水轮机转轮叶片焊接残余应力分析

在诸多导致水轮机转轮产生纹的因素中，力的影响最大，虽然转轮工作时受力情况复杂，但应焊接转轮而言，焊接残余应力的影响不容忽视。加深对这种应力的了解，对转化制造七维修实践有一定意义。     

功果桥水轮机转轮叶片残余应力测试

在诸多导致混流式水轮机转轮产生裂纹的因素中,叶片焊接残余应力的影响不容忽视.文中主要介绍了功果桥水电站在加强转轮现场制造焊接过程质量控制的同时,对转轮现场焊缝进行了X射线残余应力测试,并对测试结果进行了分析,为科学评估转轮的制造工艺提供了依据.     

大型混流式水轮机焊接残余应力分布的研究

利用ANSYS软件对大型混流式水轮机转轮进行1:1实体建模,采用分段热源模拟分析了转轮焊接过程,得出焊接残余应力分布的状况.这为合理进行结构设计和优化焊接工艺提供理论依据.     

混流式转轮焊接残余应力测试新装置与新方法

混流式转轮叶片出水边焊接接头区域存在的较高残余应力是导致转轮疲劳开裂的重要原因,混流式转轮焊后及热处理后的焊接残余应力测试已经成为转轮制造过程中的必要工艺,其测试精度及效率对转轮制造质量及效率有重要影响.根据转轮的结构特点研发了新型残余应力测试装置,并根据转轮疲劳开裂的特点确定了针对混流式转轮焊接残余应力测试的新方法,实际应用试验结果表明测试所得结果能够真实反映热处理前后转轮易开裂区域的残余应力分布情况.新型测试设备及方法完全适用于混流式转轮的残余应力测试,而且具有非常高的测试精度及效率.     

混流式转轮焊接残余应力局部压应力化的实现

焊接残余拉应力是引起混流式转轮疲劳断裂的重要原因之一,焊接残余压应力的存在能够有效提高焊接结构的抗疲劳性能.文中对原有及优化焊接工艺下的转轮出水边易开裂区域的焊接残余应力分布进行了测试分析,并对局部加热及锤击处理对应力场分布的影响进行了研究.结果表明,通过优化焊接工艺可以对转轮的残余应力场分布进行调控,叶片出水边焊缝区域的残余拉应力明显降低,而且转变为压应力,采用局部加热和锤击可以明显降低转轮易开裂区域的残余拉应力值,进一步促进高压应力区域的形成,实现转轮易开裂区域的压应力化,从而提高转轮的抗疲劳性能.     

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。     

冲击式水轮机转轮裂纹焊接修复

介绍了采用低匹配的奥氏体不锈钢焊条，在能整体不预热和焊后热处理条件下，现场手工电弧焊进行马氏体不锈钢转轮的裂纹焊补修复，修复质量经渗透探伤检验达到了要求。     

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.     

分段焊影响转轮焊接残余应力的试验分析

在利用平板试验得到分段焊的合理段长的基础上,对某水电站混流式水轮机转轮的焊接残余应力场进行了调控.结果表明,对于尺寸为500 mm×500 mm×16 mm的平板来说,后焊的焊段可以起到降低先焊焊段的残余应力的作用,且在到后焊部分端部为50 mm的范围内,降低效果最明显;分段焊可以降低叶片危险区域的残余拉应力峰值并产生残余压应力;当叶片出水边焊段的长度在40～90 mm的范围内,残余应力的降低效果随着叶片出水边焊段长度的增加而减小.     

电加热器预热在水轮机转轮焊接中的应用

介绍了450t大型转轮焊接预热技术的改进措施,在保证转轮整体加热的基础上取得了良好的效果,节约了大量的材料及能源费用。     

焊接工艺参数对焊接残余应力的影响

选取20G作为实验材料,采用埋弧自动焊焊接成试板,分别考察了焊接电流和焊接速度这两个焊接工艺参数对其焊接残余应力数值大小的影响。结果表明,焊接电流一定时,焊接残余拉应力随焊接速度增大而增大;焊接速度一定时,焊接电流越大,焊接残余拉应力越大。     

焊接结构和顺序对焊接残余应力影响研究

采用有限元软件MSC.Marc,对使用高强钢制造的工程机械常用局部加强贴板焊接结构进行焊接残余应力数值模拟计算分析。文中分别对四种不同结构和焊接顺序进行计算,对比分析结果表明:结构拘束和焊接顺序对焊接残余应力有重要影响,局部加强贴板增加结构拘束度,导致焊接残余应力增大;先焊主结构,再焊局部加强贴板,焊接残余应力最大。因此,合适地设计焊接结构和焊接顺序有利于降低结构的焊接残余应力,提高焊接结构的可靠性。     

焊缝强度不匹配对残余应力的影响

基于热弹塑性有限元法,开发顺次耦合焊接残余应力计算程序,对Q345R钢焊接残余应力进行分析,讨论焊缝强度不匹配对残余应力的影响.结果表明,焊缝强度对残余应力影响较大.当焊缝屈服强度与母材相同时,焊缝纵向残余应力高达屈服强度.当焊缝屈服强度高于母材强度时,焊缝纵向残余应力高达屈服强度,热影响区纵向残余应力高于母材屈服强度.且随着焊缝强度增加,热影响区纵向残余应力增加.     

关于焊接残余应力消除原理的探讨

介绍了机械拉伸法、温差拉伸法、滚压法和低应力无变形焊接技术消除应力原理的传统观点,认为焊接时焊缝产生压缩塑性变形,消除应力的原理在于用拉伸塑性变形抵消、补偿压缩塑性变形。本文提出新的应力应变发展过程,指出焊缝不存在压缩塑性变形,一直受拉伸,熔合线附近处于脆性温度时承受较大的纵向拉伸应变,随着远离熔合线,应变值陡降。焊缝消除应力的原理在于用塑性应变减少甚至抵消弹性应变,在一般情况下是用拉伸塑性应变减少甚至抵消拉伸弹性应变。本文还阐述了各种消除应力工艺的原理并很好地解释了横向液化裂纹分布在熔合线附近和裂纹很短的现象。     

热焊工艺对焊接残余应力影响的数值模拟

运用有限元分析软件ANSYS,对25钢对接接头分别在20、200、400、600和800℃的热焊工艺条件下进行焊接残余应力场的数值模拟.通过单元生死技术模拟焊缝的填充过程,得到了其对接接头试板分别在该五种热焊工艺条件下焊接残余应力的大小及分布,并对计算结果进行了分析.结果表明:热焊工艺的加热温度越高,焊后产生的残余应力越小;残余应力降低的幅度在加热温度为400和600℃较明显.     

高速铣削汽轮机叶片表面残余应力影响因素研究

针对实际应用中汽轮机末级动叶片表面残余应力导致的失效问题,文章通过对不锈钢叶片进行不同工艺参数下的切削试验,研究了工艺参数对叶片表面残余应力的影响规律.由于叶片的疲劳损坏是由其表面层所受的拉应力引起的,表面层的残余压应力可抵消一部分拉应力,从而使叶片的疲劳强度得到提高.通过对不同组间的试验数据进行对比分析表明,提高主轴转速有利于残余压应力的加大,而温度热应力对残余拉应力起着主导作用.研究结果对于在不同加工参数条件下提高叶片表面的残余压应力,提高抗疲劳性能有一定意义.     

残余应力测量研究现状综述

针对残余应力测量的重要性,对其测量方法进行综述和展望。阐述传统的残余应力测量方法的原理及应用情况,包括传统机械释放法和非破坏性无损伤测量法;主要介绍几种新型的残余应力测量方法及其原理;并指出残余应力的测量技术正朝着无损、在线测量、绿色等方向发展。     

热焊工艺对Q235钢焊接残余应力的影响

对Q235试板分别在室温下进行焊接焊后自然冷却及加热到300、500、600和650℃进行焊接焊后保温缓冷(即热焊工艺),用小盲孔法测量焊接残余应力.实验结果表明,采用热焊方法进行焊接能够有效降低焊接残余应力,且加热温度越高,焊接残余应力降低效果越好.