时效方式对罩筒残余应力和尺寸稳定性的影响

罩筒是煤矿机械中的关键部件,在约束条件下焊接后如不经过时效处理会产生很大的残余应力。当残余应力峰值达到材料的屈服极限,便会发生焊接变形;或者使用过程中,残余应力与外力叠加后峰值达到材料屈服极限,就会影响定位精度,导致设备的工作寿命大大缩短。文中焊接了两种型号的罩筒共4件,焊后分别进行了热时效和振动时效处理,并采用盲孔法对时效前后的残余应力进行了测量和分析。结果表明:热时效和振动时效方法均可有效降低罩筒的残余应力峰值,但在热时效消除残余应力的效果和后续尺寸稳定性方面要优于振动时效。     

振动埋弧焊工艺

振动埋弧焊工艺是一种在焊接过程中通过给焊件施加振动来改善焊接性能的新工艺.介绍了在西气东输阀门焊接中运用振动埋弧焊进行厚板焊接的试验,就残余应力、焊接变形、金相三个方面对常规埋弧焊和振动埋弧焊工艺进行比较,对振动埋弧焊工艺进行初步探讨.试验结果表明,振动埋弧焊工艺能有效地降低焊接残余应力和变形,并细化晶粒.     

矿用焊接结构连接罩的时效处理研究及应用

对刮板机关键部件焊接结构连接罩的焊接残余应力引起的焊接变形问题进行时效处理研究。采用现行焊接工艺对连接罩焊接后进行振动时效、热时效处理;然后采用盲孔法对连接罩检测振动时效、热时效前后的应力分布情况并采用三坐标进行验证,确定合理工艺并推广应用。     

单面钢架结构车厢底盘焊接变形的控制

针对单面钢架结构车厢底盘焊接变形问题进行了分析,制定了一系列预防焊接变形的措施.通过对焊件装配顺序和焊接顺序的调整,以及对焊接热输入和焊接施工过程的严格控制,有效地减小了焊接变形,降低了焊接应力,减小了后续矫正变形的工作量,对同类结构焊件的生产具有实际借鉴意义.     

降低防护型装甲车体焊接接头残余应力工艺研究

为了降低超高强装甲钢车体焊接接头残余应力,文中通过对超高强装甲钢焊接接头频谱振动时效和超声波冲击振动时效,验证焊缝残余应力消除效果,并评价时效处理前后尺寸精度变化,最后通过焊接工艺评定试验来分析焊态、整体振动时效和超声波冲击振动时效不同状态下的力学性能、硬度和金相组织差异。通过分析研究可知：经频谱时效振动后的焊缝残余应力可降低29.52%;经超声波冲击振动后的焊缝残余应力可降低50%左右;超声波双面双侧冲击的试板尺寸变化量最小,尺寸变化量在±0.05 mm内;频谱时效振动的试板尺寸变化量最大,尺寸变化量在±0.2 mm内。同时超声波冲击时效后的焊缝显著提高了接头的连接强度及抗弯能力;但不同状态下对应的焊接接头各区域硬度变化无显著差异,焊接接头各区域的组织基本一致,无差异。     

海洋平台用D36钢焊接构件振动时效后的组织与性能

海洋平台的焊接结构具有尺寸大、质量大、材料强度高的特点,其残余应力消除是一项十分重要但也十分困难的工作.振动时效技术可以用于海洋平台焊接结构的残余应力消除,但目前关于振动时效对海洋平台焊接结构、焊缝内部组织和疲劳性能等方面影响的研究还很少.本文选取了D36低合金高强钢的焊接构件作为研究对象,对比研究了在振动时效前后焊接构件的内应力、疲劳性能和微观组织的变化.试验结果表明,振动时效可以显著降低焊接构件的内部残余应力,同时并不会降低其疲劳性能,甚至能提高构件疲劳性能的稳定性.焊接构件的金相组织在振动前后不会发生变化,但在透射电镜下观察可以发现,构件内部的位错增多.这些研究成果为振动时效技术在海洋平台焊接结构的应用提供了新的理论基础.     

不同振动时效处理工艺对焊接构件残余应力的影响

振动时效技术是通过引起焊接构件的共振达到调整构件内部残余应力的新技术,具有适用性强、耗能低等特点,有着广泛的应用前景.本文通过测试采用不同振动时效处理工艺后海洋平台用D36钢焊接试件的焊后残余应力及角变形,对比分析了在焊接过程中不同阶段进行振动时效处理对焊接构件残余应力和角变形的影响.试验结果显示,采用“焊时振动”处理工艺时的角变形最小,而采用“层间振动”处理工艺可以获得最好的应力消除效果.为不同振动时效处理工艺应用于减小焊接构件残余应力和焊后变形提供了试验理论依据.     

振动时效时间对激光-MIG电弧复合焊铝合金焊接接头残余应力的影响

焊接是轨道车辆铝合金车体组装过程中的关键技术,焊接过程中不可避免地会产生焊接残余应力,残余应力的存在会影响接头的疲劳强度和结构的稳定性,因而研究消除和改善焊接接头残余应力的方法具有重要意义。通过对比轨道车辆用6005A铝合金焊接接头在不同振动时效时间条件下残余应力的变化情况,分析了不同振动时效时间对铝合金焊接接头残余应力的影响。结果显示,焊接后铝合金接头存在高残余拉应力,而振动时效可以有效降低残余拉应力的峰值,并能使铝合金焊接接头残余应力均匀化,振动时效时间为20 min时消除应力效果最好。     

大直缝焊管热时效与振动时效消应力工艺比较

采用热时效和振动时效两种工艺控制大型直缝焊管的焊接残余应力.结果表明,热时效和振动时效工艺均能有效降低Q345钢大型直缝焊管的残余应力,使焊接残余应力分布更加均匀,且焊接区的消应力效果相对于母材区更为明显.其中振动时效对铸态组织有良好的消应力作用,但对于冷塑性变形加工状的组织消应力效果不理想.热时效工艺的消应力效果和均化应力能力优于振动时效工艺,但在满足消应力要求的前提下考虑经济因素和工艺便捷性,最终选定振动时效作为消应力工艺.     

空间超大型X钢管节点的制作及焊接工艺

介绍了广州珠江新城西塔工程外筒超大X型钢管节点的结构形式,详细分析了该类型节点制作与焊接的特点与难点,并结合工厂实际制作能力制订了有针对性的工艺技术措施,包括焊接工艺原理的角度,合理、科学的设计出各主要焊缝的形式、主结构装配顺序、焊缝焊接顺序和工艺要求等,并利用振动时效工艺消减焊接残余应力,通过焊接前后对主结构不同部位截面的应力水平进行监测与对比试验,确定了振动时效工艺对焊接残余应力的消减作用。     

TC4薄板随焊旋转挤压工艺

薄板钛合金由于在焊后存在较大的残余压应力,使得其易发生失稳变形.采用随焊旋转挤压方式,对焊缝高温部位进行塑性延展,减少焊接时所发生的塑性收缩量,降低残余压应力的值,从而降低焊接变形量.采用拉伸试验、拉伸断口SEM分析和焊后薄板的变形挠度的测量等试验.结果表明,随焊旋转挤压焊件的变形挠度可以下降到常规焊件挠度的2/3,并且随着加载应力的增加,变形的挠度可以进一步下降.说明在焊接过程中采用随焊旋转挤压方式控制薄板TC4失稳变形是可行的.     

钛合金薄板焊接应力的随焊锤击控制

将随焊锤击技术应用于钛合金薄板焊接应力与变形控制，分别对TC4钛合金薄板进行常规焊和采用随焊锤击技术对焊接应力与变形进行控制，结果证实，随焊锤击工艺有效地减小了薄板焊件的挠曲变形，焊缝的纵向残余应力减小到常规焊的1／10，最大焊接挠曲变形由常规焊的15mm减小为5mm。     

随焊冲击旋转挤压控制TC4薄板焊接失稳变形工艺

薄板钛合金在焊后存在较大的残余压应力,使其发生失稳变形,很多情况下,结构不能满足设计要求,必须采取措施减少失稳变形.文中采用随焊冲击旋转挤压的方式,对焊接过程中尚处于较高温度的焊缝部位进行塑性延展,减少焊接时发生的塑性收缩量,降低残余压应力的值,从而减少焊接变形量.对焊后薄板的变形挠度和残余应力进行了测量,变形挠度下降...     

1420铝锂合金动态低应力无变形焊接技术

针对1420铝锂合金平板对接和T形穿透焊接结构,开展了动态低应力无变形(DC-LSND,dynamically controlled low stress non-deformation)焊接技术的可行性研究;通过与常规TIG焊进行焊接应力和变形、接头组织以及拉伸性能的对比,分析了该技术实现应力和变形控制的原因.结果表明,采用动态低应力无变形焊接1420铝锂合金平板对接结构,能够有效地减小焊接应力和变形,并且对接头的拉伸性能没有影响,同时采用该技术可实现铝锂合金T形接头穿透焊的应力和变形的控制.     

采用振动时效工艺消除电站锅炉水冷壁焊接应力

以1Cr-0.5Mo合金钢水冷壁典型部件为对象,分析比较了水冷壁3种状况下（焊态、焊后热处理和振动时效）的焊接残余应力以及力学性能。采用优化后的振动时效工艺,焊接接头综合力学性能和显微硬度均能满足工艺评定需要,可考虑代替部分1Cr-0.5Mo钢管屏的焊后热处理。     

304L超低碳不锈钢板的振动时效

针对304L不锈钢底板的焊后残余应力，采用振动时效（VSR）的方法进行消除。介绍了振动时效工艺参数，应用JB／T 5926—91标准对振动时效工艺进行了定性评价。采用盲孔法测定了焊后和振动时效后底板焊缝的残余应力，结果表明残余应力下降了30％以上。试验结果显示振动时效工艺可以替代热处理时效，明显消除304不锈钢焊接构件的残余应力。     

Effects of welding parameters and welding sequence on residual stress and distortion in Al6061-T6 aluminum alloy for T-shaped welded joint

The distribution of temperature and then the distribution of residual stress and distortion in the stiffened aluminum alloy Al6061-T6 plates under the metal inert gas (MIG) welding process were investigated by three dimensional thermo-mechanical coupled finite element model using Ansys software. The properties of materials were considered temperature-dependent and the filler metal was added to the workpiece by the element birth and death technique. In three modes of current, two different speeds and two various sequences, the distribution of residual stress and distortion were calculated and analyzed. The results showed that increase in welding speed decreased the vertical deflection in the plate, transverse shrinkage and angular distortion of plate and the lateral deflection of stiffener, but increased the maximum longitudinal tensile stress in the plate and stiffener. Furthermore, increase in current increased the residual stress and deformation in the plate and stiffener, and the change in the welding sequence changed the distribution of the distortion in the plate and the stiffener without significant change in the distribution of the longitudinal residual stress.     

Comparative study on evaluation of tendon force for welding distortion prediction in thin plate fabrication*

Tendon force is an essential concept to predict welding distortion such as longitudinal shrinkage and welding induced buckling in thin plate fabrication.In this study,three approaches with experimental,theoretical and computational analysis,are examined to evaluate the magnitude of tendon force.In detail,inherent deformation theory is introduced first,the theoretical analysis to obtain the inherent strain solution is also reviewed;and then analytical solution for tendon force is achieved.Also,the theory of FE analysis for welding is introduced and implemented in a computation to obtain the transient temperature distribution,plastic strain,residual stress and welding distortion in a bead-on-plate welded joint with 2.28 mm in thickness.The longitudinal displacement is employed to evaluate tendon force directly,and these computed inherent strain and inherent stress can also be employed to evaluate tendon force by integration approach later.All the evaluated magnitudes of tendon force have a good agreement with each other.     

采用三维光学测量技术对薄板焊接失稳变形的分析

采用一种新的测试方法——三维光学面扫描测量系统对低碳钢板平板堆焊过程中的失稳变形进行了研究,通过对低碳钢薄板焊前和焊后状态进行测量,得到薄板焊前和焊后的全场面外变形形貌;并结合基于固有应变法的有限元数值模拟,分析可知焊接引起的这种凹_凸变形属于失稳变形.进而采用小孔法进行残余应力测量.结果表明,远离焊缝区存在较大的残余压应力,纵向残余压应力是导致失稳变形的主要作用力.采用三维光学全场测试技术结合有限元数值模拟分析的方法,对薄板失稳变形的机理及影响因素的探究更加深入、准确.