HR-2抗氢高强钢管激光焊接工艺及力学性能研究

张成蹊; 涂画; 蒋俊俊; 周晓辉; 刘福运; 徐富家; 韩晓辉; 武鹏博; 檀财旺

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2026.08.03

高强钢优质高效焊接 | 浏览量 : 0 下载量: 0 CSCD: 0

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专辑

HR-2抗氢高强钢管激光焊接工艺及力学性能研究
Laser Welding of HR-2 Hydrogen-Resistant High-Strength Steel Pipes: Process Parameters and Mechanical Properties
2026年56卷第8期页码：32-41
收稿：2026-07-01，

修回：2026-08-09，

网络首发：2026-08-31，

纸质出版：2026-08-20
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.08.03
稿件说明：

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张成蹊，涂画，蒋俊俊，等.HR-2抗氢高强钢管激光焊接工艺及力学性能研究［J］.电焊机，2026，56（8）：32-40. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.08.03.

ZHANG Chengxi, TU Hua, JIANG Junjun, et al.Laser Welding of HR-2 Hydrogen-Resistant High-Strength Steel Pipes: Process Parameters and Mechanical Properties[J].Electric Welding Machine, 2026, 56(8): 32-40. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.08.03.

摘要

针对HR-2抗氢高强钢管止口结构激光焊接中熔透控制和缺陷抑制要求较高的问题，采用+2 mm离焦激光焊接工艺，研究了焊接速度（1.0~2.0 m/min）和激光功率（800~1 400 W）对接头成形质量、内部缺陷、显微组织及拉伸性能的影响规律。结果表明，在试验参数范围内均可获得连续焊缝，截面呈典型“酒杯型”深熔焊形貌。结合止口高度2.2 mm和管壁厚度2.88 mm，选取熔深适中的S1、S2和S3三组工艺进行对比。S2工艺（1.5 m/min、1 300 W）焊缝表面较平整，熔深适中，X射线检测和纵截面观察未见明显缺陷；S1工艺止口附近存在局部未熔合或未完全熔透风险；S3工艺出现少量气孔倾向。焊缝组织主要为奥氏体柱状晶和树枝晶，熔合线及止口附近因冷却速度较快保留少量残余δ-铁素体。S2接头抗拉强度和断后伸长率分别为728 MPa和37.6%，断口内、外侧均以韧窝形貌为主，表现出较好的强塑性匹配。

Abstract

To meet the requirements for penetration control and defect suppression in laser welding of HR-2 hydrogen-resistant high-strength steel pipes with stepped-groove joints

a laser welding process with a defocusing distance of +2 mm was adopted. The effects of welding speed and laser power on weld formation

defects

microstructure and tensile properties were investigated. The results show that continuous welds can be obtained within the tested parameter range

and the weld cross-sections exhibit a typical wine-glass-shaped deep-penetration morphology. Considering the stepped-groove height of 2.2 mm and the pipe wall thickness of 2.88 mm

three representative parameter sets with moderate penetration depth

namely S1

S2 and S3

were selected for comparison. The S2 condition (1.5 m/min

1 300 W) produces a relatively smooth weld surface

moderate penetration depth and no obvious defects according to X-ray inspection and longitudinal-section observation. The S1 condition shows a risk of local incomplete fusion or insufficient penetration near the stepped-groove root

whereas the S3 condition exhibits a slight tendency toward pore formation. The weld microstructure is mainly composed of austenitic columnar and dendritic grains

with a small amount of residual δ-ferrite retained near the fusion line and stepped-groove root owing to the relatively high cooling rate. The S2 joint shows a tensile strength of 728 MPa and an elongation of 37.6%

and both the inner and outer fracture surfaces are dominated by dimples

indicating a good strength-ductility balance.

关键词

Keywords

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