陶瓷型电加热器加热消除补焊焊缝局部残余应力工艺初探

针对我厂与美国合作生产的,当今最为先进的,地面涡轮机组焊接组合件中所选用的典型材料Inco718,410(相当1Cr13)、17-4PH,进行局部消除应力热处理试验。结果表明:用陶瓷型电加热器加热代替炉中整体热处理消除焊接残余应力,方便可行,成本很低。     

关于焊接残余应力消除原理的探讨

介绍了机械拉伸法、温差拉伸法、滚压法和低应力无变形焊接技术消除应力原理的传统观点,认为焊接时焊缝产生压缩塑性变形,消除应力的原理在于用拉伸塑性变形抵消、补偿压缩塑性变形。本文提出新的应力应变发展过程,指出焊缝不存在压缩塑性变形,一直受拉伸,熔合线附近处于脆性温度时承受较大的纵向拉伸应变,随着远离熔合线,应变值陡降。焊缝消除应力的原理在于用塑性应变减少甚至抵消弹性应变,在一般情况下是用拉伸塑性应变减少甚至抵消拉伸弹性应变。本文还阐述了各种消除应力工艺的原理并很好地解释了横向液化裂纹分布在熔合线附近和裂纹很短的现象。     

灭菌器组合工艺焊接残余应力的消除与评价

针对国产脉动真空灭菌器内腔焊缝处多次开裂现象,围绕焊接残余应力及消除方法进行了系列研究.根据市场上灭菌器异种钢间断角焊缝特征设计了7种组合结构焊板,应用X射线法定量给出了残余应力分布规律,并对用焊后浇水速冷处理工艺消除残余应力的尝试进行了试验验证.结果表明,各种焊板残余应力均达到屈服应力,由此引起的应力腐蚀与腐蚀疲劳是灭菌器内腔开裂的直接原因;二氧化碳焊接工艺残余应力较焊条电弧焊高10%～22%,残余应力与加强筋类型基本无关;浇水速冷处理工艺可有效降低表面残余应力,降幅达50%～70%,提高疲劳极限12%～14%.有效降低焊接残余应力是解决内腔开裂的重要途径.     

激光冲击消除焊接残余应力

对现有焊接残余应力的理论进行分析,讨论激光冲击处理消除焊接残余应力的可行性,认为短脉冲高峰值功率密度的激光冲击焊接接头产生的等离子体冲击波,可使焊接接头表面产生塑性应变,能有效消除焊接残余拉应力。文章设计了激光冲击强化12Cr2Ni4A钢焊接接头试验,通过选择不同焊接材料和焊接方式,设计了4种焊接状态,分别进行激光冲击强化。试验结果表明,激光冲击强化均能消除氩弧焊和等离子焊等焊接方式的焊接残余拉应力,改善焊接接头表面的力学分布,在选用NAK80焊材和等离子体焊方式时,形成的残余压应力幅值高达884MPa,极大提升了焊接接头的力学性能。     

逆焊接消除焊接残余应力工艺及机理研究

逆焊接加热处理是一种新的调整焊接残余应力的方法．它可以降低在焊接过程中产生的拉伸残余应力。采用三种石油化工常用钢材20R、Q235、1．25Cr-0．5Mo制成焊接试样,进行逆焊接加热处理。通过对所得数据分析发现,逆焊接加热处理能够有效降低材料焊接产生的残余拉应力。当温差足够大时,可在被处理表面形成双向压缩残余应力层。     

加装管式加热器的罐车体焊接残余应力与变形

针对黏油罐车在安装管式加热装置中产生的焊接残余应力与变形问题,采用盲孔法和位移传感测量法测试了焊接残余应力和罐车整体变形,分析了残余应力与变形特点及其影响因素.研究结果表明,对于加热装置的近距离焊缝间的区域,焊接纵向残余应力达到300 MPa,由于两个焊缝的影响即使远离焊缝位置也存在较大的横向拉伸残余应力.罐体变形特征为一边膨胀而另一边收缩,且膨胀大于收缩.罐体收缩边造成水平位移达37 mm,垂直位移达27 mm;罐体膨胀造成水平位移为18 mm,垂直位移为26 mm.     

残余应力测试在转向架构架返修中的应用

采用X射线法对转向架构架焊接部件返修位置与未进行返修位置进行残余应力状态的测试,分析比较两处位置残余应力应力状态,从残余应力的角度评价返修后产品使用的可行性。     

管道焊口电加热器应用

为适应管道焊口预热温度和维持层间温度的需求,采用了管道焊口电加热器.介绍了管道焊口电加热器的基本结构、工作原理、性能和特点以及工程应用实例,该设备具有升温迅速、保温效果好、安全、节能环保等优点.该项技术达到了国际先进水平,具有显著的经济效益和社会效益.     

转向架构架标准焊接接头残余应力数值模拟

直接测试是获取焊接结构残余变形和残余应力的主要方法。以南京浦镇车辆有限公司的转向架构架为研究对象,利用有限元分析软件SYSWELD,对构架上面的T型接头和对接接头进行热-弹塑性有限元分析,得出残余应力大小和分布规律,并将模拟结果与实测结果进行对比,发现两者趋势吻合。     

转向架副构架焊接接头残余应力无损测量及变形研究

采用有限元焊接仿真分析软件(SYSWELD)对某型号的转向架副构架焊接接头进行了仿真变形分析,并采用X射线衍射法(XRD)对该型号焊接态副构架振动处理前后焊接接头进行焊接残余应力无损测量,对焊接工艺和振动消除应力措施进行了验证,为转向架副构架接头焊缝质量安全性评估提供了依据.研究结果表明,有限元变形仿真结果和XRD应力...     

残余应力检测与消除方法的研究现状及发展

盲孔法为目前应用最为广泛的金属结构残余应力测量方法. 为了在薄钢板残余应力检测时更合理使用盲孔法并获得最好的测量精度,设计制作钢板试样在拉伸(压缩)试验机上施加拉力或者压力,使用盲孔法重复测量钢板内应力多次并与其理论值进行比较,分析测量的准确性和重复性. 结果表明,最小可稳定感知的拉伸和压缩应力都大约为1 MPa,在各应力水平下测量值都存在一定大小的偏差和分散性. 随着拉应力的增大,测量的准确度和重复性也都提高,并在大于60 MPa以后趋于稳定;随着压应力绝对值的增大,测量的准确度和重复性也都提高,并在大于35 MPa之后达致稳定;当应力水平在−10 ~ 25 MPa之间时,测量的准确度和重复性都较差. 建立测量精度补偿修正模型,经过修正后盲孔法对于高应力(拉应力大于25 MPa,压应力小于−10 MPa)水平的测量准确度都可以显著提高;但对于低应力(拉应力小于25 MPa,压应力大于−10 MPa)水平的测量准确度与重复性仍都较低,建议在实际使用中通过增加测量次数以保证测量结果可信度. 将所建立的测量精度修正方法用于针对某公司热轧汽车大梁钢板分条前钢板残余应力的实际测量,测量发现产生分条翘曲缺陷的热轧钢板都存在横向残余应力大于纵向残余应力的现象,为研究分条翘曲问题提供了支撑.     

CW200K转向架构架焊接残余应力无损测量

转向架构架在焊接过程中不可避免地会产生焊接残余应力,焊接残余应力的存在对构架的疲劳强度和疲劳寿命均有很大的影响,测定和掌握构架不同状态下残余应力的大小和分布规律十分必要。利用X射线衍射法测试CW200K转向架构架热处理前后的残余应力。结果表明,构架焊缝区存在高值残余拉伸应力;构架退火可以使纵向残余应力的峰值得到削弱,分布得到均化。在保温时间相同的条件下,提高退火温度有利于提高构架焊接残余应力的平均消除率。     

轧机铸钢机架补焊焊接残余应力试验研究

目前,轧机铸钢机架采取整体铸造工艺制造。生产中,铸造缺陷难以完全避免,缺陷以焊接工艺修补。某3.5M轧机铸钢机架的最大缺陷尺寸达到560 mm×160 mm×300 mm,缺陷补焊时拘束度较大,焊后易产生较大的残余应力。试验针对铸钢机架缺陷实际尺寸设计了模拟件,并采用盲孔法对模拟件和实际件焊接接头的残余应力进行测量,分析模拟件焊态和热处理后焊接接头以及铸钢机架补焊后的残余应力分布。试验结果表明:模拟件焊态残余应力较高,经焊后热处理后,应力降低至100 MPa以下。并且,铸钢机架补焊后接头应力分布规律与模拟件的应力分布规律有良好的一致性。     

过载拉伸消除不锈钢焊接残余应力的数值分析

用试验与数值模拟相结合的方式对过载法消除残余应力做了定量分析.采用SYSWELD软件对多层焊进行焊接模拟,得到焊接后残余应力场,将其导入Nastran软件,再进行过载拉伸模拟,研究其残余应力的变化规律.结果表明,随着过载拉伸作用的逐步增大,焊接残余应力峰值大幅降低,且焊接残余应力分布更加均匀,但是超过一定数值以后,残余应力消除的效果逐步减弱.计算结果与X射线测量结果趋势吻合,表明该数值方法是可行的.研究方法和研究结果对焊接残余应力消除提供参考.     

频谱谐波时效在压力机机身去残余应力上的应用

分析了传统去除压力机机身的残余应力的时效方法的缺陷.介绍了频谱谐波时效的技术特点与优点,用试验和数据证明频谱谐波时效的效果,进一步验证频谱谐波在去除压力机焊接机身残余应力的可行性.