优化X70钢管道全位置激光-MAG焊缝成形：抑制内凹与性能影响

本研究聚焦于X70钢管道在全位置激光-熔化极活性气体保护(MAG)电弧复合根焊焊接过程中的技术挑战。X70钢因其高强度和耐腐蚀性，在石油天然气管道工程中广泛应用，而全位置焊接能够确保焊接质量的一致性。然而，实验发现当焊接3至6点位时，焊缝背面容易出现内凹问题，这可能会影响焊接接头的完整性。 研究表明，激光-电弧复合焊接的能量输入和焊枪角度对焊缝背面内凹的形成有着显著影响。较高的能量输入可能导致熔池内的液态金属由于重力作用下淌，形成焊缝背面的内凹。为了改善这种情况，研究人员提出了一种变参数能量输入策略：从3点位开始，逐步降低激光-电弧复合焊接的功率，并将焊枪角度调整至与焊缝切线方向呈80°，利用保护气的吹力和电弧力共同作用，有效地抵消了重力对熔池的影响，从而抑制了内凹缺陷的产生，优化了焊缝的成形。 除了结构方面的改进，研究还关注了焊接质量对管道性能的影响。实验结果显示，焊缝背面是否有内凹对静载拉伸性能影响不大，具有内凹的管道抗拉强度可以达到596 MPa以上，显示出良好的力学性能。然而，焊缝背面的内凹显著降低了管道的疲劳性能，这意味着在高应变环境下，内凹部位可能会提前失效，这对管道的使用寿命和安全性构成潜在威胁。 这项研究提供了关于如何通过精确控制激光-电弧复合焊接参数来优化X70钢全位置根焊焊缝成形的方法，这对于提高此类复杂结构管道的焊接质量、延长其服役寿命具有重要意义。未来的研究可能进一步探索其他可能影响焊接性能的因素，如焊接速度、冷却速率等，以实现更高效的焊接工艺和更优的焊缝质量。