含根焊裂纹X80管道焊接接头应变能力数值模拟

自动焊技术在中国大口径、高钢级管道现场焊接过程中广泛应用,出现了由多种因素导致的错边、裂纹等焊缝缺陷,对管道焊接接头变形承载能力造成了严重影响.为了明确含根焊裂纹X80管道焊接接头应变能力变化规律,开展管道环焊接头应变能力数值模拟.以外径1 219 mm的单V形坡口 X80管道焊接接头为研究对象,假定接头处存在工程允许的最大3 mm错边以及根焊熔合线位置存在无法检测到的最大25 mm×2.5 mm的表面型裂纹缺陷,考虑环焊接头根焊、热影响区、母材、填充焊4个区域材料本构关系的差异性,采用数值仿真分析方法,定量分析了载荷形式、母材屈强比及热影响区软化率对焊接接头应变能力的影响.结果表明:通过建立的有限元模型,可以计算得到多种工况条件下含根焊裂纹X80管道焊接接头应变的变化规律,并且得到了以0.25 mm为临界韧性值、0.5％为应变能力的符合工程应用需求的安全临界强度匹配系数.研究结果可为含根焊裂纹X80管道焊接接头应变能力的安全评估及工程应用提供参考.