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针对土库曼斯坦气田集输用管道对输送高压及耐S、H2S腐蚀的要求,为满足环境、工艺及安全的规定,采用钨极氩弧焊(GTAW)和埋弧自动焊(SAW)对大口径厚壁(22+3mm)INCOLOY825/L415双金属复合管进行了不同工艺的焊接试验。借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术研究了焊接接头各区域组织特征,利用能谱(EDS)分析了焊缝各区域的成分变化;使用显微硬度计、万能拉伸试验机、低温冲击试验机测试了焊接接头的力学性能,主要研究结果如下:(1)INCOLOY825/L415双金属复合管焊接接头性能如下:基层焊接接头在760A电流工艺下平均抗拉强度为582.5MPa;复层焊接接头在平均电流160A工艺下平均抗拉强度为716.7MPa,平均延伸率为31.93%,平均硬度为273.57Hv;低温冲击结果显示焊缝的冲击功最大,母材最小,基层断口出现了大量的撕裂棱,具有脆性断裂特征,复层断口出现大量等轴韧窝,具有明显的韧性断裂特征。平均电流160A工艺下平均CTOD值为1.08875mm,平均电流180A工艺下平均CTOD值为0.3037mm,出现离散和Pop-in现象。(2)利用SEM、EDS对基层和复层的母材和焊缝进行了分析,结果表明:基层L415在780A工艺下,热影响区出现了魏氏组织。复层焊缝在两种不同工艺下都出现Nb、Mo的富集相,呈白色球状弥散分布;平均电流180A工艺下复层融合区出现了液化裂纹,裂纹形成于粗大的奥氏体晶界,通过沿晶+穿晶混合方式向焊缝扩展;而在复层焊缝中观察到结晶裂纹,沿着裂纹发现有NbC的析出,而在断口中存在Ti(C,N)的方块夹杂物。(3)针对复层平均电流180A工艺下出现裂纹的情况,通过EBSD的研究结果表明:焊缝大部分为小角度晶界。在焊接过程中,随着应力的增加,高层错能的奥氏体发生了{111}方向上的位错滑移,位错的滑移和塞积形成了小角度晶界。裂纹的扩展沿着平直的晶界进行,这些小角度晶界成为位错滑移的择优取向,裂纹沿着具有择优取向的小角度晶界发生扩展,当遇到了大角度晶界时就会终止。(4)通过对不同工艺下焊接接头的宏观和微观组织观察,以及综合力学性能的比较最终确定:基层采用埋弧焊760A焊接电流;复层采用钨极氩弧焊,平均电流160A的工艺参数满足生产工艺要求。