变幅载荷下超声冲击处理焊接接头的疲劳行为

为研究变幅载荷作用下超声冲击处理焊接接头的疲劳行为,采用非承载纵向角接接头进行了Q235B及16Mn钢原始焊态与超声冲击处理态的对比疲劳试验。试验结果表明：①在变幅载荷作用下,Q235B超声冲击处理试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高69%左右,疲劳寿命延长5.7～19.0倍。②在变幅载荷作用下,16Mn超声冲击处理试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高80%左右,疲劳寿命延长2.5～17.0倍。③在变幅载荷作用下,超声冲击处理焊接接头与原始焊态试件的疲劳性能均有所下降：Q235B超声冲击处理焊接接头的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的1/3,原始焊态的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的70%;16Mn超声冲击处理焊接接头的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的1/3,原始焊态的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的75%。④超声冲击处理焊接接头在承受强烈的变幅载荷时依然具有很高的疲劳强度。     

超声冲击处理改善22SiMn2TiB钢焊接接头的疲劳性能

研究超声冲击处理(Ultrasonic impact treatment,UIT)对22SiMn2TiB钢焊接头疲劳性能的作用。疲劳试验用焊态和UIT样品,X射线衍射应力测定仪测试焊态和UIT样品残余应力分布,扫描电镜(Scanning eletron microscopy,SEM)对疲劳样品断口形貌进行分析,确定了裂纹形核机制。结果表明超声冲击处理可以提高22SiMn2TiB钢焊接头疲劳寿命。对于焊接接头,UIT改变了裂纹形核机制,从焊趾处的表面形核演变为次表面形核。UIT处理消除了焊趾处微缺陷,并引入残余压应力,限制焊趾表面起裂,导致焊接接头更长的疲劳寿命。     

焊接残余应力对超声波冲击处理焊接接头疲劳性能的影响

采用含高值焊接残余应力的非承载纵向角接接头进行了Q235B钢焊态与超声波冲击态的疲劳对比试验,研究了焊接残余应力对超声冲击处理焊接接接头疲劳性能的影响规律。结果表明:焊接残余应力对超声波冲击处理后焊接接头疲劳性能的影响较小。使用不含高值焊接残余应力的小试件来评估超声波冲击处理对相同接头形式及板厚的大型焊接结构疲劳性能的改善程度可能是偏于安全的。     

改善焊接接头疲劳强度超声冲击装置的研制及应用

使用超声波冲击焊趾来提高焊接接头及结构的疲劳强度,是国际上刚刚出现的一种新方法。本文对超声冲击方法的实验装置进行了研究,研制成功了一台可以用于实际冲击处理的样机,利用所研制的实验,对１６Ｍｎ钢几种焊接接头实施冲击处理,并进行了冲击处理前后的对比疲劳试验,１６Ｍｎ对接接头疲劳强度（２＊１０＾６）提高了９０％（拉伸）十字接头（拉伸）提高了６７％,能够延长疲劳寿命３０－１００倍以上。     

承载超声冲击方法改善高应力比加载条件管接头疲劳性能

在高应力比R=0．5加载条件下采用T型管接头形式进行焊态、承载和非承载超声冲击处理试件的疲劳对比试验。试验结果表明:①在高应力比R=0．5加载条件下,管接头承受静载后再使用超声冲击方法对其进行处理仍然能够大幅度地延长焊接管接点的疲劳性能。②在承载超声冲击处理条件下,20钢T型管接头的疲劳强度(应力比R=0．5)提高了66％,疲劳寿命延长了3．8～4．0倍。③使用承载超声冲击处理这种工艺方法不仅可以在低中应力水平、中长寿命范围内改善焊接管接头的疲劳性能,也可以在高应力范围内改善其疲劳性能。这种工艺方法在一定程度上克服了承载前超声冲击方法对焊接接头疲劳性能改善程度在高应力区域内大幅度降低的缺点。     

16MnR、15MnVN及18MnMoNb钢焊接接头冲击疲劳寿命的试验研究

本文对常用低合金钢16MnR、15MnVN 以及18MnMoNb 钢及其焊接接头进行了小能量多次冲击对比试验,以分析焊接热循环对焊接接头多冲抗力(冲击疲劳寿命)的影响及变化规律。得出了不同冲击能量下,热影响区组织与焊接接头强度、塑性及韧性的规律关系。     

超声波冲击与TIG熔修复合强化改善高强钢焊接接头的疲劳性能

研究表明超声波冲击方法与TIG熔修方法在提高焊接接头疲劳性能机理方面存在着很强的互补性。提出一种对接头焊趾先进行一遍TIG熔修处理,然后再实施超声波冲击的复合处理新方法用来改善焊接接头的疲劳性能。对比疲劳试验结果显示:①在一定的应力范围内,超声波冲击处理试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高95％左右,疲劳寿命延长3.6-62倍。②TIG熔修试件与原始焊态试件相比,疲劳强度的改善程度高达34％左右;在较高应力范围内,疲劳寿命没有提高:在低应力范围内,延长疲劳寿命约为0.4—1.3倍。③超声波冲击+TIG熔修复合强化试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高120％左右,疲劳寿命延长28—125倍。④TIG熔修+超声波冲击复合处理能够在TIG熔修和超声波冲击处理的基础上,进一步改善焊接接头的疲劳性能;与单纯的超声波冲击相比,在高应力区域内,TIG熔修+超声波冲击复合处理一定程度上克服了单纯的超声波冲击对所处理的焊接接头疲劳性能改善程度大幅度降低的缺点。     

三种钢焊接接头小能量多次冲击性能试验

介绍了16MnR,15MnVN及18MnMoNb三种钢焊接接头及母材在小能量多次冲击条件下的疲劳强度（疲劳寿命）试验情况。用实测数据及光学显微镜对组织,断口形貌作了分析,比较了这三种钢焊接接头及母材的小能量多次冲击性能。     

高强钢焊接接头的疲劳强度研究

对某种国产高强度钢的横向和纵向两种对接形式的焊接接头疲劳性能进行试验研究。焊接接头疲劳性能分散性很大，文中采用“定时截尾寿命”试验数据处理方法拟合试验数据，获得焊接接头的P—S—N曲线，并与舍去越出点的常规处理方法进行对比。结果表明，在高存活率下、长寿命区，常规方法所得结果是不安全的。     

改善焊接接头疲劳强度超声冲击法的试验研究

利用自行研制的超声波冲击试验装置,对几种典型焊接结构用钢(Q235B和16Mn)的对接和十字接头(熔透)实施冲击处理.然后进行焊态与冲击处理态的弯曲与拉伸两种加载方式的疲劳对比试验.分别获得了各种情况冲击处理前后的σ-N曲线及条件疲劳极限(2×106周次).结果表明超声冲击处理后,Q235B对接接头条件疲劳极限(2×106周次)提高了57%(拉伸),十字接头(4点弯曲)提高了64%,能够提高疲劳寿命40～60倍左右.16Mn对接接头条件疲劳极限(2×106周次)提高了90%(拉伸),十字接头(拉伸)提高了67%,能够提高疲劳寿命多达30～100倍.超声冲击处理对16Mn疲劳强度与寿命的改善程度高于Q235B.     

考虑修正平均等效应力强度因子的焊点缺陷疲劳寿命研究

提出了一种基于超声回波的焊点缺陷疲劳寿命预测评价方法。该方法采用模糊数学理论,基于超声回波特征获得损伤系数,然后综合考虑法向应力、剪切应力和初始缺陷的影响,将焊点缺陷在裂纹扩展路径上的修正平均等效应力强度因子作为疲劳评价的参量。通过对DP600GI材料的合格焊点、焊核过小焊点和烧穿焊点的接头进行疲劳试验,比较不同缺陷对焊接疲劳寿命的影响,得到一条修正平均等效应力强度因子与疲劳寿命的拟合曲线作为含初始缺陷的焊点疲劳寿命预测曲线,研究结果表明,该曲线能有效预测含初始缺陷的点焊接头的疲劳寿命。该方法有助于合理设计电阻点焊的缺陷容限。     

Effect of welding heat input on fatigue life of quenched boron steel and FB steel lap joint

The effect of welding heat input on the fatigue life of a quenched boron steel and ferrite-bainite (FB) steel lap joint was investigated. Boron steel was quenched and welded with FB steel in heat input ranging from 0.29 to 0.67 kJ/mm. Boron, which can increase hardenability, affected the microstructure and hardness of the weld metal and heat affected zone (HAZ). The hardness of the weld metal and HAZ increased with decreasing welding heat input, and the high hardness of the weld metal and boron steel HAZ prevented the initiation of cracks in the stress concentration area around the bead. The bead width increased with increasing heat input, and the results of finite element method (FEM) showed that the maximum stress in the notch of the weld joint decreased when the bead width was increased. That is to say, the fatigue life increased when the weld joint had wider bead width. Finally, while the fatigue life was affected by the residual stress, the variation of the welding heat input used in this study had hardly any affect on the residual stress distribution.     

一种新型钢铝连接技术的疲劳耐久性能研究

介绍了一种新型钢铝连接技术IW(Intelligence Welding),该技术通过将特制钢钉冲压铆入铝板和特制钢钉与钢板进行点焊两步工艺完成钢板与铝板的连接.为了完善基于连接强度的接头疲劳耐久性能数据,通过疲劳耐久性能试验获取此种钢铝连接技术的接头疲劳耐久性能.结果表明:相同载荷条件下,钢铝IW连接接头的剪切疲劳寿...     

Dissimilar material welding and assessing reliability of super alloy for green and high efficiency thermal power plant

This paper studies the prediction of fatigue and corrosion fatigue lives using neural network and accelerated life methods for dissimilar material weld between Alloy617 and 12Cr steel. First, dissimilar material welding between Alloy617 and 12Cr steel was performed using buttering technology. The fatigue and corrosion fatigue strengths, and electrochemical corrosion susceptibility of dissimilar material weld were assessed. After that, on the basis of obtained data, fatigue life and corrosion fatigue life of dissimilar material weld were predicted using the neural network and accelerated life test methods. The predicted results showed good agreement with the actual fatigue and corrosion fatigue lives. Especially, the results of the neural network prediction were more accurate than those of the accelerated life method.     

海洋结构钢焊接接头低周疲劳强度的研究

对进口结构钢A537和国产结构钢E36模拟节点热点处应力状态制成接头试件,采用极大似然性原理组织试验,考察材料、介质（空气和海水）、工艺（焊后或焊修）对接头疲劳强度的影响,并获得这两种钢的焊接接头的概率-应力范围-寿命曲线（P-S-N）,对比管节点疲劳试验结构,表明“焊接接头疲劳寿命相对于管节点疲劳试验的启裂寿命”观点是安全的。     

高锰钢辙叉和高碳钢钢轨的焊接

介绍了高锰钢辙叉与U71Mn钢轨加介质闪光焊接,通过整轨焊接接头的静弯、落锤、疲劳和常规力学性能试验及金相、X射线衍射和透射电镜等分析手段,对焊接接头性能及组织进行研究,同时对焊接接头残余应力进行测试,结果表明,利用加介质方法将高锰钢辙叉和碳钢钢轨进行闪光焊接是可行的。     

12Cr1MoV钢蠕变-疲劳交互作用特性曲线研制

在12Cr1MoV钢母材和焊接接头两种材料的疲劳寿命，蠕变寿命和蠕变-疲劳交互作用行为试验研究工作的基础上，在国内首次得出了可供工程应用的12Cr1MoV钢的蠕变-疲劳交互作用寿命评定曲线，并与ASME规范的相关曲线进行了比较，应用该曲线对一实例做了寿命评定。     

压弯组合应力下高强钢焊接板表面裂纹疲劳寿命计算

潜艇上浮下潜运动使得其耐压壳承受交变的外压载荷。潜艇耐压壳的疲劳热点为锥一柱过渡结构连接焊缝焊趾处，该处所受的应力特征为压弯组合应力。压弯组合应力下表面裂纹应力强度因子及其疲劳寿命的计算尚无报道。弄清楚压弯组合应力作用下带表面裂纹焊接板试件的疲劳特性对潜艇等结构的疲劳研究是必要的。文中提出用成一定角度的对接焊板试件和轴向加载获得压弯组合应力来模拟潜艇耐压壳锥一柱焊接结合区的应力特征的实验方法。用980高强钢作试件，研究焊趾处预制表面裂缝，并在压弯组合应力为特征的疲劳载荷作用下表面裂纹的疲劳行为。给出高强钢焊趾表面裂纹在压弯组合应力下应力强度因子及其疲劳寿命计算式。该结果可供海洋平台、压力容器及管道的某些受力特征为压弯组合应力的重要结构的疲劳设计时参考。     

影响钢丝绳疲劳断裂的因素及提高疲劳寿命的技术措施

讨论了影响航空钢丝绳疲劳断裂的因素,通过试验研究热处理过程中钢丝完全索氏体化和不完全索氏体化时对钢丝绳的疲劳寿命影响,研究了拉拔时总压缩率、部分压缩率对钢丝绳的疲劳寿命影响,找出了能够提高疲劳寿命的技术措施。