桥式起重机箱形梁异种钢焊接接头疲劳损伤的声发射表征

文中通过声发射技术对桥式起重机箱形梁Q345B/Q235B异种钢焊接接头疲劳损伤过程进行表征,发现了声发射特征参数变化取决于疲劳裂纹扩展不同阶段的特点,得以利用声发射动态监测桥式起重机循环载荷下的疲劳损伤状态,从而实现及早预警的目的。另外,通过对异种钢焊接接头焊缝和热影响区2种不同缺陷位置疲劳实验各阶段典型声发射信号的对比分析,获知热影响区比焊缝位置更易发生疲劳断裂,故箱形主梁在服役过程中应重点关注异种钢焊接接头热影响区位置并及早发现危险。     

核电站接管安全端异种金属焊接接头残余应力预测的研究现状

接管安全端异种金属焊接接头是压水堆核电站中连接主设备低合金钢压力容器接管嘴与不锈钢管道的一种典型结构,易发生一次侧应力腐蚀开裂,而焊接残余拉应力是造成此种应力腐蚀开裂的主要因素之一.因此,准确评估接管安全端异种金属接头的焊接残余应力分布至关重要.通过有限元模拟研究焊接残余应力旨在保障核电设备的结构完整性.介绍了接管安全端异种金属焊接接头的结构、材料与焊接工艺特点,综述了有限元模拟方法预测异种金属焊接接头残余应力分布的数值计算工作和典型流程,以及诸多因素对有限元模拟异种金属焊接接头残余应力的影响.     

面内、面外拘束交互作用下异种金属焊接接头的断裂行为

为了对异种金属焊接接头进行准确的结构完整性评定,以核电安全端52M镍基合金异种金属焊接接头最薄弱位置熔合区为研究对象,通过室温断裂力学试验和断口形貌观察等对面内、面外拘束交互作用下异种金属焊接接头的断裂行为进行研究。结果表明:在低面内、低面外拘束作用下,试样发生了高延性断裂,其J-R曲线较高;在低面内、高面外拘束作用下,试样在靠近初始裂纹的位置发生了延性断裂,在远离初始裂纹的位置发生了脆性断裂和延性断裂共存的混合断裂,其J-R曲线居中;在高面内、低面外拘束下和高面内、高面外拘束作用下,试样均发生了以脆性断裂为主的混合断裂,其J-R曲线均较低。     

Q345R+0Cr18Ni10Ti复合板甲醇分离器的制造与缺陷分析修复

本文以甲醇分离器为例,针对大厚度Q345R+0Cr18Ni10Ti(90+4)mm复合板的焊接、热处理工艺,选择不同焊接材料,进行焊接接头力学性能试验,并对制造过程中异种钢焊接接头出现的缺陷进行了分析讨论,经采用适当的焊接方法和工艺修复后,产品各项性能均满足设计要求。     

起重机用Q355钢母材与焊接接头试件拉压扭转疲劳性能研究

文中选取4级应力水平,在应力比R=-1的情况下开展Q355钢母材和焊接接头试件的单轴拉压及扭转疲劳试验,每级应力下进行3个试样,得到不同应力水平的疲劳寿命,绘制出不同加载条件下的应力-寿命（S-N）散点图。另外,分别采用Basquin模型、指数模型和三参数幂函数模型对S-N散点进行分析,得到不同模型对于试验数据的拟合结果,为材料的工程应用提供了参考依据。     

S550MC高强度钢薄板焊接工艺简述

S550MC是一种国内近年成功生产出的高强度钢,强化机理主要为细晶强化,辅以沉淀强化、固溶强化,尤其适用于汽车大梁。某型车车架大梁采用S550MC薄板焊接而成,车架横梁采用Q355B钢。根据此车架结构的特点,以及对母材焊接性的分析,决定采用MAG工艺,进行S550MC高强度钢同种材质之间、S550MC与Q355B钢异种钢薄板的焊接。通过进行焊接工艺试验,对A、B、C等3组试件的焊接头进行拉伸试验、弯曲试验和金相试验,并对试验结果进行分析,验证了焊接工艺的合理性,依此结果进行了实际产品车架的焊接工作,获得了质量优良的焊接接头。     

抗磨合金铸钢与45钢的焊接试验研究

分析了抗磨合金铸钢和 45钢的金属焊接性 ,进行了异种钢焊接试验研究 ,通过对焊接接头的试验来验证其可焊性 ,找出了获得满意焊接接头的焊接工艺。     

Inconel690与321不锈钢异种管材的焊接

通过Inconel690与321不锈钢异种管材的焊接工艺性试验,确定了异种金属焊缝的焊接材料以及合理的焊接工艺规范参数,并通过焊接接头力学性能试验结果表明,焊接的异种金属焊接接头各项力学性能,完全满足了核电产品设备规格书的要求,为300MW核反应堆压力壳产品的驱动管座的焊接奠定了坚实的基础。     

固溶处理对304H焊接接头高温蠕变疲劳性能的影响

采用具有保持时间的高温蠕变疲劳试验,研究了304H不锈钢焊接接头在相同条件下焊态和固溶态焊接接头蠕变疲劳寿命,使用断口扫描电镜、透射电镜、金相显微镜分析了断裂失效机理及裂纹扩展走向。结果表明,固溶处理可以显著提高焊接接头蠕变疲劳寿命,固溶态焊接接头蠕变疲劳寿命约为焊态的1. 6倍;焊态下断口主要呈穿晶韧窝断裂特征,固溶处理试样断口呈现穿晶与沿晶混合断裂特征,裂纹从纤维区向结晶区扩展断裂。两种状态均有脆性相碳化铬析出,但固溶处理后Cr的析出率降低,延迟了脆性相的生成;同时,固溶处理后晶粒变大,提高了蠕变强度,这些因素导致固溶态304H焊接接头蠕变疲劳寿命的增加。     

异种钢焊接接头冷弯开裂的原因浅析

本文针对ICr8Ni9Ti—Q235A异种钢对接接头工艺评定中的冷弯试样开裂的原因进行了分析,从工艺上改进了焊接工艺评定试验.采用A302焊条先在Q235A低碳钢一侧堆焊接一层保护性过渡层,然后对接焊接异种钢焊接接头;或用台湾产TS-309不锈钢电焊条直接对接焊接异种钢焊接接头,其冷弯试样按现行相应标准要求,冷弯检验全部合格.针对目前异种钢焊接接头冷弯检验缺乏明确的评定标准的情况,参考国家标准的有关规定和一些容器厂现行采用的标准,建议有关国家标准补充异种钢焊接接头的冷弯试验要求.     

Q345/SUS304异种钢焊接接头固有应变的变化规律研究

为快速准确地预测异种钢结构的焊接变形,提出了用于模拟异种钢焊接接头残余应力与变形的热弹塑性有限元法。基于所提方法,以Q345/SUS304异种钢平板对接接头和T型接头为研究对象,研究了其固有应变的变化规律。进一步针对复杂Q345/SUS304异种钢焊接结构,分别采用固有应变法和传统的热弹塑性有限元法进行焊接变形的预测和对比。研究结果表明,随着热输入参数Q/h2（h为板厚,Q为线能量）的增大,纵向收缩力、横向收缩量近似呈线性增大,而角变形先增大后减小,且在Q/h2=12 J/mm3左右处出现峰值。该规律可在工程上为大型异种钢结构的焊接变形预测和控制提供参考。     

奥氏体不锈钢热轧板材的焊接性试验研究

通过焊接接头无损检测、力学性能、耐晶间腐蚀性能试验及显微硬度测定,研究了经手工钨极氩弧焊（TIG）SUS304热轧板材的焊接性能。结果表明,采用TIG焊接方法和较小的焊接规范,所得焊接接头各项性能良好;热影响区晶粒长大不严重,焊缝与母材熔合良好。利用双环动电位再活化法（DL-EPR）测定SUS304奥氏体不锈钢焊接接头的晶间腐蚀敏感性,发现其无晶间腐蚀倾向。     

Study of laser butt welding of SUS301L stainless steel and welding joint analysis

This paper describes a study on laser butt welding of 4 and 2 mm SUS301L stainless steel and a detailed analysis of welding joints. The gap tolerance of butt joint was also studied with optimized process parameters. The electrolytic etching in 10 % oxalate solution was used to test the intergranular corrosion of the 4 mm SUS301L welded joint. Fatigue property of the 2 mm SUS301L welded joint was tested under the conditional cycle times of 1?×?10⁷. Using optical microscopy, the changes of metallurgical microstructure in the weld zone of 4 mm SUS301L were also studied. It has been found that laser butt welding of 4 mm SUS301L is able to achieve sound metallurgical morphology and high strength weld joint when the butt gap is within certain tolerance. The weld joint also has good resistance to intergranular corrosion and has a fatigue limit of 310 MPa.     

电极形状对铝-钢点焊接头组织及力学性能的影响*

研究6061-T6铝合金-SUS301L不锈钢异种金属电阻点焊接头的微观组织特点及电极形状的影响规律。结果表明,铝-钢点焊接头具有熔-钎焊特征,铝合金熔核由α-Al胞状晶、胞状树枝晶和树枝晶组成,铝/钢界面层具有双层结构,靠近铝熔核侧主要为细针状Fe₄Al₁₃,靠近不锈钢侧主要为Fe₂Al₅金属间化合物,接头主要为界面断裂模式,铝/钢界面是点焊接头最薄弱的区域。电极形状对铝合金-不锈钢点焊接头具有明显的影响。获得的优化电极形状为：不锈钢侧为圆形平面电极,电极端面直径为10 mm;铝合金侧为球面电极,球面半径为35 mm。在优化电极条件下,铝合金-不锈钢点焊接头的熔核直径、拉剪力及压痕率分别为7.5 mm、4.7 kN和13.5%。与采用F型电极相比,其熔核直径和拉剪力分别提高53.1%和56.7%,压痕率降低47.3%。因此,采用优化电极更有利于改善铝合金-不锈钢电阻点焊接头的力学性能及表面质量。     

Al-Cu合金片对钢/铝异种金属激光-MIG复合焊接头组织和性能的影响

采用PLC系统控制的激光-MIG复合焊接工艺对Q890钢/6063铝合金进行异种金属焊接,研究了钢侧坡口表面添加Al-Cu合金片对接头显微组织、硬度和拉伸性能的影响。结果表明:激光-MIG复合焊接接头具有典型的熔钎焊特征;未添加Al-Cu合金片的接头界面层由舌状相Fe2Al5和粗大针状相Fe4Al13组成,厚度约18μm,添加Al-Cu合金片后由舌状相(Fe,Cu)2Al5和细小絮状相(Fe,Cu)4Al13组成,厚度约为9μm,焊缝区与热影响区的组织与未添加Al-Cu合金片时的相似;添加Al-Cu合金片的接头界面层硬度比未添加Al-Cu合金片的低约59HV;添加Al-Cu合金片的焊接接头的抗拉强度比未添加Al-Cu合金片的提高了109.8%,未添加和添加Al-Cu合金片的焊接接头均在界面层断裂。     

异种耐热钢焊接接头低塑性蠕变失效力学因素的研究

用有限元法计算了异种耐热钢接头邻近焊缝界面低强度材料区的蠕变应变分布,建立了蠕变拘束区（CRZ）应力三轴度（σ(av)/σ）与蠕变应变速率的比值（εw/εb）之间的数学关系模型,并通过蠕变断裂试验证明了数学模型的正确性。理论分析和试验结果表明,焊缝界面低强度材料蠕变拘束区的应力三轴度是接头发生低塑性蠕变失效的主要力学因素。     

Investigation of mechanical properties of friction-welded AISI 304 with AISI 1021 dissimilar steels

Austenitic stainless steel and low alloy steels are extensively used in various automotive, aerospace, nuclear, chemical, and other general purpose applications. Joining of dissimilar metals is one of the challenging tasks and most essential need of the present-day industry. It has been observed that a wide range of dissimilar materials can be easily integrated by friction welding. The objectives of the present investigation were obtaining weldments between austenitic stainless steel (AISI 304) with low alloy steel (AISI 1021) and optimizing the friction welding parameters in order to establish the weld quality. In the present study, an experimental setup was designed in order to achieve friction welding of plastically deformed austenitic stainless steel and low alloy steel. AISI 304 and AISI 1021 steels were welded by friction welding using five different axial pressures at 1,430 rpm. The joining performances of friction-welded dissimilar joints were studied, and influences of these process parameters on the mechanical properties of the friction-welded joints were estimated. The joint strength was determined with tensile testing, and the fracture behavior was examined by scanning electron microscopy (SEM) and was supported and backed by energy dispersive spectroscopy (EDS) analysis. Furthermore, the proposed joints were tested for impact strength, and the microhardness across the joint was also evaluated.     

异种钢水下摩擦柱/锥塞焊接头组织及性能*

应用X65、Q235C、Q345C和316L塞棒与X65母材塞孔配合对异种钢水下摩擦柱/锥塞焊过程进行试验研究,探讨塞焊缝区微观组织、显微硬度及力学性能变化规律。试验表明：在转速7 000 r/min、塞棒消耗量14 mm、焊接压力分别为30~50 kN和20~40 kN范围内,用X65和Q345C塞棒可获得无缺陷异种钢水下摩擦柱/锥塞焊接头。异种钢塞焊缝组织均与原始组织有明显差异,塞焊缝区域主要为贝氏体或马氏体或其混合组织特征;X65和Q345C塞棒均形成有效扩散冶金连接,结合界面处具有带状细小铁素体组织特征;316L塞棒与X65塞孔很难形成无缺陷摩擦柱/锥塞焊接头。异种钢塞焊缝区硬度普遍高于其母材,这种高匹配摩擦柱/锥塞焊缝接头有利于抗拉强度的提高,但塞焊缝附近的高硬化倾向将降低异种钢塞焊接头的塑性。研究结果为开发基于等静压摩擦柱/锥塞焊接技术的海底管线修复技术提供重要试验依据。     

异种钢接头焊接残余应力分析及实验研究

异种钢接头是电站锅炉中的一个重要部件。本文应用热弹塑性有限元对１０２钢和３０４Ｈ钢管通过镍基合金充材料焊接的异种钢接头的焊接残余应力场及经过退火后的残余应力场进行了数值计算，并应用全释放法对该焊接头进行了实测，计算结果与实测结果基本吻合。这些结果可供异种钢接头失效研究和其焊接工艺的制订时参考。     

SUS304不锈钢ELID镜面磨削正交化实验研究

SUS304不锈钢具有高耐腐耐磨性和良好的综合性能而被广泛应用,但其高韧性和低导热性使传统的SUS304不锈钢磨削或车削工艺存在一定困难。在线电解修整ELID(Electrolytic in-process dressing)磨削技术能有效地用于SUS304不锈钢镜面磨削加工。本文主要对SUS304不锈钢进行ELID镜面磨削正交化实验研究以获得合理的工艺参数。首先利用#325砂轮进行7个影响因素2水平的正交磨削实验,获得初步的优化参数,然后利用#1200砂轮进行3个影响因素2水平的正交镜面磨削实验。通过改变削件砂轮转速、X和Y平台移动速度、进给率和ELID电源件等各种磨削条件,获得优化后的磨削工艺参数,进行了相应的磨削验证,并讨论了工艺参数对磨削特性的影响。研究了不同砂轮磨粒对表面粗糙度的影响,使用#8000金刚石砂轮对SUS304不锈钢镜面磨削,获得表面粗糙度Ra=3.6 nm。