天然气管道在役焊接热影响区t_(8/5)影响因素研究

采用SYSWELD有限元软件对天然气管道在役焊接过程中不同因素对热影响区t_(8/5)的影响进行了分析。通过试验结果对热源模型参数进行校核,在此基础上,研究了管道壁厚、天然气流速、压力、环境温度、焊接线能量、焊接速度等因素对热影响区t_(8/5)的影响规律。结果表明,随着焊接线能量、预热温度和环境温度的增加,t_(8/5)逐渐增大,而随着管道壁厚、天然气流速、压力的增大,t_(8/5)逐渐减小;当焊接速度逐渐增加时,t_(8/5)先减小后增大。     

HG785D钢板对接焊接工艺研究

针对目前使用的高强钢HG785D（t8和t20板）,采用低匹配焊丝HS-70和常用焊接方法GMAW实施对接试验,借助万能拉伸试验机、液压弯曲试验机和30/15冲击试验机来检验焊接接头的力学性能,利用光学显微镜观察接头的金相组织,利用维氏显微硬度计测量接头的显微硬度,分析线能量和温度控制对焊接接头宏观性能的影响.试验结果表明,t8板线能量为1.5 kJ/mm,t20板线能量为1.7kJ/mm,预热或道间温度控制在100～120℃时,HG785D焊接接头的综合力学性能最为优良.     

焊接参数对304不锈钢激光焊接温度场分布特征的影响

采用红外热像测量的方法,跟踪拍摄304不锈钢激光焊接的过程,研究激光焊接参数对304不锈钢焊接温度场特征的影响。试验结果表明,激光功率一定时,随焊接速度的减小,熔化区域的长度和宽度增大,但温度场分布的基本特征未变;焊接速度一定时,随激光功率的增大,焊缝正面温度场的整体温度升高,特别是熔池后端次高温区的温度显著升高和面积显著增大,但温度场分布的基本特征未变;输入线能量相近时,高功率/高速度组合的“小孔”区域温度较高,低功率/低速度组合的次高温区域的温度较高、面积较大,但是后端焊缝区域的温度较低。     

SUPER304H焊接工艺与热影响区晶粒度的关系

焊接热影响区晶粒度是影响焊接性能的重要因素.对不同厂家的SUPER304H钢进行了不同焊接线输入能量和不同热循环次数的焊接试验,并对它们的焊接热影响区的晶粒度用光学显微镜进行了检测;得到了影响SUPER304H钢热影响区晶粒度的主要因素是焊接线输入能量及焊接线输入能量应控制在12 kJ/cm以下的结论.     

1025 t/h 锅炉再热器穿顶密封结构焊口开裂原因分析

分析某发电厂1025 t/h锅炉再热器穿顶密封结构焊接接头的开裂源于再热裂纹,裂纹的产生原因在于:焊接接头高刚度、高应力集中,过大焊接线能量及接头在运行中存在热应力。通过将密封结构改进为套筒式和优化焊接工艺,提高了锅炉的安全可靠性。     

球罐焊接线能量控制的研究

本文研究了减少焊接层数，增大线能量对焊接接头金相组织及力学性能的影响，并提出了球罐焊接线能量控制不应超过立焊工艺评定所确定的线能量范围。     

不同t_(8/5)条件下NM400耐磨钢焊接热影响区的组织及性能

利用Gleeble-3500型热模拟试验机,对NM400耐磨钢在不同热循环条件下进行焊接热模拟试验,研究了从800℃至500℃的冷却时间t8/5对焊接热影响区粗晶区和临界粗晶区组织及性能的影响。结果表明:单次热循环时,随着t8/5的增大,粗晶区硬度逐渐下降,而-20℃冲击吸收功先增加后下降;t8/5为10 s时,粗晶区冲击吸收功最高(64 J),这是因为形成了板条马氏体和下贝氏体的混合组织,且马氏体发生了自回火;二次热循环时,随着t8/5的增大,临界粗晶区硬度和冲击吸收功下降,且均低于单次热循环粗晶区的,这是由于不完全重结晶形成了粒状贝氏体和粗大上贝氏体组织;此钢焊接时,t8/5应控制在10 s左右。     

摩擦焊接过程的热力耦合有限元分析

采用热力耦合有限元分析方法,综合考虑摩擦焊接过程中不同的产热机制、随温度变化的材料性能、飞边形成及摩擦系数随速度、温度、压力的变化规律,直接由焊件材料的性能参数及设定的焊接规范参数(轴向压力与转速随时间的变化曲线)对焊接全过程的焊接参数(摩擦转矩、轴向缩短量及平均温度)、物理参量场(温度场、应力场、变形场)及焊合区金属晶粒尺寸的变化规律进行了数值模拟,得到了焊接过程中摩擦表面上切应力、加热功率、温度及轴向压应力的分布及变化规律,实现了对焊合区金属晶粒尺寸的数值模拟。     

不同焊接工艺下FB780钢焊接接头热影响区的显微组织和冲击韧性

用Gleeble-3500型热模拟试验机模拟单道次焊接条件下FB780钢焊接接头热影响区(HAZ)的热循环过程,研究了在不同焊接峰值温度及不同t8/5(由800℃冷却到500℃的时间)下HAZ的显微组织,并测试了不同焊接条件下HAZ的显微硬度和冲击韧性。结果表明:在t8/5相同的条件下,随着峰值温度的升高,HAZ组织粗化;当峰值温度一定时,随着t8/5的增加,铁素体板条变宽并逐渐融合,M/A组元粗化,粗大铁素体晶粒与细小准多边形铁素体晶粒混合,组织的均匀性恶化;在相同的峰值温度条件下,HAZ的硬度和冲击功均随着t8/5的增加而降低;在峰值温度为1 175℃,t8/5为6s条件下,HAZ的低温(-20℃)冲击断口形貌为韧窝花样,韧窝尺寸较大,HAZ的低温韧性与母材的相匹配,同时硬度较高,该工艺为最佳的单道次焊接工艺。     

焊接变形的利用

由于焊接时对工件的加热温度高,加热面积小,加热和冷却的速度较快等,由此造成焊接对工件加热的不均匀性,使工件形成很大的温度梯度,在热胀冷缩和组织转变应力等的综合作用下,必然造成结构件的变形。焊接工     

电触头电阻钎焊关键工艺优化研究

利用电触头电阻钎焊有限元分析模型,分别对下电极与铜基体的接触方式及不同焊接电流下铜基体,在容易产生氢脆和软化的高温区域的停留时间进行优化对比,得到中心区域温度高于四周的温度场分布,以利于液态钎料填缝时焊渣及气体的排除,从而提高接头质量,通过优化加热方式降低铜基体所受影响,最终得到更加合理的电触头电阻钎焊工艺。     

Fe3Al/18-8异种材料扩散焊界面的元素扩散

本文根据Fiek第二定律对不同焊接工艺条件下Fe3Al／18—8异种材料扩散焊界而元素的浓度分布进行了数值计算。分析了加热温度和保温时间对界面附近元索扩散距离及形成的中间过渡层的影响，并与实际试验测定值进行了比较。实测和计算结果表明，在加热温度1333K和保温时问45～60min条件下，Fe3Al／18-8异种材料进行扩散焊接可以获得良好的中间过渡层，从而满足整个焊接接头的使用要求。     

Fe3Al/18-8异种材料扩散焊界面的元素扩散

本文根据Fick第二定律对不同焊接工艺条件下Fe3Al/18-8异种材料扩散焊界面元素的浓度分布进行了数值计算,分析了加热温度和保温时间对界面附近元素扩散距离及形成的中间过渡层的影响,并与实际试验测定值进行了比较.实测和计算结果表明,在加热温度1333K和保温时间45～60 min条件下,Fe3Al/18-8异种材料进行扩散焊接可以获得良好的中间过渡层,从而满足整个焊接接头的使用要求.     

瞬时液相扩散焊焊接温度场有限元模拟

在瞬时液相扩散焊焊接过程中,加热温度对焊接效果有决定性的影响。通过对增强热塑料管接头进行合理假设,在ANSYS系统中建立了三维有限元分析模型,利用ANSYS提供的热电耦合分析和瞬态温度场分析程序,对管接头焊接加热时间和瞬态温度场进行了有限元模拟,其分析结果可以为热应力分析、焊接强度分析、优化设计和实验提供一定的理论依据。     

超声波塑料焊接温度场有限元数值模拟

超声波塑料焊接的温度场是研究其焊接机理的重要方面。但是由于超声波塑料焊接具有时间短、局部焊接区域封闭等特点,使得对焊接温度场的研究很困难。采用有限元的方法,对超声波塑料焊接过程中的温度场进行了数值模拟,并建立了具有高响应频率、实时测量、数据存储功能的先进测量系统。模拟结果和实际测量结果相近,说明有限元模型合理。     

厚板窄间隙多道埋弧焊温度和残余应力分布

通过有限元数值模拟的方法,分析厚板窄间隙埋弧焊的温度分布,同时给出了厚板上、下表面和厚度方向上的残余应力分布曲线.通过热电偶构成的温度测量系统测得试板特定点上的温度分布,且在焊接完成冷却一段时间后利用盲孔法测量了试板上、下表面特定点上残余应力大小.有限元计算结果和试验测量结果吻合较好,证明了该有限元模型的合理性,为评价焊接接头性能提供了参考.特别是,在厚度方向上不便测量的残余应力分布曲线可以通过有限元数值模拟的方法获得,为实际考查厚板内部残余应力分布提供依据.对于两者结果有较大偏差的地方,分析该偏差出现的原因.     

NUMERICAL ANALYSIS OF RESIDUAL STRESSES IN TITANIUM ALLOY DURING ELECTRON BEAM LOCAL POST-WELD HEAT TREATMENT

The distributions of temperature and residual stresses in thin plates of BT20 titanium alloy are numerically analyzed by three-dimensional finite element software during electron beam welding and electron beam local post-weld heat treatment (EBLPWHT). Combined with numerical calculating results, the effects of different EBLPWHT mode and parameters, including heat treating position, heating width and heating time, on the distribution of welding residual stresses are analyzed. The results show that, the residual tensile stresses in weld center can be largely decreased when the weld is heat treated at back preface of the plate. The numerical results also indicated that the magnitude of the residual longitudinal stresses of the weld and the zone vicinity of the weld is decreased, and the range of the residual longitudinal stresses is increased along with the increase of heating width and heating time.     

基于ANSYS的FeCrAl合金真空扩散焊模拟

运用有限元分析软件ANSYS的APDL语言,编写了电热合金材料FeCrAl的真空扩散焊过程的数值模拟程序。建立了真空扩散焊过程中三维热一结构耦合场有限元计算模型,对给定温度下施加不同的压力载荷,计算该组耦合场模型焊接过程中应力应变分布。通过比较这些模型的应力应变分布得出最佳的温度、压力参数组合。摸索出最佳固相直接真空扩散焊的焊接工艺参数为焊件施压7MPa,950℃保温30min,1000℃保温20min,停止加热后卸压,随炉冷却。焊后试件的气密性试验及微观晶相组织显示,该工艺参数获得了良好的焊接接头质量。     

水工钢结构焊接残余应力有限元模拟分析

采用有限元数值计算方法模拟了钢结构在焊接过程中产生的残余应力和变形特性,采用了双线性弹性-塑性模型、Von Mises屈服准则,和增量原理处理焊接过程中的材料非线性问题,建立了热-结构耦合有限元模型和方法。数值仿真结果表明,采用单元生死处理方法对于模拟多道焊缝问题是有效的。     

Analysis of pulsed Nd:YAG laser welding of AISI 304 steel

Pulsed laser welding of AISI 304 stainless steel plate was simulated using commercial finite element software to determine the optimal welding conditions. Due to geometric symmetry, only one plate was modeled to reduce the simulation computation time. User subroutines were created to account for a moving three-dimensional heat source and to apply boundary conditions. The material properties such as conductivity, specific heat, and mass density were determined as functions of temperature. The latent heat was considered within the given temperature range. The three-dimensional heat source model for pulsed laser beam butt welding was designed by comparing the finite element analysis results and experimental data. This successful simulation of pulsed Nd:YAG laser welding for AISI 304 stainless steel will prove useful for determining optimal welding conditions.