模拟焊接热循环试验研究

金属在焊接时所形成的焊缝和热影响区性能常常决定着焊接构件的寿命和使用性能。因为在焊接时,近缝区的金属和焊缝本身都经受一次或数次特殊的焊接热作用,使金属组织和性能发生一系列的变化。如果不事先研究这种焊接热对金属的作用,就有可能在焊接过程中造成缺陷,或在焊接结构的使用过程中引起质量事故。因此必须深入     

预拉伸对铝合金桶体焊接残余应力和变形影响的数值模拟

利用ANSYS软件模拟在有预拉伸应力和无预拉伸应力作用下,焊接厚度为4mm的7075铝合金试板。结果表明：预拉伸焊接法可有效减小铝合金薄板焊后的残余应力和变形。预拉伸应力消除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及冷却时焊接区域的拉伸应力,然而远离焊缝区域的压缩应力也随之减小。     

钛焊管内应力测试

由于钛焊接管是钛带经过滚轧成型过程中经弯曲变形最后焊接而制造出来的,因此管子的外表面有圆周方向的拉应力,内表面有圆周方向的压应力.另外,在焊接过程中,焊缝及其附近区域(热影响区)产生了压缩塑性变形,从而引起焊接残余应力.总之,钛焊管在一定程度上存在着内应力.     

UNS S32750的焊接性

UNS S32750钢和其他超级双相不锈钢通常使用的焊接热输入范围是0．5～1．5kJ／mm（13～38kJ／英寸）。大于1．5kJ／mm的热输入会在焊缝和热影响区中形成过多的金属间化合物，例如σ相（近似于FeCr）和χ相（近似于Fe3CrMo）。焊接热输入小于0．5kJ／mm会使冷却速度过快而保留较多的铁素体，特别是在热影响区，有些氮会进入铁素体中。在下一道焊道的再加热作用下，会形成氮化铬和二次奥氏体的析出。     

355 MPa低合金钢板焊接裂纹的成因分析

针对20 mm厚度355 MPa低合金钢板焊接时出现的焊接裂纹问题,采用成分分析、金相组织检验、夹杂物分析、扫描电镜观察等手段进行检验分析。结果表明,钢板以铁素体+珠光体组织为主,含少量贝氏体,组织细小均匀,晶粒度约9.5级,力学性能满足标准;起裂位置为焊缝热影响区,焊缝宽度约8 mm,裂纹较深且尾部延展,焊缝热影响区以粗大的魏氏组织为主,缝处内存在链状非金属夹杂物。焊接时功率过大,焊缝处金属熔融速度较快,熔池夹杂清理不净而凝固在焊缝,割裂钢板组织连续性,结合焊接热影响区魏氏组织韧塑性差,焊接后下道次校正拉应力作用下,诱发局部开裂,是产生裂纹主原。通过优化焊接功率,缩短母材焊边在高温区的停留时间,控制冷却,减少异常组织,可有效避免该类问题。     

预拉伸对铝合金桶体焊接残余应力和变形影响的数值模拟

利用ANSYS软件模拟无预拉伸和有预拉伸应力作用下厚度为4 mm 的 7075 铝合金试板的焊接过程.结果表明,预拉伸焊接法可有效减小铝合金薄板焊后的残余应力和变形.预拉伸应力部分地抵消了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.     

X80管线钢闪光对焊热模拟试验

X80管线钢是目前应用最广泛的油气运输材料，因需满足长时间、长距离的服役条件，要求其具有更高的焊接性能，而闪光对焊技术由于焊接质量好、效率高，可满足X80管线钢的焊接需要。利用Gleeble-3800热模拟试验机对X80管线钢进行了闪光对焊模拟试验，采用金相显微镜观察焊缝、热影响区及母材处金相组织，采用显微维氏硬度计测定了各区硬度，确定了最优焊接参数。结果表明：在Gleeble热模拟试验机进行闪光对焊模拟试验，模拟焊接效果良好；不同工艺参数下焊接接头焊缝处金相组织为贝氏体，热影响区组织为贝氏体和铁素体，母材为铁素体和珠光体组织；不同焊接参数下，试样热影响区硬度最高，焊缝区次之，母材硬度最低；为获得优异的焊接接头，最优焊接参数为闪光速度1 mm/s、闪光流量6 mm。     

预热对铍环激光束钎焊过程的影响研究

研究预热对铍环激光束钎焊过程温度场和应力场分布的影响。采用轴对称模型和热力解耦的有限元方法，并假定沉积到钎缝表面的激光束能量为Gauss分布，预热通过在焊接加热前添加一个能量密度低、有效加热半径大的单独工况实现。结果表明，预热使镀环钎缝外表面焊接最高温度增加，温度梯度减小，但焊深明显增加；采用预热工况焊接后，钎缝附近塑性变形区焊接残余应力明显减小，而热影响区残余应力增大。从整体分布来看，预热使铍环外表面焊接残余应力分布均匀化。对铍环外表面钎缝附近焊接残余应力进行X射线应力测试，并与有限元分析结果对比，二者应力变化趋势基本一致。     

锆合金焊缝在酸性环境中的应力腐蚀损伤机制研究

采用超景深光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计对锆合金702焊缝的显微组织与力学性能进行观察和分析;对锆合金焊缝的铆钉连接工况及塑性变形进行模拟,分析其对锆合金焊缝在5 mol·L~(-1)的醋酸溶液中腐蚀损伤的影响,研究了氢对锆合金焊缝在5 mol·L~(-1)的醋酸溶液中腐蚀损伤的影响。结果表明:焊缝金属为等轴晶状组织,焊缝和热影响区没有发生硬化和脆化现象,焊接过程中发生了铁离子污染,在酸性腐蚀介质中产生了均匀腐蚀,为应力腐蚀裂纹的产生提供了加速条件。铆钉的使用使连接处不仅有塑性变形,而且还产生了应力,较大的塑性变形容易使表面氧化膜破裂,加快了锆合金在酸性腐蚀介质中的溶解。服役环境中存在的大量氢气进一步促进了较大应力的产生和微观缺陷的扩展,在应力和酸性介质的工作条件下产生了沿晶扩展的应力腐蚀裂纹,导致锆合金焊缝损伤失效。     

焊接钢管高频感应加热的残余应力和组织演变

 随着中国钢铁、冶金与电磁等交叉学科的快速发展,焊接钢管产量及质量日益提升。高频感应加热是生产焊接钢管的核心工序,获取更加精确的焊管高频加热过程的应力分布和微观组织演化规律,是进一步提升焊管品质的关键要素和学者们关切的问题。综合考虑热传导和微观组织转变对应力的影响,针对高频焊管特有的沙漏形热源形貌,定量分析了焊接热影响区微观组织演变过程和残余应力的分布规律,获得了考虑热应力和组织应力的残余应力分布。发现该应力特点为在焊缝附近轴向残余应力较大,最大等效残余应力出现在距焊缝中心1/2壁厚处的热影响区,在壁厚方向管材内部的中间层的残余应力较大,且应力分布与反映高频焊接热源形貌特征的加热温度峰值和加热温度宽度相关。而在焊缝中心处,未考虑组织变化的等效残余应力值是考虑组织变化的1.3倍。掌握焊管高频焊接应力和组织演变的特点和规律,可为优化高频焊接工艺提供理论依据,对提升高频焊管质量具有重要意义。     

焊接工艺对汽车控制臂焊接变形的影响

以汽车控制臂焊接构件作为研究对象，利用SYSWELD软件对控制臂构件的焊接热输入和焊接顺序进行优化。结果表明：当焊接热输入偏小时（2 015～2 266 J/cm），控制臂上下片之间的角焊缝焊根位置会出现未焊透缺陷；当焊接热输入适中时（2 527～2 701 J/cm），角焊缝能获得较好的焊缝熔宽和熔深。此外，对比分析不同焊接顺序下控制臂的残余应力和变形，发现采用先中间后两边（(1)(4)(3)(5)(6)(2)(7)(8)）的焊接顺序有利于降低控制臂整体的残余应力峰值；采用其它的焊接顺序时，控制臂整体的残余应力峰值较高，焊接变形也较大。试验与仿真结果对比表明，仿真结果的准确性较高，利用有限元仿真能优化汽车控制臂的焊接工艺，提高控制臂产品的焊接质量。     

LY12铝合金搅拌摩擦焊接头的残余应力研究

搅拌摩擦焊(FSW)具有焊接工艺简单、焊接缺陷少等优点,可用于高强度铝合金的焊接。掌握搅拌摩擦焊接头的残余应力演化规律,对优化焊接工艺,延长工件使用寿命具有重要的研究价值和实际意义。本文采用LY12铝合金搅拌摩擦焊接头为研究对象,通过X射线衍射(XRD)对焊接接头进行残余应力测定。X射线衍射峰位置、强度和宽度变化的实验结果表明:主轴转速和焊接速度一定时,热影响区宏观残余应力大于焊缝区域,两个区域的纵向残余应力都大于横向残余应力,纵向应力和横向应力均以压应力为主,纵向残余应力峰值在热影响区为179 MPa。焊接速度一定时,随主轴转速升高,晶格畸变减小,焊缝区压应力先降低后增加,在热影响区不断增加,焊缝区111取向表现出先增加后减小趋势;主轴转速一定时,随焊接速度增加,晶格畸变加剧,焊缝区宏观残余应力增加,热影响区残余应力减小,焊缝区111取向强度减弱,但仍较200取向严重。     

大型高炉炉壳修补焊缝的应力分析

本文概述了更换大型高炉部分炉壳或挖补施工孔时,在焊缝中产生应力的机理;详细论述了更抉及挖补部分为矩形或圆形断面时,用间接法测定局部炉壳在焊接过程中由于焊缝收缩引起的变形量,或在焊接后用钻孔法使炉壳由于焊接产生的内应力重新分布所引起的变形量,作为确定焊缝应力的理论根据,导出了计算式。利用这一计算式对已有炉壳计算得出的结果,为以后合理设计炉壳、合理设计大修施工加固方案,提供了一个不可忽视的过去未加考虑的附加应力参数。本文还可以用来确定其它构件在周边固定焊接时焊缝的应力,并为鉴定高压容器在使用一段时间后的安全承载能力提供依据。     

铝合金-镁合金间搅拌摩擦异质焊接研究现状

综合了近几年铝-镁搅拌摩擦异质焊的研完成果,分析和讨论以下几个方面的内容:(1)铝.镁异质焊的焊接性能及其影响因素;(2)焊接过程中的热输入情况及焊缝处的温度分布;(3)焊缝的力学性能及其影响因素;(4)焊缝的宏观、微观组织及其在局部升温和塑性变形下的演化过程,着重分析了金属间化合物的生成、形貌和分布、及其对焊缝力学性...     

LF21薄板搅拌摩擦焊工艺研究及微观组织分析

采用搅拌摩擦焊接方法对厚度为1．5mm的LF21薄板铝合金板在进行焊接试验,首次提出搅拌头旋转速度为5000r／min时的焊接工艺,实验结果表明：在焊接速度为70～105mm／min,压入量适中,并采用喷气冷却,可以获得较好的焊接接头,抗拉强度达到最大值111．530MPa。焊缝中存在3个组织变化区,其中焊核区内是细小均匀的等轴晶,焊缝两侧热机影响区组织存在较大差异,热影响区组织发生了回复、再结晶和粗化。     

不锈钢管道吹洗用的水溶薄膜

当把不锈钢管(称之管道)相互焊接在一起或与管道配件焊接在一起时，就需要把焊管内焊缝区域附近的氧气吹走。这主要是防止氧与焊缝热金属进行反应，造成粘结，气孔，不均匀焊透和裂纹。     

薄板切割方式对激光焊接质量的影响

采用剪切、激光切割加工1.8mm的DC04汽车板,比较不同切割方式下断裂面的质量,并分析其对激光焊接质量的影响。结果表明,剪切和激光切割断裂面下半部分都有喇叭口式变形,最大变形量为150μm;剪切使钢板上表面产生明显塑性变形,最大变形量为250μm;剪切断裂面下半部分撕裂不均匀,导致焊缝局部填充不足而略有凹陷;激光切割的热影响区导致焊接后焊缝更宽;2种切割方式对焊缝力学性能、焊缝组织没有明显不同的影响。     

WEL-TEN780A高强钢及焊接接头疲劳裂纹扩展速率

依据GB6398-86采用紧凑拉伸试样（CT），对WEL-TEN780A钢及其用L-80SN焊条手工电孤焊焊接接头的焊缝和热影响区的疲劳裂纹扩展速率进行了研究，结果表明：在相同的疲劳循环载荷作用下，热影响区疲劳裂纹扩展速率高于母材和焊缝，焊缝金属具有最低裂纹扩展速率。焊缝金属中的针状铁素体细小且被大角度晶界所分割，疲劳裂纹扩展时要消耗更大的能量，从而降低裂纹扩展速率，成为止裂型焊缝。     

X100级管线钢CO_2气体保护焊接试验研究

通过拉伸、冲击、硬度、焊后热处理等试验方法,研究了不同焊接热输入量对CO_2气体保护焊接条件下X100级管线钢焊接接头力学性能和显微组织的影响。结果表明:随着焊接热输入量增加,显微组织逐渐粗化;当焊接热输入量为1.91 kJ/mm时,焊缝中粒状贝氏体数量增多,针状铁素体数量减少,晶粒和M-A组元尺寸明显粗化,焊接接头的强韧性、硬度均下降;当焊接热输入量为1.17 kJ/mm时,其焊接接头能获得最佳的力学性能和显微组织。经过焊后热处理,距离焊缝2~4 mm处HAZ的HV10硬度为230~240,下降明显,焊缝硬度波动变小,距离焊缝4~6 mm处的HAZ和母材硬度变化不大。     

马自达开发铝、钢板接合技术

马自达汽车公司近日开发成功利用摩擦热将铝板和钢板接合的技术。接合时将铝板放在镀锌钢板的上面，接合处用圆形工具将焊头夹住，一边加压一边旋转焊头，工具底部和铝板的摩擦热可使铝板加热到400～500℃，并使铝发产塑性变形。当进一步加压时，下面的钢板表面镀层被加热的铝熔化后挤向四周，露出的钢板边与铝板实现了原子水平的结合。此前很难通过焊接将铁和铝等非同类金属焊接在一起。而新技术优化了旋转工具的形状和焊接条件，通过在铁质材料方面使用镀锌钢板，便可将铁和铝合金材焊接在一起。而且。镀锌还可起到防止因非同类金属而产生的腐蚀。