稳压器安全端接管表面堆焊工艺参数虚拟研究

利用有限元数值模拟方法研究稳压器安全端接管表面堆焊实验中焊接工艺参数对焊接应力的影响,并进行虚拟焊接工艺设计。运用ANSYS软件建立某核电厂稳压器安全端接管表面堆焊修复的数值模型,比较分析不同焊接电流、焊接速度对焊接应力的影响。结果表明:在虚拟焊接分析研究范围内,焊接电流越大,原管道内的焊接压应力越大;焊接速度越大,原管道内的焊接压应力越小。     

核电管道安全端异种金属焊接接头表面堆焊的有限元分析

根据热弹塑性有限元分析原理,建立核电管道异种金属焊接接头表面堆焊修复的有限元模型。应用ANSYS软件模拟某核电厂稳压器安全端接管堆焊修复试验过程,计算分析焊接温度场和应力场及焊接残余应力。结果表明,焊接过程中的不均匀热过程直接引起了复杂的应力状态。焊接过程中,环向应力变化比轴向应力快,环向残余应力比轴向残余应力大。堆焊后,在原管道内表面原焊缝附近形成了压缩残余应力,沿半径方向残余应力由拉应力逐渐向压应力过渡。     

基于XRD的Inconel 690和321不锈钢异种金属焊接残余应力测试与分析

某小型反应堆的异种金属环形焊接接头经由一百余道焊接后,会出现残余应力累计、变形严重等问题,影响焊接接头的抗应力腐蚀、抗疲劳破坏性能。采用X射线衍射法对该焊接接头表面残余应力测试,获得了环向、径向残余应力分布规律。结果表明:接头表面环向、径向残余应力基本呈现出拉应力状态,分布类似抛物线形状,呈现出中间高、两边低的形态;由于奥氏体不锈钢母材侧熔合线为典型的异种金属焊接区域,残余应力梯度明显偏大,焊缝有柱状晶的存在,焊缝中心处亦存在较大的应力梯度。     

核级支管座焊缝结构堆焊修复数值模拟及分析

为优化核级支管座焊缝结构的OVERLAY堆焊修复工艺,基于有限元分析软件Abaqus建立三维有限元模型,结合双椭球热源、生死单元技术,采用热-力顺序耦合计算方式对堆焊修复过程进行数值模拟,研究了结构在堆焊修复过程中温度场、焊接变形及残余应力的分布特性.基于计算结果开展了堆焊影响因素的分析,结果表明在原焊缝结构内侧形成了压应力,从焊缝结构内侧逐渐向外到堆焊层表面,压应力逐渐转变为拉应力,且残余应力随着焊接速度的增大而减小,逆-顺交替的焊接顺序可以有效降低残余应力,为优化堆焊工艺提供了重要的参考.     

异种金属环焊接接头裂纹分析与控制

核级不锈钢与镍基合金异种金属环接头在焊接过程中发生裂纹是主要缺陷。从合金元素、打底焊工艺、焊接热输入、约束状态等方面对异种金属环接头焊接裂纹开展成因分析与控制,通过接头射线检验、金相检验、残余应力分析等手段对接头开展性能评价,有效消除了不锈钢与镍基合金异种金属环接头焊接裂纹,降低了焊接接头的残余应力水平。该研究结果对不锈钢与镍基合金异种金属环接头焊接裂纹的控制具有重要的参考意义和实用价值。     

核级低合金钢手工回火焊接热影响区组织性能研究

采用焊条电弧焊回火焊接工艺在核级低合金钢S271板开槽试件上堆焊核级低合金钢焊条制备焊接试验件,利用该试件研究局部增加焊接热循环对低合金钢热影响区(HAZ)组织性能的影响以及回火堆焊层厚度对HAZ组织性能的影响。结果表明:未增加补充焊道的试件,焊趾位置HAZ回火效果不够充分,局部组织有回火马氏体和残余奥氏体晶界存在,冲击韧性相对较低;增加补充焊道的试件,焊趾位置HAZ残余奥氏体分解和回火马氏体组织分解转化充分,虽然硬度略有偏高,但冲击韧性改善显著;焊接过程中去除部分回火焊层厚度,可有效改善HAZ回火效果,且在一定厚度范围内,随着上一层回火焊层打磨量的增加,对应的样品HAZ显微硬度呈下降趋势,冲击韧性呈明显上升趋势。     

基于A508/ER347钢的不锈钢堆焊层组织分析

选取三种不同化学成分的不锈钢焊材,在带有不锈钢覆层的合金钢上,采用手工氩弧堆焊工艺依次进行三种不锈钢堆焊层的堆焊试验。采用光学显微镜、铁素体测试仪及显微硬度计对三种堆焊层分别进行组织检查、铁素体检测以及硬度测试,结果表明,缺陷发生风险最大的堆焊层区域的组织、硬度及铁素体含量正常;采用高Ni不锈钢焊材焊接的堆焊层的组织形貌、显微硬度及能谱分析结果均支持熔合区存在部分马氏体转变或一定量的碳化物,且焊层间出现了再热裂纹;采用奥氏体不锈钢焊材堆焊的堆焊层的宏微观组织、显微硬度及铁素体含量均正常。总结了堆焊工艺的关键控制要点。对核电设备维修中类似组合材料的堆焊工艺应用具有指导作用及参考意义。     

低合金钢自动回火焊接过程中热影响区组织转变

采用回火焊道工艺在低合金钢SA508-3钢管上堆焊镍基合金制备试验件,利用该试验件研究不同堆焊层对应的热影响区组织形貌。结果显示,首层堆焊使SA508-3钢热影响区形成淬火马氏体,但该类组织在随后的堆焊层焊接热过程中会发生回火转变,并随着焊层的增加,转变效应累积,最终完全纠正热影响区的淬火不良组织。试件两端焊趾附近区域因高温回火累积时间不足造成的回火不充分,使得首层堆焊在热影响区产生内马氏体以及由于热影响区内残余奥氏体分解产生的马氏体等不良组织未得到完全纠正,可通过特定工艺的补充焊接予以消除。     

产品质量控制方法在某钛合金部件批量生产中的应用

在某钛合金部件对接焊产品批量生产过程中,通过运用防错法、方针目标管理(PDCA)方法、5S管理、产品质量控制分析方法进行质量控制管理,有效避免了批量产品"焊反"的错误,实现了批生产有章、有法、有序地开展,并有效控制了气孔缺陷的发生率,产品一次合格率稳步提高到98%以上,实现了预期的控制目标。结果证明,按照上述质量控制方法能够有效控制影响质量的每个环节,并不断提高批量生产中的产品质量。     

SLM和SLM+HT成形TA17合金的微观组织与变体选择特征

为了系统认识选区激光熔化(selective laser melting, SLM)成形TA17合金微观组织特征，对SLM和SLM+热处理(heat treatment, HT)两种状态下TA17合金的微观组织进行表征和分析.结果表明，在极快的冷却条件下，SLM成形的TA17钛合金形成了以细小针状α相为主的微观组织，其织构类型主要为{0 0 0 1}<1 0-1 0>、{1 0-1 0}<1 1-2 0>及{1 1-2 0}<1 0-1 0>3类板织构，且变体具有明显选择性特征，倾向于析出60°/[1 1-20]和60.83°/[-1.377-1 2.377 0.359]两类变体.在950℃/2 h+空冷后，TA17合金形成双态α相组织，组织形貌为典型的等轴状+板条状，织构散漫程度增加，强度显著降低，变体选择发生变化，60°/[1 1-2 0]和60.83°/[-1.377-1 2.377 0.359]两类变体减少，转变为63.26°/[-10 5 5-3]类变体.