焊接裂纹的金属磁记忆定量化评价研究

针对金属磁记忆检测技术目前尚不能对焊接裂纹进行定量的评价的问题,通过对预制焊接裂纹一阶微分后的金属磁记忆信号进行分析,找出了焊接裂纹存在定位特征,并且建立了微分后的磁记忆信号与焊接裂纹的长度及埋深的定量关系.现场检测表明,利用一次微分后的磁记忆信号的特征,可以比较准确地对焊接裂纹进行定量化评价.     

小波分析在金属磁记忆检测套管故障中的研究

分析了套管承受非均匀载荷而失去平衡,该失衡点为应力集中,易造成套管弯曲、变形或错断. 用磁记忆检测方法发现井下套管应力集中区存在较强的磁记忆信号,对其故障早期诊断. 对于含有噪声非平稳性的漏磁信号,低分辨率下的小波分解系数全部保留;基于电子测量中的 3σ准则确定了高分辨率下的小波系数阈值,进而实现软硬阈值折中消噪. 提高了信噪比,准确有效地提取了磁记忆信号中的特征量(梯度). 最后,通过实验验证信号处理方法的有效性.     

基于磁记忆的应力集中神经网络识别

为了探索磁记忆检测技术定量表征工件应力集中程度的方法,加工制备了不同应力集中系数的42CrMo钢试样进行拉压疲劳试验,采用磁记忆检测仪器测量不同疲劳周次时试样表面的法向和切向磁记忆信号。确定了不同应力集中程度下磁记忆信号的特征参量,并以此作为输入特征向量建立了BP神经网络,对试样的应力集中程度进行定量识别。结果表明:利用建立的BP神经网络能够实现试样应力集中程度的定量识别。     

金属磁记忆技术表征应力集中、残余应力及缺陷的探讨

对应力集中、残余应力及缺陷三者之间的关系进行讨论,举例分析磁记忆信号对不同应力集中程度、疲劳裂纹及残余应力的反映.结果表明:金属磁记忆技术适宜表征铁磁材料存在磁导率急剧变化的位置;磁记忆信号能否表征残余应力还需要进一步的深入研究.     

小波包变换在金属磁记忆信号处理中的应用研究

金属磁记忆技术是对金属部件进行早期损伤检测行之有效的方法.针对磁记忆信号中存在干扰磁场,不利于应力集中区特征信号的识别的问题,运用小波包分解重构的滤波方法。小波包将信号分解到各个不同的频段,截取感兴趣的频段,再重构信号,达到降低干扰信号的目的。仿真分析验证了该方法的可行性。通过对实测磁记忆信号进行小波包分解重构,使得应力集中区的特征更易识别,取得了较好的效果,降低了误判的几率。     

金属磁记忆检测技术定量评估构件疲劳损伤研究

对18CrNi4A钢缺口试件在三级应力水平下进行疲劳试验和磁记忆信号检测,研究金属磁记忆信号在疲劳过程中的变化规律和磁记忆检测技术对构件疲劳损伤的定量估评.结果表明:在稳定循环阶段,磁信号随疲劳循环周次增加无显著改变,疲劳裂纹萌生后,磁信号逐渐增加,并在断裂后发生激变;磁信号特征参量Kmax,Hp(y)max,Hp(y)min和Hp(y)sub值与应力水平和疲劳损伤程度存在强烈的相关性,特征参量绝对值随应力水平或疲劳损伤程度的增加而逐渐增加;磁信号特征参量Kmax平均值法可较准确地定量评估构件疲劳损伤,该方法判据为:当m(m=Kmax/KAVmax)＞1,试件存在严重的疲劳损伤.     

焊接残余应力磁记忆信号特征的研究

针对焊接残余应力与金属磁记忆信号存在一定联系的现象,设计了Q345R焊接试件.以X射线法检测应力值为参考,研究焊接试件横向和纵向残余应力与试件焊接残余磁信号的对应关系.结果表明,焊接试件残余压应力和试件纵向残余拉应力与试件的磁信号梯度值,在数值和变化趋势上均无明显相关性;磁信号梯度值能用于较大横向拉应力的定位,且梯度最大值点与横向残余应力的最大值点存在一定的对应关系.     

金属磁记忆疲劳损伤检测的应用现状及发展前景

铁磁材料因力学性能良好而被各工业领域广泛应用.由于其所处的工作环境和所承受的工作载荷极其复杂,使得铁磁材料构件经常产生应力集中和微裂纹.金属磁记忆检测技术因能够准确检测构件应力集中和微裂纹部位及有效预防铁磁材料的早期疲劳损伤而被广泛关注.然而,由于金属磁记忆检测技术发展时间较短,对应力集中和微缺陷部位还不能实现定量检测.因此,近年来为如何实现金属磁记忆检测技术的定量检测,学者们对材料疲劳损伤在检测中所呈现的磁记忆特征、磁记忆检测机理及检测方法进行了深入研究.目前,研究发现铁磁材料应力集中和缺陷部位的磁场强度以及磁场梯度会发生变化.对于磁记忆检测机理,研究者们提出了自有漏磁场、最小能量原理、等效磁场和微观磁化等主要机理.检测方法起初主要通过磁场法向分量过零,切向分量拥有最大值来判断,但该方法容易出现误判.之后研究者们又通过磁场梯度、二维检测等方法进行判断,极大提高了检测的准确性.本文归纳了金属磁记忆疲劳损伤检测的研究进展,分别对铁磁材料疲劳损伤在检测中的磁记忆特征、金属磁记忆检测机理、金属磁记忆检测铁磁材料疲劳损伤的方法等进行了介绍,分析了金属磁记忆疲劳损伤检测技术面临的问题并对其前景进行了展望,以期为实现金属磁记忆疲劳损伤定量化检测提供参考.     

小波变换的滤波器解释和在冲击测量中的应用

通过分析小波函数和尺度函数的傅里叶频谱,用滤波器的观点对小波变换和多分辨分析进行了解释。并对实测的冲击信号应用多分辨分析进行了滤波,与传统的低通滤波器进行了比较,表明:小波分析对冲击信号的消噪有着傅里叶分析不可比拟的优点。     

拉伸载荷下金属磁记忆信号盒维数的变化规律研究

为研究载荷与磁记忆特征信号之间的量化关系,以API 5L X70管线钢为研究对象,首先利用分形理论对金属磁记忆信号的分形特性进行了分析,证明金属磁记忆信号是一种无规则分形信号;然后对不同载荷下的磁记忆特征信号的盒维数进行研究,得出随着载荷的增加,金属磁记忆特征信号的盒维数减小的规律.为利用金属磁记忆检测技术评价铁磁构件的受力状态提供了一种有效的方法.     

30CrMnSi钢CO2焊接冶金缺陷形成机制研究

目的 解决30CrMnSi钢焊接性差，用CO2气体保护焊接时易产生裂纹、气孔等缺陷的问题。方法 通过刚性拘束焊接裂纹试验模拟某型飞机后边条盒段在实际焊接过程中母材所受到的拘束，针对焊接裂纹类型及形态，确定焊接裂纹的形成机制。同时，对焊缝中的气孔进行了分析。结果 接头中容易产生冷裂纹，在高应力条件下，应力集中发生在微裂纹尖端，最终在氢的影响下开裂。结论 采用能量密度比较集中的TIG焊替代原来采用的CO2气体保护焊有利于减少或消除气孔缺陷。可以通过优化结构设计和焊接次序，降低应力集中，来减轻焊接热作用对裂纹敏感性的影响。同时，避免在拐角处或焊接可达性差的位置施焊，可以降低气孔率。     

基于核主成分分析及支持向量机的水轮机叶片裂纹源定位

结合核主成分分析(KPCA)以及支持向量机对水轮机转轮叶片裂纹源的声发射信号进行定位。结果表明,利用核主成分分析提取的特征参数进行定位的精度高于原始参数的定位精度,即输入9个特征参数时,支持向量机在叶片区域的识别率为100%,在裂纹源对焊缝距离的支持向量回归分析中的最大误差为20cm。因而结合KPCA和支持向量机对复杂的大尺寸结构进行定位是一种较好的方法,既减少了输入信号的维数,又提高了定位精度。     

汽车环形钢丝零件电阻对焊后裂纹产生原因分析及改进措施

用φ4.0 mm 70号钢丝通过电阻对焊成环形的某批汽车零件,在焊接打磨后部分零件的焊缝区出现裂纹。通过化学成分分析、硬度测试和断口分析等方法对裂纹产生原因进行了分析。结果表明:裂纹是由于焊接时电极夹持力不足,没有充分将杂质挤出,使焊接后零件内部残留有氧化物引起的。经调整电极夹持力、改变切刀刃口形状及调整回火温度等工艺参数后,杜绝了裂纹的产生,零件各项焊接性能指标均达到了图纸要求。     

电子束焊接K418高温合金裂纹的影响及组织与性能研究

目的探究工艺参数对K418高温合金焊接裂纹的影响,减少焊接过程中裂纹的产生。方法采用真空电子束对2mm的薄板K418高温合金进行焊接试验,通过改变工艺参数来调控焊接裂纹,使用光学显微镜对焊缝显微组织进行观察,使用显微硬度计对试样进行硬度测量,万能拉伸计对接头进行拉伸试验,使用扫描电镜对断口进行观察。结果在焊接束流为24 mA,焊接速度为600 mm/min时,扫描波形为O形,频率为500 Hz时,焊接接头表面未发现裂纹。通过拉伸试验发现断裂位置为母材,其断口为典型脆性解离断裂。结论采用合适的工艺参数可以减少或消除焊接接头表面裂纹的形成。     

12Cr1MoV联箱与支管焊缝裂纹分析

为研究某厂联箱与支管运行1.4×105h后发生开裂的原因,采用宏观渗透及光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、显微硬度计等测试方法对失效管进行检测.研究表明:焊后存在焊接缺陷,大量的裂纹垂直于焊缝,加速裂纹的扩展,改变应力分布状态;部分夹杂物沿直线分布,使材料受力具有方向敏感性,导致材料开裂失效;断口表面主要是Fe的氧化物,焊件长期过热,外表面形成不均匀氧化层,产生应力集中,致使焊缝从管壁外侧开裂;母材硬度超标.优化焊接工艺方案,焊前预热焊后回火,消除管件外壁的氧化层及减少设备停机次数均能有效防止同类焊接结构开裂失效.     

304H与310S异种钢焊接工艺及接头性能研究

为解决304H与310S在焊接过程中产生的裂纹问题,从焊接前焊材的选择、焊接时焊接方法与焊接工艺的制定,以及焊后焊接接头的力学性能和金相组织等多方面对两者的焊接性进行试验研究,得到了更加切合实际并能指导生产的焊接工艺.     

在役压力容器焊接裂纹的成因分析及预防措施

对某在役奥氏体不锈钢压力容器进行现场金相检验时发现其下封头的纵向焊缝处存在微裂纹。分析了裂纹的形成原因,结果表明:该裂纹是由焊接引起的横向沿晶液化裂纹和由压制成型引起的纵向裂纹共同构成的混合型裂纹。并针对如何预防此类裂纹,提出了相应的工艺改进措施。     

Sample preparation method for glass welding by ultrashort laser pulses yields higher seam strength

Glass welding by ultrashort laser pulses allows joining without the need of an absorber or a preheating and postheating process. However, cracks generated during the welding process substantially impair the joining strength of the welding seams. In this paper a sample preparation method is described that prevents the formation of cracks. The measured joining strength of samples prepared by this method is substantially higher than previously reported values.     

酸洗-冷轧联合机组闪光焊接头断带原因分析

采用宏观分析、力学性能测试、金相检验和断口分析等手段对某酸洗-冷轧机组闪光焊低碳Stb35L钢薄板接头在冷轧过程中频繁出现断带的原因进行了分析。结果表明:闪光焊接头发生开裂和断带的主要原因是其热轧原料钢板的头尾板形较差,而闪光焊前又未对其进行校平或剪切,从而导致接头局部出现焊缝搭接错边现象;在冷轧过程中,焊缝搭接处产生折叠和缺口裂纹,裂纹不断扩展最终导致断带;另焊缝中存在未挤压干净的链状氧化物是导致接头开裂和断带的另一个原因。