低匹配对接接头形状参数对三点弯曲应力集中系数的影响

弹性阶段以提高低匹配接头弯曲承载能力为目标,基于有限单元法针对X形坡口低匹配对接接头三点弯曲形状设计,从材料力学方法角度出发,考察了双侧余高对称时低匹配对接接头的焊缝余高、盖面焊道宽度、焊趾过渡圆弧半径等形状参数对三个危险区弯曲应力集中系数的影响.结果表明,对母材与焊缝交界处突变区与焊缝底部中心区的影响规律为焊缝余高影响最大,盖面焊道宽度影响次之,焊趾圆弧半径影响最小;对焊趾部位影响规律为盖面焊道宽度的影响较大,焊趾圆弧半径和焊缝余高影响均较小.选择合适的形状参数可以提高低匹配接头弯曲承载能力.     

弹性状态低匹配焊接接头弯曲等承载设计准则与设计方法

弹性状态以低匹配接头能够达到与母材“弯曲等承载能力”（EBLCC）为目标，对低匹配对接接头焊缝几何形状临界条件进行了理论分析，推导了低匹配接头满足弯曲等承载条件的最低余高以及最小熔宽，并给出了弹性状态低匹配弯曲等承载接头设计准则.分析了圆弧替代抛物线曲线的可行性，给出了适用于工程应用方便的三圆相切低匹配弯曲等承载接头设计方法，并进行了弯曲试验验证.结果表明，设计的三圆相切低匹配弯曲等承载接头能够达到与母材弯曲承载能力，满足弯曲等承载要求.文中给出的设计准则与设计方法可使低匹配接头按照母材的弯曲承载能力进行设计，为弹性状态低匹配接头弯曲承载能力设计提供重要的理论依据.     

基于等承载能力原则的低匹配对接接头设计

根据对接接头的应力分布特点,提出了低匹配接头焊缝与母材具有相等静载承载能力的条件,即焊根处应力集中因子与接头匹配比（焊缝金属与母材的屈服强度的比值）相等。通过有限元计算及其结果的回归分析,建立了对接接头几何参数与焊根处应力集中因子经验方程。针对高强钢焊接结构的应用,以焊缝与母材静载等强承载为原则,进行了低匹配对接接头的几何形状设计。结果表明,该几何形状设计不仅可在较大范围内选择匹配比而不必降低应用载荷,而且接头断裂模式由局部屈服断裂向整个接头的全面屈服断裂转变,该接头设计对于高强钢低匹配接头的应用具有重要意义。     

含中心裂纹低匹配对接接头形状参数对形状因子的影响

基于有限单元法针对含中心裂纹的低匹配对接接头形状设计,以最大限度提高接头的抗断能力为目标,从断裂力学角度出发,考察了含中心裂纹的低匹配对接接头的焊缝余高高度、盖面焊道宽度、焊趾过渡圆弧半径等形状参数对其形状因子的影响.结果表明,焊缝余高高度对含中心裂纹的低匹配对接接头形状因子影响最为显著,盖面焊道宽度的影响次之,焊趾过渡圆弧半径的影响最小.选择合适的形状参数可以提高含中心裂纹低匹配对接接头的抗断能力.     

低匹配对接接头应力集中系数计算及回归分析

针对高强钢低匹配的横向对接接头形状设计,以最大限度提高接头静载承载能力和疲劳强度为目标,采用有限元计算的方法,考察了焊缝余高、焊趾过渡圆弧半径、盖面焊道宽度、板厚等几何参数对焊趾和焊根处应力集中的影响,回归分析得出的焊趾和焊根处的应力集中系数的经验方程式,对高强钢低匹配对接接头设计具有指导意义.     

Effects of strength matching and crack depth on the fracture parameters for welded joints

ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｓｔｒｅｎｇｔｈｍａｔｃｈｉｎｇａｎｄｃｒａｃｋｄｅｐｔｈｏｎｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｗｅｌｄｅｄｊｏｉｎｔｓＴａｎｇＷｅｉａｎｄＳｈｉＹａｏｗｕ（Ｘｉ＇ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）Ａｂｓｔｒａ...     

裂纹深度和强度组配对焊接接头断裂性能的影响

利用弹塑性有限元计算和三点弯曲试验对不同裂纹深度，不同强度组配焊接接头试样的断裂性能进行了研究，着重讨论了裂纹深度和组配的不同对焊接接头试样加载过程中塑性区形状及大小，深浅裂纹分界点，抗断性能，裂纹尖端张开位移ＣＴＯＤ，Ｊ积分的影响。结果表明，裂纹越浅。加载时塑性区域大，断裂韧性值越高，高组配焊接接头试样加载时由于塑性区扩展到母材而具有较大的塑性区，低组配焊接接头试样加载时塑性区被抑制在焊缝中，尺     

转向架用 SMA490BW 钢对接接头应力集中系数有限元分析

目的分析转向架用SMA490BW钢对接接头的应力集中系数,提高转向架焊接接头的超高周疲劳性能,保障高速列车的安全可靠运行。方法对转向架用SMA490BW钢对接接头的超高周疲劳试样进行有限元建模,应用有限元软件ABAQUS计算不同焊趾过渡圆弧半径、焊趾倾角下接头的应力集中系数,并通过Origin软件分析建立应力集中系数(Kt)与焊趾过渡圆弧半径(r)、焊趾倾角(θ)的关系。结果当r=0.2 mm,θ分别为10°,20°,30°,40°,50°,60°时,Kt分别为1.391,1.747,1.976,2.263,2.425,2.525;当θ=30°,r分别为0.2,0.5,1,1.5,2,2.5,3,4 mm时,Kt分别为1.976,1.763,1.535,1.419,1.345,1.306,1.257,1.201。结论应力集中在对接接头焊趾处较大,r和θ对Kt有显著影响。r相同时,Kt随θ的增大而增大;θ相同时,Kt随r的增大而减小。应力集中系数关系方程对于焊趾处应力集中的改善以及转向架对接接头的超声疲劳试样设计具有指导意义。     

考虑接头几何参数的I-core全钢三明治板的刚度分析

激光焊接I-core三明治板常用的刚度设计公式,没有考虑接头几何参数的影响,在实际应用中其准确性受到影响. 通过外伸三点弯曲试验,对六种接头几何参数的I-core全钢三明治板的弯曲刚度和剪切刚度进行测量,并结合有限元计算,分析了接头几何参数对弯曲刚度和剪切刚度的影响. 结果表明,增加焊缝宽度可显著提高弯曲刚度和剪切刚度,而焊缝宽度大于60%芯板厚度后,焊缝宽度对刚度的影响减小. 间隙对刚度的影响可忽略.基于此结果,对三明治板设计时常用的刚度公式进行了修正.     

STUDY ON DYNAMIC J-INTEGRAL OF MECHANICAL HETEROGENEOUS WELDED JOINT

Welded joint is a mechanical heterogeneous body, and mechanical heterogeneity has great effect on dynamic fracture behaviour of welded joints. In the present investigation, dynamic response curve and dynamic J-integral of practical undermatched welded joint and whole base and whole weld three-point-bend (TPB) models containing longitudinal crack are computed. Dynamic J-integral is evaluated using virtual crack extension (VCE) method and the computation is performed using MARC finite element code. Because of the effect of inertia,dynamic load response curve of computed model waves periodically. Dynamic J-integral evaluated by VCE method is path independent. The effect of inertia has little influence on dynamic J-integral curve. The value of dynamic J-integral of undermatched welded joint is lower than that of whole base metal and higher than that of whole weld metal. The results establish the foundation of safety evaluation for dynamic loaded welded structures.     

高强钢低匹配静载等承载对接接头优化设计

按照理论匹配比设计的接头通常存在强度富裕,根据对接接头硬度测试结果,对比对接接头实际匹配比与应力集中因子分布,能够确定接头的最小实际匹配比.按照焊根处应力集中因子与最小实际匹配比相等的原则,对按照屈服强度匹配比设计的高强钢低匹配等承载对接接头按照抗拉强度匹配比进行了静载条件下几何参数的二次优化设计,接头几何尺寸显著减小,该接头设计方法考虑了冶金强化作用,避免了不必要的浪费.     

不锈钢薄板大间隙接头激光-MIG电弧复合高速焊接工艺

采用填充ER316焊丝的光纤激光-MIG电弧复合焊方法,焊接间隙为0.5 mm、厚度为1 mm的SUS444铁素体不锈钢薄板对接接头和搭接接头,研究了获得成形良好的对接接头和搭接接头的工艺参数窗口和极限焊接速度,并对焊缝进行了着色渗透检验和拉伸试验. 结果表明,合理匹配焊接速度和焊接电流,是获得成形良好的大间隙接头的关键;当焊接速度过小或焊接电流过大时,较大的热输入导致焊缝过度熔透,焊缝成形不良;当焊接速度过大或焊接电流过小时,较小的热输入导致焊缝未熔透. 对接接头焊缝成形质量良好且熔透的极限焊接速度可达12 m/min,而搭接接头的极限焊接速度为5 m/min. 成形良好的焊缝均未发现表面裂纹. 拉伸试验表明,对接接头断裂在母材上;搭接接头绝大部分断裂在熔合线附近,极限焊接速度下获得的搭接接头的抗拉强度是母材的84.2%.     

Research on the creep damage and interfacial failure of dissimilarmetal welded joint between 10Cr9Mo1 VNbN and 12Cr1MoV steel

0　IntroductionAnewmodified 9Cr Mosteel (SA2 13T91orT91)pos sessesimprovedhightemperaturestrength ,excellentductili ty ,weldability ,heatfatigueproperties .Therefore ,T91hasbeenwidelyusedinelectricpower,petrochemicalplant,nu clearpowerstation ,andsoon[1～3] .Itisappliedtothefinalstagesofsuperheatersandreheatersinfossil firedpowerplants .However,lowalloypearlitesteel(12Cr1MoV)isstillusedintheearlierstages .Thus,therearealotofdissimilarmetalweldedjoints (DMWJs)betweenSA2 13T91and12Cr1Mo…     

低匹配管道焊接接头的安全评定

在给定裂纹尺寸和栽荷条件及材料的力学性能条件下，以欧盟提出的结构完整性评定方法（SINTAP）为依据，对低匹配X56管线钢含缺陷的环向内表面焊接接头进行安全评定，建立了低匹配X56管线钢焊接接头的二级评定曲线。评定结果表明，评定点在曲线范围内，说明该结构是安全的，取代了将焊接接头近似看作均匀低强材料进行评定的方法，提高了评定精度，降低了评定方法的保守度。     

新型铝合金薄板对接激光焊接头性能

以6156铝合金为主要研究对象,对比了其激光填丝焊与自熔焊各自特点,探讨了焊缝表面成形、焊缝熔宽的影响因素及接头的抗拉强度与疲劳强度变化规律.结果表明,功率在1 800 W左右,焊接速度在2～3.5 mm/min,送丝速度在2～3.5 mm/min范围能获得较好的焊缝表面成形;接头焊后不经热处理抗拉强度可达314.3 MPa,为母材强度的81.3%,且有良好的抗疲劳性能;铝合金激光焊具有焊接速度高、焊缝成形美观、焊接参数范围广的特点,是一种良好的焊接方式.     

Microstructural Influence on Mechanical Properties in Plasma Microwelding of Ti6Al4V Alloy

The complexity of joining Ti6Al4V alloy enhances with reduction in sheet thickness. The present work puts emphasis on microplasma arc welding (MPAW) of 500-μm-thick Ti6Al4V alloy in butt joint configuration. Using controlled and regulated arc current, the MPAW process is specifically designed to use in joining of thin sheet components over a wide range of process parameters. The weld quality is assessed by carefully controlling the process parameters and by reducing the formation of oxides. The combined effect of welding speed and current on the weld joint properties is evaluated for joining of Ti6Al4V alloy. The macro- and microstructural characterizations of the weldment by optical microscopy as well as the analysis of mechanical properties by microtensile and microhardness test have been performed. The weld joint quality is affected by specifically designed fixture that controls the oxidation of the joint and introduces high cooling rate. Hence, the solidified microstructure of welded specimen influences the mechanical properties of the joint. The butt joint of titanium alloy by MPAW at optimal process parameters is of very high quality, without any internal defects and with minimum residual distortion.     

20 g钢对接焊接接头循环应力-应变的特性

利用低周疲劳单试样步增量法,得到了20g钢的母材,焊缝和焊接接头试样的循环应力-应变曲线及相关低周疲劳性能参数;分析了焊接接头各区域组织对循环应力-应变行为的影响,说明了焊接接头组织不均匀性引起的力学性能不均匀性的存在及作用。试验表明,具有组织不均匀性和力学性能不均匀性的焊接接头试样与均质的母材或焊缝试样的循环应力-应变行为是不同的,在锅炉及压力容器疲劳设计中应考虑这些不均匀性对焊接结构疲劳性能的影响。     

异种材料的搅拌摩擦焊技术

进行了铝合金与工业纯铜、铝合金与低碳钢的搅拌摩擦焊接实验.实际焊接了对接接头、丁字接头、搭接接头,观察了焊接接头组织,测量了接头性能.结果表明,用搅拌摩擦焊方法代替熔化焊方法焊接异种材料,可以获得组织致密、无缺陷的接头,接头强度较高,且工艺适应性、结构适应性较好,焊接工艺参数、各组元在焊缝金属中的比例等对形成良好的焊缝有重要的影响.     

Q345桥梁钢焊接接头超高周疲劳性能

采用超声疲劳振动技术研究了桥梁钢Q345qC的母材和圆形对接焊接接头试件的高周与超高周疲劳性能.试验发现,在105～109循环周次内焊接接头的疲劳性能远低于母材,且无论是母材还是焊接接头其S-N曲线都是呈连续下降趋势.当母材服役超过107周次,焊接接头服役超过5×106周次以后,试件仍然发生疲劳断裂.结果表明,焊接接头...     

Effect of joint design on mechanical properties of AL7075 weldment

The effects of joint design on the mechanical properties of AL7075-T6 aluminum sheet were studied on the latest automated gas-tungsten arc-welding system. Using ER5356 filler metal, full-penetration welds were made on workpieces with various included joint angles. Testing of the mechanical properties of the joints was done in the as-welded, naturally aged, and postweld heat-treated conditions. The results show that by using crack-resistant filler, and by selecting the proper joint design and postweld heat treatment, strong, dependable welds can be produced on thin AL7075 sheet material. An elasticity model of the weld joint was established to help understand the mechanical behavior of the joints. An undermatched joint design is shown to be capable of achieving a joint strength that matches the strength of the base alloy.