预热及焊后热处理对T91钢焊接残余应力的影响

T91钢属于马氏体不锈钢,其焊接性能较差,焊接接头易脆化,焊接时容易产生冷裂纹和再热裂纹。基于ANSYS软件平台,应用移动高斯热源结合单元生死技术方法,对超临界锅炉用小管径T91钢的焊接残余应力进行数值模拟,分析了焊后残余应力的分布规律,讨论了焊前预热温度以及焊后热处理工艺对焊接残余应力的影响。模拟结果表明,焊后残余应力集中在T91钢焊缝区与热影响区,最大等效应力值超过了材料屈服应力值;提高焊前预热温度可以降低Mises等效残余应力值,但应力值仍然较大;进行焊后热处理可以明显改善焊接残余应力的分布,最大应力数值下降60%~70%。     

T型焊接接头的单边重焊工艺参数模拟研究

针对工程焊接结构件失效返工所产生的重焊问题进行了研究。以Q345钢T型焊接接头单边重焊为例,运用有限元软件Marc对焊接以及重焊过程进行模拟,并对焊接热输入对重焊的影响进行了分析,多道焊和重焊过程以生死单元法来实现。结果表明:单边重焊可以降低焊接结构整体的残余应力,特别使重焊边焊缝处应力及分布不均匀性得到大幅降低;焊接残余应力随重焊焊接热输入的增加而增大,焊接残余应力的整体分布不随热输入变化而变化。     

焊接残余应力和管道完整性分析

简要介绍了残余应力的分类及其产生原因。分析了焊接残余应力对管道疲劳寿命和断裂能力的不利影响。焊后塑性变形也可能与焊接残余应力交互影响整个壁厚层和管子周向最终残余应力的大小和分布状态。借助计算焊接力学(CWM)能够更准确地估算由焊接产生的残余应力和变形,其结果可用于优化和确定管道的结构寿命,分析结果还能有效评估塑性变形对焊接残余应力的影响。通过两个焊接实例验证了焊接残余应力及焊后塑性变形对焊管最终残余应力大小和分布的影响。     

不锈钢钢管多道焊焊缝残余应力模拟分析

广泛应用于高强钢管线接头的多层多道焊接中,焊接温度场及残余应力变化相当复杂。利用有限元方法单元生死技术建立了多道焊模型。采用热-结构顺序耦合方法,对SUS304不锈钢钢管进行了多道焊焊接模拟,得到了焊接温度及焊后残余应力分布,可为焊接接头的结构设计及其结构完整性分析提供参考。     

合成氨转化废热锅炉管板-管子焊接应力有限元分析

针对合成氨二段转化废热锅炉管板易出现大量泄漏的问题,对管板与换热管角焊缝焊接应力进行了有限元分析。结果表明,气侧焊缝区与近焊缝区存在很高的焊接残余应力。在交变载荷作用下,高应力区易发生疲劳裂纹扩展,导致泄漏。通过采取焊前预热和焊后热处理工艺可以降低焊接接头的焊接残余应力,提高焊接接头的断裂韧度。     

基于ANSYS的直缝埋弧焊管焊接过程数值模拟

直缝埋弧焊管焊后残余应力是导致焊管应力腐蚀裂纹产生的主要原因.以有限元计算理论为基础,使用ANSYS软件给出了直缝埋弧焊管包括预焊、内外精焊在内的整个焊接过程的数值模拟方法,并对典型规格的直缝埋弧焊管焊接过程进行了模拟计算,给出了焊后管体的残余应力分布及应力峰值.     

焊接工艺参数对12Cr1MoV异质接头焊接残余应力影响分析

选取12Cr1MoV异质接头作为试验材料,研究了焊接电压、焊接电流和焊前预热温度三种主要的焊接工艺参数之间的耦合关系,并通过试验和运用有限元法对焊接过程进行实例分析与模拟验证。结果表明:焊接残余应力分布情况曲线特征与模拟结果相吻合;焊接残余应力模拟影响区域与试验结果测量值相符;焊接电压、焊接电流能够较为集中的进行热输入,其与焊接残余应力线性正相关,焊前预热温度通过与焊接电压、焊接电流之间的交互作用会对焊接残余应力产生一定的影响。     

焊后热处理消除管道环缝焊接残余应力的有限元模拟

以ABAQUS模拟软件为基础,创建管道环缝二维轴对称有限元模型,利用完全耦合方式计算了304不锈钢管焊接过程中的温度场和残余应力场,并在焊接完成后的残余应力场的基础上进行了焊后热处理工艺过程的有限元模拟。结果表明:二维轴对称模型能够有效地模拟304不锈钢管焊接热力耦合机制,相较于三维模型单元数目更少,节省大量计算时间;热处理后的残余应力场与热处理前相比,厚度方向残余应力降低,环向和纵向残余应力没有降低,但应力集中位置明显减少,应力分布较为平缓;焊后热处理过程中的塑性应变和高温蠕变是残余应力消除的力学机制,其中塑性应变起主要作用。     

焊接对压力容器强度的不良影响及设计对策

文章从压力容器焊接接头中焊缝金属的焊接缺陷、焊接接头的残余应力、热影响区组织和性能变化的三方面对压力容器强度的不良影响进行了研究分析,并在压力容器设计中给予考虑,提出了焊接接头系数选取、焊后消除残余应力热处理等相应的对策。还讨论了焊接接头系数的选取原则及封头焊接接头系数的取值问题。     

海洋平台用E36钢焊接工艺评定

研究了海洋平台常用E36高强钢的焊接工艺,对焊接后的试件进行了拉伸、弯曲、缺口冲击和表面硬度等力学性能试验,采用X射线衍射法对焊缝的焊后残余应力分布进行测试,得到了焊缝及附近区域的残余应力分布规律。试验结果表明,接头各项性能满足AWSD1.1标准的相关要求,制订的焊接工艺切实可行。     

管道在役焊接接头残余应力的研究

采用SYSWELD焊接模拟软件对X70级管道在役焊接接头应力进行模拟,并将在役焊接残余应力与常规焊接进行对比。结果表明:在役焊接接头残余应力分布规律与常规焊接保持一致,符合管道焊接接头“内凸外凹”的变形机理,但在数值上差别较大。近缝区在役焊接残余应力大于常规焊接,随远离焊接中心,在役焊接应力曲线转变速度较快,且在役焊接和常规焊接环向残余应力拉压应力转变位置不同。     

管线钢在役焊接接头残余应力的数值模拟

采用SYSWELD焊接模拟软件对X70管线钢在役焊接接头残余应力进行模拟,主要考察焊接工艺、在役条件和管道结构对X70压力管线在役焊接接头残余应力的影响规律.结果表明:在役焊接接头的残余应力更为复杂,且大于常规焊接.随着焊接热输入量的增加,在役焊接接头残余应力增大;增加运行管线内介质流速,接头残余应力减小;随着管道压力...     

加氢换热器角焊缝密封接头焊缝结构优化

利用有限元软件ABAQUS,针对加氢高压换热器焊接密封结构的焊接残余应力开发了一个顺次耦合的焊接热应力计算程序,讨论焊缝角度及焊缝尺寸对焊接残余应力的影响,得到了加氢高压换热器焊接密封结构温度场、应力场分布情况以及最大焊接残余应力的位置及大小,为预防加氢高压换热器焊接密封结构的失效提供参考。     

X70管线钢焊接接头在拉伸过程中的力学响应及性能关系

以X70螺旋埋弧焊管焊接接头为研究对象,采用XTDIC系统测量拉伸过程中母材、焊缝和热影响区的实时应变响应情况,并通过粘贴应变片的电测法获得各区域应变分布曲线,以此为基础研究焊接接头各区域协同变形规律。结果表明:在拉应力的作用下,应变主要集中在焊缝区域,应变量远远大于其他区域,焊缝区域彼此咬合、交错分布的晶粒可有效增加晶界与内部位错的流动阻力,具有较高的应变硬化速率。随着外加应力的持续增加,流动应力开始向热影响区扩散,形成应力集中而断裂。研究结果可以为管线钢焊接工艺设计及塑性变形条件下安全评价提供理论基础和试验依据。     

连续油管对接焊残余应力场分析

基于ABAQUS有限元模拟软件对CT90钢级Φ38.1 mm×2.7 mm连续油管焊接接头的残余应力进行模拟,建立了连续油管对接焊有限元模型,得到了连续油管对接焊时焊缝处残余应力分布规律。结果显示,随着热源的移动,温度降低,残余应力增加,期间周向出现了最大残余拉应力405.7 MPa,轴向出现了最大残余压应力195.7 MPa;冷却后,最大残余应力主要集中在焊缝处,并沿着垂直于焊缝方向逐步递减。试验结果对连续油管后续消除对接焊残余应力提供了理论依据。     

爆炸处理消除X70管线环焊缝焊接残余应力的研究

研究发现 X70钢的焊接残余应力相当高 ,这对管线在腐蚀环境运行是相当危险的 ,需要消除。采用爆炸处理技术进行试验 ,发现其消除焊缝和热影响区的焊接残余应力的效果 ,无论纵向或横向都很好 ,几乎达 1 0 0 % ,证明爆炸处理技术消除管线环焊缝焊接残余应力是合适的 ,显示出巨大的应用前景。     

酸性介质设备及管道焊缝热处理技术探讨

酸性介质天然气设备及管道系统的焊缝存在残余应力,为了消除和降低其残余应力,减缓酸性介质对焊缝的璃蚀速度,需要对设备及管道系统的焊缝进行局部退火热处理。在天然气处理厂内对设备和管道系统焊缝的热处理一般采用电阻加热法。通过预设工艺参数的智能温控设备和温度传感仪控制输出的电流对电阻丝进行加热,利用热传导使工件按照要求的温度-时间曲线完成热处理过程。经过热处理后焊缝的硬度值和残余应力会大大降低,从而提高设备及管道的力学性能和耐应力臂蚀性能,延长其使用寿命。     

电弧超声技术在焊接工艺中的应用研究

对电弧超声技术的应用情况进行了综述,分析了电弧超声对焊接接头宏观形貌、焊缝及热影响区金相组织及力学性能的影响规律。分析表明,在电弧超声作用下,显著增强了焊接熔池搅拌作用、加快了焊接热传导,随着激励频率的增加,熔深基本不变,熔宽增大,粗晶区宽度减小,细晶区宽度增大;焊缝、熔合区、粗晶区、细晶区金相组织均明显细化,焊缝区的组织分布更趋均匀化;降低了焊接接头对热输入的敏感性,并使焊接接头在较高的焊接热输入水平下仍能具有良好的冲击韧性,尤其可显著提高焊接接头的低温冲击韧性;能够改善焊缝及其周围区域的残余应力分布,使其分布均匀,变化幅度减小。