焊接结构的疲劳现象及提高疲劳强度的措施

介绍焊接结构的疲劳现象,分析焊接结构的疲劳强度的主要因素,如静载强度和应力集中对疲劳强度的影响,并提出提高焊接接头疲劳强度的措施。     

提高焊接接头疲劳强度的低相变点焊条和超声冲击方法

由于焊趾部位存在有应力集中和残余拉伸应力,焊接接头的疲劳强度远低于基体金属,超声冲击和低相变点焊条的应用是近年来发展的提高焊接接头疲劳强度方法。通过对横向对接焊接接头和纵向角接板焊接接头试件的疲劳试验,在2×106循环次数下与普通E5015焊条焊态试件相比,超声冲击处理的两种型式接头的疲劳强度分别提高50％和71％,低相变点焊条焊接的两种型式接头的疲劳强度分别提高11％和41％,相应接头的疲劳寿命也有大幅度的提高。试验结果说明,两种方法都是提高焊接接头疲劳强度的有效方法,其中超声冲击方法的提高程度较高,而由于免去了焊后加工处理工序,低相变点焊条方法更适合于具有高值残余拉伸应力纵向焊缝焊接接头疲劳强度的改善。     

焊接接头的应力集中及其对疲劳强度的影响

由统计的方法得到焊接接头的几何尺寸,用理论计算确定不同焊接接头形式在不同余高下焊缝处的应力集中系数,并从应力分析的角度研究应力集中对铝合金轴向疲劳强度的影响。本研究结果可供铝合金焊接结构的强度设计参考。     

铝合金焊接接头疲劳强度试验研究

通过焊接接头疲劳试验，对铝台金3A21和5083焊接接头疲劳性能和相应S-N曲线进行分析，计算对接和不同角接头疲劳强度和曲线参数，分析不同接头几何形状和焊趾半径对疲劳强度的影响，并且对不同几何型式的接头以及铝合金与钢焊接接头疲劳试验结果进行比较。不同的承载方式和接头几何型式导致应力集中；焊趾半径大小决定应力集中程度，最终影响焊接接头的疲劳强度。     

相变应力及其改善焊接接头的疲劳强度

基于钢铁材料相变体积膨胀的原理,自行研制成功专用低相变点焊条,在自然冷却条件下焊缝金属依靠相变应力可以获得残余压缩应力。利用所研制的低相变点焊条和普通E5015焊条分别对几种典型的接头进行焊接,疲劳试验证明：在2×106循环次数下,前者的焊接接头疲劳强度比后者提高11%～58%。同时还证明焊接接头的应力集中和拘束度越大,疲劳强度的改善效果越加明显。本方法为改善焊接接头的疲劳强度提供了一条新的途径。     

焊接结构疲劳断裂因素分析及应对措施

通过对焊接结构件接头疲劳失效原因以及影响焊接结构疲劳强度因素的分析，提出改善焊接接头疲劳强度的各种措施，尤其是新工艺措施的应用。大大提高了焊接结构的强度和性能，提高了焊缝的疲劳强度。     

超声冲击法提高低碳钢焊接接头疲劳强度的研究

焊接结构中,焊接接头的疲劳强度远远低于母材的疲劳强度。大量的实验表明,疲劳裂纹主要起源于接头焊趾处,因此处理焊接接头焊趾将会提高接头的疲劳强度。文中利用自行研制的超声波冲击实验装置,对提高低碳钢焊接接头疲劳强度进行了研究。     

铁路货车焊接接头的设计与工艺

叙述焊接接头的合理设计及焊接工艺，提高焊接结构疲劳强度的措施。     

谈谈电子秤中的疲劳强度设计

疲劳强度的设计是电子秤设计中的一个重要问题.螺纹联接件的疲劳强度的设计和焊接接头的疲劳强度的设计在电子秤设计中应用非常广泛,在设计时应注意选择最佳方案,采取相应的措施,以提高电子秤的疲劳强度.     

铝合金焊接接头疲劳评定的应力平均法

应力平均法（the stress averaging approach，简称SAA）是局部应力方法之一，文中采用此方法对3A21铝合金焊接接头进行疲劳评定，用有限元计算局部应力值，建立试验结果和评定结果的S-N曲线，并分析接头形式、焊趾半径对疲劳强度的影响。结果表明，SAA法评定的结果是偏于安全的，但Neuber建议把焊趾处视为尖锐缺口（即令ρ=0，ρ^＊=0．15mm），在工程上有一定的适用件，在理论上并不完全正确。这样在焊趾处将产生较大的应力集中，由此得到的局部应力值远远大于实际值。接头形式对采用名义应力幅值△σ表示的疲劳强度有较大影响；焊趾是决定焊态接头疲劳性能的关键部位，应力集中区的最大应力存在于焊趾部位。     

工艺参数对镁钛异质金属超声波点焊接头拉伸性能及疲劳性能的影响

镁、钛等轻合金在工业上的广泛应用离不开其异质结构件的连接,作为应用较为广泛的固相焊技术,超声波点焊技术是实现高强度连接的有效途径之一。对镁钛异质金属进行超声波焊接,研究焊接参数对接头拉伸性能及疲劳性能的影响规律,用极差分析法和方差分析法研究焊接参数及参数间交互作用的影响权重,通过疲劳试验结果和Paris模型分析焊接参数对接头疲劳性能的影响。研究结果表明：在镁钛超声波焊接接头拉伸性能中,焊接压力是最显著影响因素,其次是焊接时间和焊接振幅,另外焊接时间与焊接振幅之间的交互作用对性能也有显著的影响。疲劳性能中,接头在不同的循环次数下失效模式不同,通过微观分析研究界面断裂机制,当接头达到高强度连接时,过高的焊接参数会导致镁板厚度降低,从而显著降低焊件的疲劳性能,其中焊接压力影响最为显著。     

AZ31B镁合金TIG焊焊接接头的疲劳性能

对8 mm厚AZ31B镁合金板及其三种TIG焊焊接接头的静载拉伸性能和疲劳性能进行试验研究。试验结果表明AZ31B镁合金母材的静载抗拉强度为245.50 MPa,TIG焊对接接头、纵向角接接头和非承载十字接头的静载抗拉强度分别为193.55 MPa、229.89 MPa、227.39 MPa。脉动循环(r = 0)疲劳试验表明,在2×106循环次数下,AZ31B镁合金母材的疲劳强度为57.81 MPa,为其静载抗拉强度的23.5％。相同循环次数下,AZ31B镁合金TIG焊对接接头、纵向角接接头和非承载十字接头的疲劳强度为24.60 MPa、20.14 MPa、17.25 MPa,分别为母材疲劳强度的42.6 %、34.8 %和29.8 %。按照国际焊接学会的规范,发现镁合金焊接接头的疲劳级别FAT仅为相应铝合金接头疲劳级别FAT的一半。由此看来,疲劳性能是影响镁合金在承受动态载荷结构中应用的主要因素之一。     

高强钢厚板激光-GMAW复合双面同步横焊特性研究

针对30 mm厚船用高强钢10Ni5Cr Mo V对接接头横焊应用需求,开展激光-熔化极气体保护电弧(Gas metal arc welding,GMAW)复合双面同步横焊特性研究。研究结果表明,针对横焊位姿因重力、非对称坡口对熔滴、电弧的影响,利用激光对电弧的吸引和收缩作用,通过减小光-丝间距,有效地抑制了电弧侧壁燃弧,熔滴在电磁力和等离子流力的作用下,稳定过渡到熔池中,实现了熔滴过渡稳定性控制,解决了激光-GMAW复合横焊位姿电弧偏离和熔滴下落等过程控制难题与侧壁未熔合问题;厚板激光-GMAW复合双面同步横焊包括打底层和填充层焊接,其中打底层焊接是保证接头焊接质量的关键;采用激光-GMAW复合双面同步横焊新方法,4道焊接完成了30 mm厚船用高强钢10Ni5Cr Mo V横焊位姿的高强、高效连接。焊缝表面成形良好,无裂纹、未焊透和侧壁未熔合等缺陷。接头的抗拉强度高于母材,且其–50℃冲击吸收能量为57.3 J。     

LY12硬铝合金TIG与A—TIG焊接接头组织和熔深的研究

针对Al-Cu—Mg系共晶型高强度LY12硬铝合金,进行了TIG与A—TIG焊接接头组织特征和熔深变化规律的研究。结果表明,在相同焊接规范下,TIG与A—TIG焊接接头焊缝区金相组织均为树枝状晶,热影响区金相组织均为等轴晶,差别在于A—TIG焊接接头组织晶粒较粗大。高倍显微镜下的金相组织显示,A—TIG焊缝区和热影响区中强化相数量比TIG焊多,且比TIG焊粗大。另外由于活性剂的加入,电弧产生收缩,热量集中,使得A—TIG焊熔深比TIG焊大。     

AVESTA2205焊接性研究及生产应用

对AVESTA2205的可焊性进行分析，了解各种因素对焊接接头的影响，焊接接头在焊后的组织与力学性能，最后制定合理的焊接工艺，保证焊缝质量，达到设计要求。     

Half-transient liquid phase diffusion welding: An approach for diffusion welding of SiCp/A356 with Cu interlayer

Aluminum matrix composite SiC_p/A356 was welded by half-transient liquid Phase diffusion welding (HTLPDW) with a Cu interlayer. The effects of welding parameters and interlayer thickness on the properties of the welded joint were investigated, and the optimal welding parameters were subsequently put forward. The relationship between the tensile strength of the joint and the microstructure was studied by analyzing the microstructure of joint using a scanning electron microscope (SEM) and an electron probe micro-analysis (EPMA). Results confirmed the success of welding aluminum matrix composite SiC_p/A356 utilizing HTLPDW method with a Cu interlayer. Shorter welding time was a prominent characteristic of HTLPDW as compared with conventional transient liquid phase (TLP) diffusion welding. Furthermore, its welded joints had a tensile strength almost 72% of its parent matrix composites, evidently signifying the suitable application of half-transient liquid phase diffusion welding in welding composite engineering structures.     

AVESTA2205焊接性研究及生产应用

对AVESTA2205的可焊性进行分析,了解各种因素对焊接接头的影响,焊接接头在焊后的组织与力学性能,最后制定合理的焊接工艺,保证焊缝质量,达到设计要求。     

金刚石圆锯片激光焊接强度影响因素的研究

焊接强度是保证金刚石圆锯片使用安全的关键,而激光焊接强度明显高于高频焊接强度。研究了影响激光焊接强度的几个关键因素,设计了4个符合要求的刀头过渡层配方,优选了激光焊接工艺参数的合理选择范围,为激光焊接金刚石圆锯片生产工艺提供了设计依据。     

铝合金与不锈钢热补偿电阻点焊接头性能研究

采用热补偿工艺垫片电阻点焊法对铝合金A5052与不锈钢SUS304异种材料进行了焊接。探讨了焊接参数对接头的抗剪与抗拉性能的影响,并通过电子显微镜对接合界面区进行了观察,分析了界面反应物形貌及厚度分布等微观特性。研究结果显示：一锯齿状反应层在接合界面生成,其厚度随焊接电流以及界面上位置的变化而变化,界面反应层对接头抗剪强度无影响,但能减弱接头抗拉强度。     

GH99镍基合金薄板电子束焊接头疲劳性能研究

电子束焊作为一种先进的连接技术,具有能量集中、焊接速度快、热影响区小等特点,被广泛应用于工业工程、航空航天等国民经济的重要领域。随着航天飞行器发动机设计寿命的不断提高,主要结构部件的电子束焊接头疲劳性能越来越受到设计工作者的关注,研究电子束焊接头的疲劳性能已经成为焊接工作者一个重要的课题。本文采用电子束焊接工艺,制备了GH99镍基高温合金薄板对接接头。针对电子束焊接头,进行了显微硬度测试、疲劳性能的研究及疲劳失效机理分析。研究表明,电子束焊接头焊缝中心及热影响区的维氏硬度与GH99镍基高温合金母材金属基本相同,接头并未出现性能的不均匀性。对两种工艺下的电子束焊接头的疲劳S-N曲线分析表明,适当加大电子束焊焊接电流,有利于减少焊缝焊根部位的焊接缺陷,有利于提高电子束焊接头的疲劳性能,从而提高了焊接接头疲劳寿命。