焊接工艺参数对焊接残余应力的影响

以16MnR作为实验材料,通过改变焊接工艺参数中的二个最主要因素:焊接电流和焊接速度,研究了焊接电流和焊接速度对构件焊接残余应力的影响。     

残余应力对焊接动态变形的影响

通过焊接试验研究了施焊过程中试板焊接变形的规律。结果显示,在本试验条件下,施焊过程中试板先产生向试板中心线以下的变形,随着焊接过程的进行逐渐产生向试板中心线以上的变形,焊缝为多道焊时,第一焊道对变形起主要作用,而其后施焊的焊接动态应变过程趋于稳定,对变形影响较小。     

焊接热输入对堆焊残余应力和变形的影响分析

为了研究热输入对堆焊残余应力和变形的影响,建立了钢板堆焊的有限元网格模型,进行了高斯移动热源的加载,通过改变焊接电流和焊接速度的大小,研究了热输入对堆焊残余应力和变形的影响规律。研究结果表明,焊件最大残余应力节点位于焊缝区域;最大形变处位于焊件宽度方向的外端;一定范围内,增大焊接电流,焊件形变量先变大后变小,最大残余应力数值逐渐变大,最终趋于某一定值;增大焊接速度,焊件最大残余应力和形变量均逐渐减小。     

关于焊接钢管残余应力的思考

阐述了焊接钢管在制造过程中残余应力产生的原因及种类分析了这些残余应力对钢制管道的性能影响，提出了几种如何消除钢管内有害的残余应力的方法。     

振动法消除球罐焊接残余应力的试验研究

介绍了一台２００ｍ￣３液化石油气球罐，经现场组焊后，采用振动法消除焊接残余应力的试验过程及效果评定等。     

预拉伸对铝合金管体焊接残余应力和变形影响的数值模拟

利用ANSYS软件模拟厚度为4mm的7075铝合金管体试件在有预拉伸应力和无预拉伸应力作用下的焊接.结果表明:预拉伸焊接法可有效减小铝合金管体焊后的残余应力和变形.预拉伸应力抵消了部分焊接区热膨胀产生的压缩应力,从而减小了压缩塑性变形,进而减小了冷却时焊接区域的拉伸应力,相应地远离焊缝区域的压缩应力也随之减小.     

打孔管道焊接残余应力有限元分析

利用ANSYS有限元软件,对输油管道的螺旋焊缝焊接及被打孔后的修补焊接过程进行了三维热-固耦合数值模拟.计算时通过合理设计单元精度、采用变步长等方法保证了求解精度与速度,获得了焊接过程温度场、应力场的变化规律.研究结果表明:在焊缝区及其周围存在着高焊接残余应力,最大值超过了管道材料的屈服极限.该分析对于输油管道焊接修复的安全施工具有指导作用.     

超声波法焊接残余应力测量技术

总结了超声波法测量焊接残余应力的技术原理及发展历史,指出了声弹性的非线性原理的进一步发展是完成工程结构残余应力精确测量的基础。介绍了西安石油大学超声法应力测量设备的技术特点,以及超声波法在石油管道、高速列车、应力监控等领域的测量工程实例。对焊接残余应力场的声弹性不稳定现象进行了分析,对超声波法测量焊接残余应力的应用进行了总结,提出了适应石油行业残余应力测量的发展方向。     

焊接残余应力和管道完整性分析

简要介绍了残余应力的分类及其产生原因。分析了焊接残余应力对管道疲劳寿命和断裂能力的不利影响。焊后塑性变形也可能与焊接残余应力交互影响整个壁厚层和管子周向最终残余应力的大小和分布状态。借助计算焊接力学(CWM)能够更准确地估算由焊接产生的残余应力和变形,其结果可用于优化和确定管道的结构寿命,分析结果还能有效评估塑性变形对焊接残余应力的影响。通过两个焊接实例验证了焊接残余应力及焊后塑性变形对焊管最终残余应力大小和分布的影响。     

铸钢节点对口焊接残余应力及变形分析

运用有限元方法分析研究了铸钢节点对口焊接的残余应力与变形，着重讲述了该结构主要的焊接变形类型、焊接残余应力分布规律，并对理论计算值与试验段焊缝焊接收缩变形测试结果进行了比较。文章的研究成果对推广铸钢节点在工程中的应用具有一定实际意义。     

焊后消氢处理工艺对高强钢焊接残余应力的影响

以20MnTiB高强钢为试验材料,采用焊后消氢处理方法,对采用相同焊接参数焊接的3块20MnTiB试板分别进行未消氢处理、150 ℃×2 h消氢处理、250 ℃×2 h消氢处理后,使用盲孔法测量了表面焊接残余应力,研究了不同温度焊后消氢处理工艺对构件焊接残余应力的影响。结果表明,焊后消氢处理工艺是影响构件焊接残余应力的重要因素之一,进行焊后消氢处理可以降低焊接残余应力,且焊后消氢处理工艺的温度越高,焊接残余应力降低的幅度越大。     

焊接工艺参数对12Cr1MoV异质接头焊接残余应力影响分析

选取12Cr1MoV异质接头作为试验材料,研究了焊接电压、焊接电流和焊前预热温度三种主要的焊接工艺参数之间的耦合关系,并通过试验和运用有限元法对焊接过程进行实例分析与模拟验证。结果表明:焊接残余应力分布情况曲线特征与模拟结果相吻合;焊接残余应力模拟影响区域与试验结果测量值相符;焊接电压、焊接电流能够较为集中的进行热输入,其与焊接残余应力线性正相关,焊前预热温度通过与焊接电压、焊接电流之间的交互作用会对焊接残余应力产生一定的影响。     

焊管残余应力研究进展及展望

在焊管制造过程中需进行弯曲成型、焊接、水压、弯管、防腐等工艺过程,这些工艺过程造成的残余应力关系到焊管的服役寿命。介绍了焊管残余应力的研究方法、研究成果。指出,焊管的残余应力与其成型工艺关系重大,一般直缝焊管的残余应力水平低、分布均匀,螺旋焊管的残余应力水平高,且分布均匀性差。水压试验和扩径可以有效降低残余应力,但水压和扩径参数与残余应力的具体关系仍需要进行大量研究才能确定。最后指出,对切环法与磁测法的应用、螺旋焊管成型的精确模型、残余应力沿厚度方向的分布等问题仍需要进行深入研究。     

封面

在高强管线钢的工程应用过程中,较高的焊接残余应力会导致焊缝产生应力腐蚀和疲劳裂纹以至失效。简要介绍了高强度管线钢的焊接方法,对比了传统电弧焊与先进焊接方法的工艺特点,以及不同焊接方法的残余应力分布,概述了通过无损检测手段进行残余应力分析的相关研究结果,并通过数值模拟进行了焊接残余应力的对比和分析。指出,通过不同的数值模型及有限元分析等手段,可快速获得不同焊接方法的接头残余应力分布,以便于对焊接工艺进行调整。     

管道在役焊接接头残余应力的研究

采用SYSWELD焊接模拟软件对X70级管道在役焊接接头应力进行模拟,并将在役焊接残余应力与常规焊接进行对比。结果表明:在役焊接接头残余应力分布规律与常规焊接保持一致,符合管道焊接接头“内凸外凹”的变形机理,但在数值上差别较大。近缝区在役焊接残余应力大于常规焊接,随远离焊接中心,在役焊接应力曲线转变速度较快,且在役焊接和常规焊接环向残余应力拉压应力转变位置不同。     

SS400薄板手工电弧焊和氩弧焊残余应力对比分析

为了研究SS400钢板不同焊接方法残余应力的分布规律,分别对4 mm厚的低合金高强钢采用手工电弧焊和氩弧焊进行焊接,焊接后采用盲孔法测量钢板的残余应力,得到了残余应力的分布曲线。试验结果表明:手工电弧焊在焊接区垂直焊接方向的残余应力最大值为387 MPa,在焊缝两侧为压应力,距离焊缝两侧12 mm处,压应力最大;平行焊接方向上的残余应力在中间位置为拉应力,在工件两边为压应力,靠近边缘压应力增大。氩弧焊垂直于焊接方向上的最大拉应力为328 MPa,在焊缝两侧的距离为7 mm处,压应力最大;平行于焊接方向上的残余应力曲线与手工电弧焊的相似,氩弧焊的焊接变形小于手工电弧焊。     

深水张力腿平台筋腱焊接残余应力计算分析

张力腿筋腱是圆管铸件,通过焊接接长实现张力腿筋腱的连接,焊接工艺直接影响筋腱的使用性能及完整性。通过有限元模拟张力腿筋腱焊接接长过程,提取张力腿筋腱焊接温度变化梯度以及筋腱焊接产生的残余应力。结果显示,有限元分析焊接方法能够较好地反映张力腿筋腱的焊接模拟过程,而张力腿筋腱焊接接长产生的残余应力对张力腿结构有一定的影响,对确定张力腿筋腱焊接工艺提供技术支持。