焊接残余应力计算、测试与调控的研究进展

随着全球能源结构调整及能源利用效率的提高,石化、核电等承压设备日益朝着大型化方向发展,焊接作为一种传统连接工艺,依然是大型承压设备制造的关键技术.然而,焊接不可避免带来残余应力,是引发应力腐蚀、疲劳、断裂等失效的主要原因之一,对承压设备结构完整性及安全服役产生重要影响.因此,有效调控焊接残余应力是保障大型承压设备结构完整性的关键.而焊接残余应力作为一种"看不见、摸不着"的天生缺陷,其精准的计算方法和可靠的测试手段亦是实现其科学有效调控的基础.基于国内外研究成果以及笔者研究团队的研究工作,系统总结了近半个世纪以来在焊接残余应力计算、测试及调控等方面所取得的研究进展,分析工艺、材料与结构仿真三位一体的焊接残余应力集成计算方法研究现状,详细梳理各类焊接残余应力测试方法,总结其优缺点,而后对残余应力调控方法进行分类阐述,重点阐述了最近新出现的残余应力调控方法,并展望发展趋势.     

外配水环焊接变形的分析与过程控制

外配水环是水电的主要设备，它的加工尺寸及精度要求十分严格。由于水环的焊接量大，并且涉及到不锈钢与碳钢异种金属的焊接，因此容易产生较大的变形。对工件的后序加工及使用性能都将产生重大的影响。我们通过严格的过程控制，以及采用正确的装配和焊接，成功地完成了大型水电设备外配水环的焊接。     

某大型起重机卷扬裂纹修复

本文对某大型起重机卷扬结构开裂进行分析研究,从焊接母材、焊接应力阐述了影响其开裂的主要原因,制定合理的修复工艺,对其成功进行了焊接修复。     

薄壁球形结构焊接变形控制的有限元分析

平面外变形是薄壁结构焊接时最常遇到并难以克服的问题。一般认为,在薄板结构中,残余压应力起着重要的作用,它导致了压缩失稳变形,即面外变形。但对于球形结构,拉伸残余应力也同样会导致平面外变形。这些平面外变形严重影响了焊接产品的质量,而焊后矫正这种变形不仅需要大型专用设备,而且耗费能源及人力。近年来发展了一种叫作低应力无变形(LSND)的焊接工艺,采用这种工艺时要     

用弹塑性变形减小耙子焊接变表

通过氢氧化铝洗涤沉降槽刮料耙子的设计要求、结构特点及其焊接工艺，提出用弹塑性反变形减小耙子焊接变形的工艺措施，从而使焊接应力与外应力相互抵消来达到减小变形的目的。     

核电站接管安全端异种金属焊接接头残余应力预测的研究现状

接管安全端异种金属焊接接头是压水堆核电站中连接主设备低合金钢压力容器接管嘴与不锈钢管道的一种典型结构,易发生一次侧应力腐蚀开裂,而焊接残余拉应力是造成此种应力腐蚀开裂的主要因素之一.因此,准确评估接管安全端异种金属接头的焊接残余应力分布至关重要.通过有限元模拟研究焊接残余应力旨在保障核电设备的结构完整性.介绍了接管安全端异种金属焊接接头的结构、材料与焊接工艺特点,综述了有限元模拟方法预测异种金属焊接接头残余应力分布的数值计算工作和典型流程,以及诸多因素对有限元模拟异种金属焊接接头残余应力的影响.     

大型压力容器横缝埋弧焊技术的应用

石化设备日益向大型化发展,如何提高大型压力容器的现场焊接质量、焊接效率和工程进度,是施工建设单位迫切需要解决的问题。对此,我公司在多台大型压力容器的现场焊接中应用了高效的立式正装横缝埋弧焊接方法。介绍了横缝埋弧焊接设备特点以及埋弧焊工艺。     

简易圆弧坡口铣削设备

对压力容器的焊接加工,为了保证焊接质量和达到安全技术标准要求,从工艺的角度必须对工件加工焊接坡口。由于大型刨边机价格昂贵,我们设计了一套简易且适合工厂自己制造的圆弧坡口铣削加工设备,并在沙市容器厂得到了较好地应用。     

基于SYSWELD的船体结构焊接工艺仿真及优化

焊接是船舶建造的核心环节,对焊接工艺的有效分析和优化研究对提高船舶建造质量和效率至关重要。在对船舶结构焊接工艺分析的基础上,基于热弹塑性有限元法对典型船舶构件焊接过程的温度场分布、焊后变形和残余应力等基本特性进行仿真分析,得到了焊接速度、焊接电流和焊接顺序等焊接工艺对焊接变形、温度场分布和残余应力等结果的影响关系,为实现典型船体结构的焊接工艺优化,进而建立工艺参数数据库奠定了基础。     

大型管形座的装焊

通过对大型管形座结构的分析,着重阐述了下料、拼板、成形、组装和焊接过程中将要出现的尺寸不准、焊接变形及产生应力等问题的对策,制订了相应的工艺措施,确保组装焊接的质量,具有一定的推广价值。     

大型管形座的装焊

通过对大型管形座结构的分析,着重阐述了下料、拼板、成形、组装和焊接过程中将要出现的尺寸不准、焊接变形及产生应力等问题的对策,制订了相应的工艺措施,确保组装焊接的质量,具有一定的推广价值。     

核电站稳压器设备安全端焊接技术

安全端为核电站稳压器、蒸汽发生器等设备上的一种异种钢焊接结构,为保证核电站的安全运行,对安全端的焊接质量要求很高,其焊接工艺难度大。对稳压器设备上安全端的坡口设计、焊接材料的选择、母材性能参数及焊接工艺等进行了介绍,通过焊接评定试验对其焊接工艺参数进行研究总结,并成功进行产品安全端焊缝的焊接。     

振动焊接技术在工程中的应用

介绍了振动焊接技术在大型精密焊接结构制造中的应用,采用压痕法对焊接结构残余应力进行测试,应用激光跟踪仪对平面度进行测量。结果表明,采用振动焊接技术,可以降低焊接结构的残余应力,保证焊接结构的尺寸稳定性。     

机械工业出版社期刊读者服务部推荐书目

正《焊接工程师手册》(第2版)全书分9篇共58章。第1篇汇集了焊接工程师最常用而又不易记忆的符号、公式和数据等资料;第2篇阐述了焊接过程中的物理行为和冶金行为,以及与金属焊接性密切相关的焊接裂纹问题;第3、4、5篇介绍工程中的各种焊接方法及设备,包括电弧焊、电阻焊和其他特殊焊接方法及其设备;第6篇以焊条、焊丝和焊剂为重点介绍了焊接材料的性能参数及选用方法;第7篇介绍了各种金属材料的焊接性能及其焊接工艺;第8篇重点介绍焊接应力与变形、结构强度和结构设计等;第9篇除介绍生产中常遇到的焊接工艺过程设计、焊接工艺评定和焊接质量检验外,还较全面系统地介绍了焊接工艺装备的设计和计算方法,以及需用的相关资料。     

厢西堡枢纽互通式立交桥钢箱梁焊接技术研究

厢西堡枢纽互通式立交桥钢箱梁为全焊接钢箱梁,结构关系复杂,焊缝较多,焊接工作量大,且桥长方向为曲线线形,所产生的焊接变形和残余应力较大。为了探索该桥钢箱梁的焊接技术,采用试验和理论研究的方法对该桥钢箱梁焊接制造的焊接材料选择、焊接工艺制定、焊接变形控制、提高抗疲劳能力、消除应力措施及焊接检验进行了分析研究,并对重点部位的焊缝提出了相应的工艺措施。     

核反应堆压力容器大型动载包装件的焊接及其焊接变形的控制

本文就核反应堆压力容器大型包装产品的结构特点进行分析，详细介绍了该产品在总结结构尺寸（长２２０００ｍｍ，宽６０２０ｍｍ，高１７２０ｍｍ）并采用薄板（δｍａｘ＝２５ｍｍ）焊接情况下，运用合理的焊接工艺方法控制了产品的焊后变形，满足了设计技术指标，通过了实践考验。     

水电转轮室的组装焊接技术

本文探讨了采用工装组对，优化焊接工艺，防止产生未焊透、裂纹等缺陷，选择有效的控制焊接变形的方法，且焊后进行去应力退火工艺，从而保证了机加工面合理的加工余量，满足了设计尺寸偏差及几何公差，最终成功地完成了水电转轮室的制作任务，得到用户的好评。     

水电站用XDB620高强钢焊接性能研究

随着国家对水电资源的综合开发利用，对水电用钢的强度和焊接性提出了更高的要求，为了更好地满足水电站设备焊接制造的需要，本文对50mm板厚XDB620(07MnMoVR)低裂纹敏感性高强度钢板进行焊接试验，该钢种主要用于制造水电站引水钢管和蜗壳等部件。分别采用焊条电弧焊、气体保护焊和埋弧自动焊对50mm厚的钢板进行热输入试验、焊接工艺评定等。试验结果表明，XDB620钢板具有良好的焊接性,该结果对制定合适的焊接工艺有重要参考意义。     

大型储槽锥底板焊接控制

本文综合分析了大型储槽锥底板焊接缺陷导致渗漏的原因,并从锥底安装、焊缝清理、焊接工艺控制、焊接应力控制、严禁事项和管理等六个方面制定了锥底板焊接控制措施。通过施焊过程中的严格执行,保证了锥底板焊接质量,提高了焊接效率,满足了设计要求。     

焊接直边锥形壳体与筒体焊接结构工艺性试验

针对风力发电机锥形壳体与外筒体直接连接处截面突变,引起局部应力过高,不利于设备的长期使用的问题,从设计优化该结构,对锥形壳体增加直边,改善局部应力状况。通过焊接模拟试样的工艺性试验,验证了焊接直边锥形壳体与筒体焊接结构,对风力发电机焊接结构件的多道环形焊缝的布置和制造工艺进行了探讨和优化,规避了产品的制造过程可能出现的问题,缩短了设计制造周期。