散氢含量低(2.4m L/100g),达到了超低氢水平,焊丝具有优良的抗裂性。所设计的厚板角焊缝裂纹试验包含了影响冷裂纹敏感性的三要素,其试验结果与G-BOP试验和小铁研试验结果一致,认为该试验方法可推广应用于工程中角焊缝的冷裂纹敏感性检测。5.为考察试验焊丝焊缝金属的断裂韧性,本文进行了CTOD试验。结果表明,由于焊缝组织主要是塑韧性好的针状铁素体,能够有效阻碍裂纹扩展,所以焊接接头获得了良好的断裂韧性。