[发明专利]一种用激光冲击强化焊接接头的焊管

说明书

技术领域

本发明涉及一种用激光冲击强化焊接接头的焊管，尤其是涉及到一种用激光冲击强化焊接接头的X70管线钢焊管。

背景技术

X70管线钢焊管是通过埋弧自动焊接方法，实现由板材成型为管材，其焊接接头存在很大的残余应力和组织不均匀性，一般只有基材强度的50％～60％，是输送管道的薄弱环节。由于焊接过程中大量热源的输入，容易出现焊接残余拉应力，从而发生盐雾腐蚀，导致焊接接头应力腐蚀开裂失效。因此，必须对管线钢焊接接头进行表面防腐蚀处理。

目前主要通过喷丸处理方法，引进残余压应力来改善焊接接头抗盐雾腐蚀性能。存在着下列局限性：

(1)不能保证喷丸覆盖率的一致性；

(2)残余压应力的层深不易控制；

(3)焊接接头表面粗糙度提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种使焊管内部孔隙率下降，组织细化，晶界增多，提高了力学性能的用激光冲击强化焊接接头的焊管。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用激光冲击强化焊接接头的焊管，是由以下处理步骤得到的：在所述焊管的焊接接头表面上用0.4～0.6KW功率的脉冲激光照射，使所述焊接接头的表面层产生爆炸性气体，形成一个冲击波，焊接接头的表面层显微组织受力发生塑性变形，所述焊管内部位错密度急剧增加，晶界增多，形成强化层，即得到所述的焊管。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述焊接接头的表面层显微组织受力所产生的冲击能量的60～85％转变为塑性能。

本发明的有益效果是：

(1)方便了量化生产，提高了生产效率；

(2)通过5％NaCl腐蚀试验，提高了耐蚀性能和焊管质量；

(3)焊管内部孔隙率下降，组织细化，晶界增多，提高了力学性能。

附图说明

图1为本发明焊管焊缝处显微组织的原始状态图；

图2为本发明焊管焊缝处显微组织的激光冲击处理后的示意图；

图3为本发明焊管盐雾腐蚀后表面形貌的原始状态图；

图4为本发明焊管盐雾腐蚀后表面形貌的激光冲击处理后的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种用激光冲击强化焊接接头的焊管，是由以下处理步骤得到的：

在所述焊管的焊接接头表面上用0.4～0.6KW功率的脉冲激光照射，使所述焊接接头的表面层产生爆炸性气体，形成一个冲击波，焊接接头的表面层显微组织受力发生塑性变形，晶粒细化如图1、图2所示，所述焊接接头的表面层显微组织受力所产生的冲击能量的60～85％转变为塑性能。所述焊管内部位错密度急剧增加，晶界增多，形成强化层，即得到所述的焊管。

本发明用激光冲击强化焊接接头的焊管的具体实施方式：

对埋地焊管的服役环境进行试验，如图3、图4所示，在所述焊管的焊接接头表面上用0.5KW功率的脉冲激光照射，使所述焊接接头的表面层产生爆炸性气体，形成一个冲击波，焊接接头的表面层显微组织受力发生塑性变形，所述焊接接头的表面层显微组织受力所产生的冲击能量的85％转变为塑性能。所述焊管内部位错密度急剧增加，晶界增多，形成强化层，即得到所述的焊管。

本发明采用大功率KQ开关钕玻璃脉冲激光装置，激光冲击处理工艺参数为：功率0.5KW，扫描速度0.5mm/s，光斑直径0.5mm，输出电流为200A。激光冲击处理产生的冲击波使得焊管焊缝的孔隙率降低，表面粗糙度降低，提高了焊管的使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。