高压水射流喷丸降低焊接残余应力有限元分析

焊接不可避免产生残余应力,对结构完整性造成很大影响。提出利用高压水射流喷丸技术降低焊接残余应力,并利用有限元法进行计算模拟。分别开发了模拟焊接的移动双椭球热源子程序及模拟高压水射流喷丸的移动压力载荷子程序,得到了经高压水射流喷丸处理前后焊接残余应力分布的变化规律。计算结果表明,经高压水射流喷丸处理后,焊缝和热影响区存在的焊态残余应力得到降低,在焊缝区已经产生压缩应力。证明高压水射流喷丸具有降低焊接残余应力的效果。     

振动时效和超声冲击在消除装载机前车架焊接残余应力中的应用

采用振动时效+超声冲击的处理工艺对装载机前车架的关键焊缝进行了消除焊接残余应力试验,得出经振动时效处理以后,焊缝处的残余应力可以降低30%~50%,而经超声冲击处理以后,焊缝中的残余应力可以100%消除,同时植入对疲劳有益的压应力,并且可以将焊趾与母材的过渡区域变得平滑,减小焊趾处的应力集中水平。在实际时,可以采用振动时效+超声波冲击的复合工艺来消除前车架中的焊接残余应力,即先用振动时效对前车架整体进行处理,整体消除焊接残余应力,然后再利用超声波冲击针对关键焊缝进行消应力处理。     

隧道式中频电磁脉冲发生器的设计与特性分析

磁场去应力方法及装置的研究旨在寻求一种比传统热处理及振动时效更快速、清洁且节能的应力消除技术。采用EI电磁铁,设计出隧道式中频电磁脉冲发生器。通过其隧道磁场的磁感应强度实验及实验数据的MATLAB数值分析,得到隧道式中频电磁脉冲发生器的磁场分布特性,为磁处理去应力装置的研究和应用提供了一定的理论依据。     

振动时效技术的发展与应用

振动消除应力简称VSR(Vibratory Stress Relief),它是利用-受控振动能量对金属工件进行处理,达到消除工件残余应力的目的.金属工件在铸造.焊接.切削加工和使用过程中,由于受热冷.机械变形作用,在工件内部产生残余应力,使工件产生应力变形和失效.振动消除应力法,是将工件在其固有频率下进行数分钟至数十分钟的振动处理,消除其残余应力,使尺寸精度稳定的一种方法.     

超声波消除铝合金焊接件残余应力的机理研究

介绍了残余应力的产生、影响及铸统消除焊接残余应力的方法和原理,并从宏观（应力应变）和微观（位错理论）两个方面阐述了利用超声波消除焊接残余应力的机理;利用盲孔法对铝合金焊接板残余应力消除前后进行了测量,其消除效果可达到38．7％,并采用金相分析的方法对焊缝组织进行了位错分析,证明经过超声处理后在焊缝组织中晶体产生位错滑移并细化了晶粒达到应力释放的目的,从而进一步证实了该方法的有效性.     

残余应力场对民机焊接壁板裂纹扩展速率影响的研究

为了降低大型民机焊接壁板结构疲劳裂纹扩展试验成本,缩短焊接工艺在新型飞机壁板结构上应用的研究周期,利用Abaqus有限元软件,采用预定义温度场法模拟焊接残余应力场,通过有限元模拟得到裂尖应力强度因子值,结合大型焊接壁板结构特点,利用蒙皮材料参数,采用Pairs公式,预测焊接壁板的裂纹扩展速率,并基于该模型研究不同应力比与焊接工艺下试样的疲劳裂纹扩展速率。研究发现,残余应力使有效应力比Reff增加,但随着应力比的增加,影响逐渐降低;有效应力比的变化趋势与残余应力分布趋势相同。焊接残余应力提高了焊接构件的裂纹扩展速率。通过与试验结果进行对比,验证了文中所使用方法的可行性。     

脉冲磁处理对离合器活塞环中残余应力的影响

为了研究磁处理在实际生产中的应用,进行了关于中频脉冲交变磁场去除某厂生产的离合器活塞环零件内部残余应力的实验,并对其作用机理进行了分析。在实验中,将离合器活塞环放入与该零件外形相匹配的环形交变磁场中进行磁处理,通过比较零件平面度的变化来判断残余应力是否降低。基于离合器活塞环的平面度均发生变化的实验结果,得出中频脉冲磁处理可以降低零件残余应力的结论。     

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。     

Q235钢经逆焊接处理后抗腐蚀及疲劳性能的研究

介绍了采用逆焊接加热处理的方法后,Q235钢抗应力腐蚀及抗疲劳性能的影响及机理.在本实验中将Q235钢试件分别进行250℃和3500℃加热处理,再用冷水只对焊缝处进行快速冷却,使焊接区获得比相邻区低的负温差,实现调整和消除焊接残余拉应力的目的.实验结果表明,逆焊接加热处理有效的降低了焊接残余应力,减缓了应力腐蚀速率,提高了Q235钢的抗疲劳性能.     

结构优化对风机叶轮焊接残余应力和稳态运行的影响

本文利用大型通用有限元软件ANSYS,分析了15Mn Ni Cr Mo V离心式压缩机叶轮在不同叶片结构下焊接残余应力和运行应力的变化。结果表明:未进行结构优化之前,叶轮在焊接后的残余应力和正常运行时所受到的运行应力均较大,但是叶轮在经过叶片切割6°、12°和25°的结构调整后,叶轮焊后残余应力均明显降低,叶轮整体的残余应力最大降低了46.4%,叶片残余应力最大降低了53.6%。但是,随着叶片切割角度的增大,叶轮的运行应力却逐渐增加,而且切割25°后的叶轮运行应力超过了材料的屈服强度。     

基于X射线衍射法的圆筒对接焊缝残余应力测试与分析

利用X射线衍射法对圆筒对接焊缝的残余应力进行测试分析。研究焊接残余应力测试方法,给出合理的电化学腐蚀参数,即合理的腐蚀深度。分析电动打磨与手工打磨对残余应力测试结果产生的影响。分析残余应力测试对电解抛光的具体要求。分析不同腐蚀深度下残余应力的变化规律。结果表明:电动打麿破坏试件表面残余应力分布,手工砂纸打磨使试件表面残余应力增大;电化学腐蚀后的抛光处理对表面残余应力测试值有一定影响,抛光不完整导致残余应力值减小50%以上;试件表面残余应力随腐蚀深度增加有减小的趋势,与理论分析结果接近。     

抛丸对A5083铝合金焊接接头残余应力的影响

对A5083铝合金焊接接头进行抛丸处理,测试抛丸前后焊接接头的表面残余应力以及沿深度方向的残余应力。研究结果表明,经抛丸处理后,接头的应力平均值均呈下降趋势,抛丸前应力平均值绝大多数为正数,表示接头应力为拉应力状态,抛丸后接头应力为负数,表示接头应力变为压应力状态,残余应力处于压应力状态有利于抑制裂纹萌生,改善结构的疲劳性能。抛丸对铝合金焊接接头残余应力的影响在600μm左右,抛丸对焊接接头的改善应力大小为180 MPa左右。     

强化应力及预强化处理对平板焊接残余应力的影响

根据06Cr19Ni10奥氏体不锈钢材料的室温拉伸试验结果,采用ANSYS有限元软件对不同屈服强度下平板焊接过程及焊后强化过程进行了数值模拟分析。结果表明,焊后强化并不能完全消除焊接残余应力,但可以显著改善焊接残余应力的分布;对不同强化工艺下平板的焊接残余应力进行比较,指出对材料进行预强化处理更有利于改善焊接残余应力。模拟分析结果可为应变强化工艺参数筛选提供一定的参考。     

蒸汽发生器管子管板内角环焊残余应力数值模拟研究

应用ANSYS有限元软件,对核电蒸汽发生器管子管板内角环焊残余应力进行数值模拟研究。在研究中,建立三维有限元模型,基于ANSYS参数化设计语言实现带状温度热源的逐步加载和计算,得到焊接接头处残余应力分布规律,分析相邻管子先后焊接对焊接区残余应力的影响,并模拟出不同热处理温度下的残余应力。研究结果表明,管子管板焊接最大径向和环向残余应力出现在焊缝熔合区,最大轴向残余应力出现在管子内表面热影响区。相邻管子先后进行焊接时,后焊管子温度场的作用会使先焊管子焊接区域的残余应力减小。当热处理温度为600℃时,可以有效减小焊接区的残余应力。     

焊接残余应力对非线性矩形薄板解的稳定性影响的研究

根据非线性振动和高等板壳理论,以具有对接焊接残余应力的非线性矩形薄板为研究对象,研究了焊接残余应力对非线性构件解的稳定性影响;得出了具有焊接残余应力的非线性矩形簿板周期解的稳定和不稳定区域随焊接残余应力大小变化而变化和在不同频率范围内,焊接残余应力对周期解稳定性的影响不同以及焊接残余应力整体上是使周期解的稳定区域减少的结论;其结论对具有焊接残余应力的非线性矩形簿板的设计具有一定的指导意义。     

砼管支撑加强环焊接工艺研究

臂架砼管支撑的破坏类型有焊接裂纹、焊接结构的延性破坏和脆性破坏、疲劳破坏,但以冷裂纹、疲劳开裂为主.从3个方面进行了开裂原因分析,并通过MSC.Marc焊接数值模拟方法,计算了不同拘束及焊接顺序对砼管支撑焊接残余应力的影响.研究结果表明,减少砼管支撑结构的拘束和改变焊接顺序均可明显降低焊接残余应力.     

机械应力消除法对焊接残余应力的影响核心探究

焊接技术在我国工业生产中具有广泛的应用,由于焊接工艺的质量会对工业产品的质量以及生产安全等产生很大影响,因此,各行各业对焊接结构的性能、焊接质量的要求越来越严格。在焊接的过程中,很容易产生焊接残余应力,这个应力会对焊接工艺质量造成很大影响,因此必须予以消除。针对焊接过程中产生的残余应力,本文介绍了利用机械应力进行消除的方法,实验证明,机械应力消除法对焊接残余应力具有消除作用,可以用于实际生产。     

焊接残余应力的模拟和控制消除的相关问题研究

焊接是一种非常常用的材料连接工艺,由于其具有非常优良的连接性能,被广泛应用于多个领域之中。但是在实际的焊接过程中,其焊接质量会受到多种因素的影响,一旦处理不善,就可能导致残余应力的产生,进而影响到焊接质量和焊接结构的使用寿命。因此,为了确保焊接质量符合国家相关标准规范的要求,就需要通过对残余应力进行系统全面的分析研究,在此基础上,采取有针对性的控制消除措施,进而为焊接质量提供可靠保障。本文通过对焊接残余应力进行深入的模拟分析,在此基础上,提出了具有针对性的焊接残余应力控制消除措施,对于残余应力的控制消除具有一定的积极意义,对于从事相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。     

振动法消除残余应力的应用实例

经模态分析确定振动工艺,对蒸压釜釜盖和釜体振动处理试验,结果证明振动处理可以降低构件的焊接残余应力,为蒸压釜一类容器消除焊接残余应力处理闯出一条新路。     

基于SYSWELD的焊接工艺参数对多道焊焊接残余应力的影响

文章以某型动车组中间车KK端中T型焊接接头为例,通过数值仿真,分析了不同预热温度与不同焊接速度对焊接残余应力的影响。利用双椭球形热源模型校核得到了与实验拟合度较好的温度场,保证了后续计算焊接残余应力的准确度。通过三种多道焊速度方案,计算T型焊缝焊接残余应力可知:在给定的预热温度前提下,在一定范围内减小焊接速度,可减小焊缝残余应力;分析了预热温度对焊接残余应力的影响,在一定范围内提高预热温度,可以有效地降低焊接残余应力。