对残余应力的评价

1前言很早以来人们优知道，焊接残余应力会影响到构件的强度，而作为非破坏测定残余应力的方法，X射线衍射法是最普j既使用的可信赖的方法。但是，对这种X射线装置实现小型和轻量化以区于现场携带是不可能的，而且由一个人直接携带也是不可能的，因而对某一焊接件作周边测定就无法实现。近几年为适应这方面的要求，开发了探测应力的方法，并逐渐得到普及。2且是这方面也存在一些问题，由于对其使用方法没有基本的I解，使用时认为把握性不大的人居多。因此，这方面至今为止使用它的用户带有疑问，误解或不甚理解着居多。鉴于以上情况，根据…     

TIG重熔对A5083铝合金焊接接头微区性能和残余应力的影响

对A5083铝合金焊接接头进行了TIG重熔试验,并进行了硬度测试、微型剪切试验和X射线衍射残余应力测试分析.结果表明:TIG重熔后焊接接头的硬度变化不明显,抗剪强度基本不变,但接头的压入率有所提高,塑性变好;TIG重熔能使A5083铝合金焊接接头残余应力分布更趋均匀化,降低焊缝及焊趾残余应力值,提高焊接接头疲劳寿命.     

T型接头焊趾TIG重熔区残余应力的数值模拟

利用ABAQUS有限元分析软件,分别对焊态下和焊趾TIG重熔后的T型接头残余应力场进行了数值模拟,并用盲孔法对焊趾区的残余应力进行了实际测试。数值计算结果表明:T型接头焊趾区经过TIG电弧重熔处理后,虽然能够改善焊趾的形状,但该部位仍呈拉伸残余应力状态。焊址残余应力的实际测试也验证了计算结果。     

焊趾TIG重熔对转向架用P355NL1钢对接接头残余应力的影响

采用X射线衍射法对转向架用P355NL1钢对接接头的残余应力进行了测试。研究T IG重熔处理对单面焊双面成型和封底焊对接接头残余应力的影响。结果表明,TIG重熔处理对降低单面焊双面成型接头焊趾处纵向残余应力有显著影响,但会提高封底焊接头焊缝和焊趾的纵向残余应力。单面焊双面成型接头焊态横向残余应力值总体大于封底焊焊态接头横向残余应力。焊趾T IG重熔增加了单面焊双面成型对接接头焊趾区域横向压应力值,但对封底焊接头焊趾处横向残余应力没有影响。     

焊接结构残余应力的X射线衍射测试及分析

介绍了X射线衍射测试残余应力的原理和测试技术,采用X射线衍射方法对大型焊接结构组装态、焊态、去应力热处理态的残余应力进行了测试,分析了组装工艺、焊接工艺等对残余应力分布的影响.为大型焊接结构组装和焊接工艺的合理制定提供支持.     

焊接工艺对薄板结构焊缝区残余应力的影响

采用焊接温度场与热应力场非耦合的方式,对薄板结构焊缝区残余应力进行了热-弹塑性有限元分析,模拟了连续焊缝焊接热输入以及施焊断续焊缝时薄板两端张力大小对焊后残余应力的影响.结果表明,残余应力峰值与焊接热输入无关.降低热输入,可以减小塑性变形区宽度,并且使远离焊缝处的压应力数值减小,这将减小焊后薄板的失稳变形.焊接过程中对薄板两端施加拉力,焊后可以减小施力方向的残余应力峰值,但并不影响拉伸区的宽度,从而适当增大薄板两端的拉力可以减少焊接变形的产生.     

5E83铝合金TIG焊接头残余应力分布研究

采用X射线衍射法对5 E83铝合金TIG对接焊接接头进行表面残余应力测试,获得了焊接接头表面残余应力分布.对应力测试结果进行了处理,分析了对接接头残余应力分布的规律及影响铝合金焊接接头X射线残余应力测试的因素,探讨了残余应力的存在对接头性能的影响.结果表明,在接头纵截面上存在纵向应力及横向应力稳定区,纵向及横向应力最大值分别为69 MPa和125 MPa.接头横截面上,仅在焊缝及靠近焊缝区域存在拉应力,远离焊缝的区域处于压应力状态.     

无损测量焊接残余应力的试验与仿真

针对Q345A低合金高强钢板试样人为引入三种典型形状的焊缝,采用X射线衍射法无损测试其残余应力水平及分布状态,并将测试结果与基于边界元方法的有限元仿真结果进行了比较.结果表明,相对于传统的机械应力释放法,X射线法对应力的敏感性强,适于测试焊接件微小区域内的残余应力,且测量精度相当高;另外该无损测试方法操作简便快捷,为便携式移动无损测试提供了很好的选择.     

喷砂处理对铝合金车体焊接残余应力分布规律的影响

选取某型号的铝合金焊接车体,采用喷砂工艺对铝合金车体进行了表面处理.采用X射线衍射法残余应力测试技术,对铝合金车体的重点部位——车顶及侧墙区域喷砂前后的焊接残余应力进行了测试研究.结果表明,喷砂前测试的焊缝区域纵向残余应力呈现拉应力状态,而横向残余应力没有规律性分布,并且在两个应力方向应力梯度比较大.经过喷砂处理后,焊...     

基于新型回火焊道的焊接残余应力评价

某扩建工程为降低III类容器改建中的焊接残余应力,尝试采用新型回火焊道工艺.针对焊接工艺优化与评价问题,采用Q345钢焊接试板,对3种工艺(普通焊接及2种新型回火焊接)、2种模式(平板及T形板)的6块试板(600 mm×300 mm×30 mm)应用X射线法进行全面的测试与评价.结果表明,采用回火焊接工艺的1号及3号T形板在焊缝处的应力比普通焊接工艺试件分别降低46%及36%,回火焊接工艺使纵向应力降低,横向应力成为第一主应力;A面的残余应力高于B面25%以上.实际工程中为降低残余应力可去除焊缝余高.     

Residual stress evaluation in small diameter pipes welded using the orbital TIG process

The objective of this work is to evaluate the effect of orbital TIG welding on the level of residual stresses in the joint, on the resultant microstructure and on the surface appearance of the weld bead, considering the effects of the welding energy, of the number of passes and of the pulse type (current and rotation) in tubes of small diameter and to contribute to the analysis of decisions of whether or not to apply hydrostatic tests or thermal treatment post welding. The test pieces, welded with different levels of energy, pulses and number of passes, were submitted to measurement of residual stresses in an X-ray diffractometer. The samples were also submitted to metallographic analyses. It was concluded that the residual stresses on the external surface of the tubes are compressive in nature. The level of residual stresses in the tubes falls with the increase in welding energy and is lower for tubes welded using pulsing than for those welded without pulsing and, for this work, was not influenced substantially by the number of passes. The samples analysed presented conventional microstructures for the steel employed.     

铝合金薄壁圆筒纵直缝焊接残余应力数值模拟

利用热弹塑性有限元方法对薄壁铝筒纵直焊缝TIG焊进行了数值模拟计算,建立了分析模型,定量地描述了准稳态温度场和残余应力场计算数值以及在整个圆筒上的分布情况,并进行了试验验证.结果表明,焊接时热源周围极窄区域温度高、梯度大,离开热源,温度峰值急剧下降;纵向残余应力在焊缝及热影响区为拉应力,最大值位于焊缝长度中心截面上;纵向残余应力在圆周上表现出拉压区交替变化的趋势.利用应力释放法对焊接件进行应力测量,测量结果与模拟计算结果吻合良好.     

TIG熔修后T形接头的焊接残余应力及消除

用红外热成像仪测量了P355NL1钢T形接头在焊接过程中的温度场分布,得到焊接过程的温度循环曲线,并且与有限元方法模拟的温度场结果吻合,验证模拟计算的准确性;使用盲孔法,测量了T形板焊接MAG焊后、TIG熔修后以及热处理后的残余应力;采用间接法利用温度场计算结果计算了T形接头试板焊接残余应力场,模拟结果与实际测量的残余应力趋势相符.结果表明,TIG熔修能一定程度的降低焊缝中心的残余应力,但增大了熔修区域的残余应力;而通过整体热处理能有效地消除熔修带来的大部分残余应力,但仍有部分残余应力存在.     

2195-F态铝锂合金TIG焊和FSW焊后残余应力分析

采用盲孔法和压痕法,分别对2195-F态铝锂合金手工TIG焊和FSW焊后残余应力进行测量. 结果表明,盲孔法的测量值普遍高于压痕法. 两种焊接方法,近焊缝区的纵向应力均高于横向应力;横向应力整体表现为压应力或小于50 MPa的拉应力;纵向应力在热影响区附近表现为大于焊缝的拉应力. 焊缝区附近,手工TIG焊纵向残余应力大于FSW,且纵向残余应力表现为较大的拉应力,最大值接近于接头的屈服强度;焊缝区外,手工TIG焊和FSW残余应力值相差不大,其横向残余应力基本表现为很小的拉应力或者压应力.     

TIG焊接过程中熔池对流形式的示踪分析

为验证传统钨极惰性气体保护焊接过程和双层气流保护焊接过程的熔池表面对流形式,确定双层气流保护焊接方法的熔池深度增加机理,试验研究以钨颗粒为示踪相,焊前将300～500μm的钨颗粒均匀涂覆于焊件表面,同时在熔池底部两侧插入钨板,将焊接熔池中心区域和边缘区域阻隔开.传统钨极惰性气体保护焊接方法在熔池表面产生外向对流,钨颗粒...     

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.     

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。     

焊缝形貌对电子束焊接残余应力分布的影响

将焊缝截面形状简化为等腰梯形,利用ANSYS软件,采用变步长方法,开展了TC4钛合金板焊接残余应力的数值模拟.利用梯形中位线长度来控制焊缝体积,梯形的腰与竖直方向的夹角来控制焊缝形状,研究了焊缝体积和形状对焊接残余应力分布和大小的影响.结果表明,在焊缝体积不变的情况下,最大等效残余应力随焊缝锥度的增大而增大,并在θ＞6...