聚丙烯聚合釜筒体裂纹的失效研究

分析聚丙稀反应釜裂纹产生和扩展的原因,系属于腐蚀疲劳断裂,具有低周疲劳扩展性质.裂纹的产生是环境因素、操作工况和与结构设计上存在的边缘应力综合影响的结果.下温度计接管下方的焊缝在边缘应力和焊接残余应力共同作用下使交变载荷的应力水平提高,促使焊缝处产生疲劳裂纹,冷却水介质作用下的吸氧腐蚀加剧了裂纹的扩展.根据失效机理,成功地采取了挖补工艺修复方法.     

焊缝区中裂纹的J积分和失效评定曲线的研究（一）

本文用弹塑性有限元的方法对16MnR母材及焊接热影响区和焊缝组合的对接焊接接头中裂纹做了大量J积分计算,对16MnR材料及其焊接接头中裂纹的失效评定曲线进行了研究,探讨了焊缝和焊接热影响区对失效评定曲线的影响,提出了焊缝区裂纹可采用的工程失效评定曲线制订方法。     

低合金高强钢焊接构件在高温锅炉水中的应力腐蚀开裂行为研究

分析了某公司的2#乙二醇R-120环氧乙烷反应器中C-11环焊缝开裂原因。对开裂C-11环焊缝开展了化学成分、金相观察、硬度测试、断口微观观察、EDS能谱分析等试验研究。试验发现：壳程、管板母材和焊缝金属化学成分分别满足SA543 Type B CL.1,SA508 Gr.4N CL.1和MGS 80的要求;从内壁管板侧热影响区起裂的主裂纹穿晶扩展,裂纹尖端沿晶扩展并有分叉,具有应力腐蚀裂纹特征;内壁附近焊缝两侧热影响区局部有马氏体组织;管板侧热影响区硬度最高为466.3 HV10;断口观察发现裂纹在内壁产生,是多源裂纹,沿壁厚向外壁扩展15 mm,断口上有冰糖状等轴晶和柱状晶;裂纹断口探测到P和Na元素。该反应器开裂原因是由于焊接导致在管板与壳程焊接区域存在较高的残余应力,在高温锅炉水介质中,发生了应力腐蚀开裂,由内壁向外扩展,最终导致泄漏。     

大型构件整体热处理应用实例

高炉工程的热风炉本体在焊接过程中因焊缝金属及热影响区易产生焊接残余应力,且热影响区的淬硬倾向和焊缝中氢的存在均可导致裂纹的产生,特别是当热风炉在高温状态下工作更容易因应力腐蚀而产生晶间应力腐蚀裂纹。因此,     

Q690ZM中锰钢的焊接冷裂纹敏感性

采用Ar-CO2气体保护焊通过最高硬度试验和斜Y型坡口焊接冷裂纹试验,研究了Q690ZM中锰钢的焊接冷裂纹敏感性.结果表明:当焊接热输入由10 kJ·cm-1增加至20 kJ·cm-1或预热温度由20℃升高至200℃时,中锰钢焊接热影响区的显微硬度均略微降低,最高硬度均高于430 HV,焊接冷裂倾向严重;当焊接热输入为15 kJ·cm-1,预热温度由100℃升高至200℃时,斜Y型坡口焊接裂纹试验中试验焊缝的表面裂纹和根部裂纹逐渐消失,断面裂纹率降低至9.09％.为防止冷裂纹的产生,中锰钢焊前必须进行150～200℃的预热,并进行相应的焊后热处理;粗晶热影响区中粗大的马氏体板条晶体学取向差小,大角度晶界密度低,抵抗解理裂纹扩展的能力弱,因此焊接冷裂纹萌生后沿紧邻熔合线的粗晶热影响区扩展.     

厚壁压力油罐人孔锻件焊接裂纹分析

在厚壁压力油罐的人孔接管锻件与筒体的组合焊缝焊接修复时,对产生了焊接裂纹,且不断向人孔接管锻件扩展的现象进行了分析,采用电子显微镜观察,进行化学成分分析及力学性能试验,发现人孔接管锻件韧性差、晶粒粗大,采用正火加回火热处理工艺重新热处理人孔接管锻件,能重新使锻件性能满足标准要求,按焊接工艺要求施焊人孔接管锻件与筒体的组合焊缝,一次探伤合格。     

双平板封头结构的焊接残余应力有限元模拟

双平板封头结构最常见的问题是面板与工艺接管焊接部位开裂引起泄漏,而焊接残余应力是重要的影响因素之一。基于ANSYS软件中的APDL语言、单元生死技术以及热-结构间接耦合法对双平板封头结构焊接温度场、应力场进行了数值模拟,获得了焊接残余应力的大小与分布规律。计算结果表明：在焊缝区环向应力水平较高,易诱使焊缝开裂失效;在焊缝附近区域产生了较大压应力,主要是由于焊缝区材料受热向外膨胀而产生。模拟结果为焊接残余应力评定、控制焊接残余应力提供了理论依据,并对提高双平板封头结构的可靠性和安全性具有重要意义。     

16Mn钢焊接件疲劳裂纹扩展的微观特征研究

研究了在循环载荷作用下,16Mn钢焊接件疲劳裂纹的扩展情况.通过光学显微镜观察了裂纹扩展的微观特征,发现了裂纹在焊接结构不同部位的扩展路径方式并分析了显微组织对裂纹扩展的影响.裂纹在母材处为穿晶扩展,在热影响区和焊缝金属中的扩展为穿晶和沿晶混合型.     

X80管线钢焊接接头TEM观察下的断裂行为对比

对X80管线钢焊接接头3个区域的试样在透射电子显微镜（TEM）下进行原位拉伸试验,通过观察各个区域裂纹的萌生与扩展过程,对其微观断裂行为进行了研究和分析。结果表明：母材区中,裂纹萌生扩展主要以多裂纹起裂为主,表现为沿晶扩展的断裂形式,最后造成在切应力作用下的剪切脆性断裂;热影响区内,主裂纹首先在切应力作用下以45°方向起裂,整个扩展过程是主裂纹钝化、位错发射、主裂纹前方无位错区形成、微裂纹形核、主裂纹与微裂纹连接扩展这一多尺度过程不断重复的过程,最后导致准解理穿晶断裂;焊缝区中,从主裂纹分支出多条裂纹,裂纹均以与拉伸轴成45°的方向起裂,表现为沿晶与穿晶混合的断裂模式,最后造成穿晶脆性解理断裂。     

混烃球罐的开裂原因

在停车检验期间某混烃球罐下极带环焊缝处存在大量表面裂纹,采用X射线应力测定仪对裂纹集中部位的残余应力进行测试,并通过化学成分分析、力学性能测试、断口微观形貌观察等方法对球罐开裂的原因进行了分析.结果表明:球罐下极带环焊缝熔合线和热影响区处发生了硫化物应力腐蚀开裂;在腐蚀介质及较大的残余拉应力作用下,裂纹在残余拉应力最大的下极带环焊缝热影响区萌生,随后以穿晶和沿晶形式扩展至熔合线.焊接前应合理选材,选择适合的焊接和热处理工艺,提高球罐安装后去应力热处理的质量,以降低残余拉应力;焊接后通过隔绝腐蚀介质、除去介质中硫化氢或水的方法降低开裂敏感性.     

20CrMnTi“混晶”分析

对用户提出的20CrMnTi混晶进行分析,最终判定混晶的原因是用户工艺不当。     

混合气保护焊在阀门生产中的应用研究

叙述了采用熔化极氩弧焊工艺焊接铬镍奥氏体不锈钢易产生的缺陷及改进措施。研究证明，采用加有O2的氩气作保护气，HOCr20Ni10Ti作焊丝填充，A132焊条盖面可获理想焊接接头。     

陶瓷与不锈钢的焊接

用电弧焊方法焊接陶瓷与不锈钢,研究了焊接电流、电弧长度等工艺参数对焊接质量的影响。结果表明,在陶瓷金属复合材料的陶瓷层上焊接不锈钢,焊接加热不仅可以改善复合钢管中陶瓷与金属的结合方式,在焊接区实现的陶瓷与金属的微冶金结合,而且焊接后的陶瓷内衬复合钢管的压－剪强度明显增加,焊缝为柱状枝晶组织,焊接熔合区的陶瓷受焊接热作用由原来的树枝晶改变为细小的等轴晶,陶瓷与母材呈现微冶金结合方式,焊接影响区陶瓷仍保留树枝晶特征。     

材料淬透性对摇臂轴渗碳淬火后机械性能的影响

转向器摇臂轴普遍采用20CrMnTi材料,在实际生产中经常出现渗碳淬火后心部硬度波动大,大直径摇臂轴心部硬度偏低等问题。经过试验分析认为,在热处理条件稳定的情况下,造成这些问题的根本原因在于20CrMnTi材料的淬透性低、淬透带较宽。解决上述问题应对材料的淬透性进行规定,对大直径摇臂轴选用淬透性更高的材料。     

STUDY ON JOINING PROCESS FOR LAMINATED OBJECT MANUFACTURING USING METALAS MODELING MATERIALS

In order to solve some key problems associated with the rapid manufacturing of metallic functional part, a new technique using vacuum solid-state pressure diffusion welding process to join the metallic slice sheets is put forward. The following results can be drawn from the experiments: only 1% shrinkage happened in the stack direction and it came from the regular system error. The atoms diffuse between joint interfaces clearly and new grains formed meanwhile. The average shear strength of welding zone is more than 100 MPa and micro hardness of welding zone is almost the same as that of matrix. It is shown from above results that the vacuum solid-state pressure diffusion welding process is an available technique to join metal slice sheets for the rapid manufacturing of metallic functional parts.     

U型管开裂失效分析

采用金相分析、宏微观断口分析、能谱分析以及有限元分析等方法,对U型管弯头部分的开裂原因进行了分析和研究。分析结果表明,材料焊接热影响区的敏化效应、管内介质的腐蚀作用以及弯管振打块附近的应力集中导致该管发生了晶间应力腐蚀开裂。     

搅拌摩擦焊工艺参数对LY12铝合金焊缝金属流动形态的影响

采用铝箔作为标示材料,研究了旋转速度、焊接速度、下压量等工艺参数对LY12铝合金搅拌摩擦焊焊缝金属流动形态的影响.结果表明:焊缝金属的流动形态由4个特征区域组成,即水平流动区、紊流区、"洋葱环"区和刚塑性迁移区;搅拌摩擦焊的焊缝关于中心不对称,返回边标示材料的变形程度比前进边的大;随着旋转速度的提高,金属在焊缝厚度方向向上的迁移量先增大后减小;随着焊接速度的提高,金属向上迁移的最大位移减小;增大下压量,有利于金属的流动和焊缝致密度的提高.     

等离子冶金复合材料截齿齿体强韧化热处理组织与性能研究

等离子冶金复合材料采煤机截齿的齿体材料由35CrMnSiA改为20CrMnTi,直接利用钎焊硬质合金头之后的高温余热对截齿头部以下的齿身部位碱液淬火且不回火,获得了一定深度的低碳板条状马氏体组织,从而使截齿整体上具备了优良的综合力学性能,简化了生产工艺,降低了生产成本。作者研究还发现在截齿头部等离子冶金合金层与钎焊缝之间存在软带,该软带的存在导致合金层磨损之后的加速磨损,以及齿头硬质合金径向应力挤压齿库使空隙扩大导致硬质合金刀头过早脱落,针对上述问题提出了相应的改进方向。     

气／气换热器的焊接制造特点

介绍气／气换热器在焊接制造过程中应关注的工艺环节,为该类设备制造的焊接材料选用、产品施焊、焊后热处理及设备检验等各项工序的质量控制提供借鉴。     

铁素体不锈钢CMT焊接接头HAZ组织性能研究

针对铁素体不锈钢焊接HAZ晶粒易长大的问题,提出采用小热输入的CMT焊接工艺。通过分析接头HAZ的显微组织、显微硬度和冲击性能,探讨了4003铁素体不锈钢焊接接头HAZ组织和性能,并与常规MIG焊焊接接头试样的组织、性能进行对比。试验结果表明:采用CMT焊接工艺获得的接头HAZ粗晶区宽度为460μm,明显窄于MIG焊接接头的粗晶区宽度545μm;CMT接头强度与MIG焊接接头显微硬度值相近,但CMT接头HAZ冲击韧性较MIG焊接接头试样提高了16.28%。