焊接接头高应变率下的动态断裂韧度分析

对采用Hopkinson气炮加载－Charpy V形冲击试样试验方法对焊接接头高应变率下的动态断裂韧度数据进行了分析研究，通过对试样断口形貌、冲击吸收功、断裂韧度及其影响因素进行分析，表明在高应变率加载条件下，焊接接头冲击试样断口形貌有特殊的表现，延伸带或钝化区的尺寸大小反映了裂纹萌生前的塑性变形大小，也反映了裂纹萌生功的变化趋势。同时说明焊接接头在高速动态冲击载荷作用下，其断裂韧度参量受组配强度、冲击速度及环境温度等因素影响显著，焊接热影响区的断裂韧度值关系到焊接接头断裂韧度的好坏。     

镍基合金K4648焊接接头断裂韧度的研究

为了对某飞机发动机涡轮导向器叶片修复焊接后的安全性和寿命进行评估,试验研究了导向器叶片用K4648合金TIG焊接头的断裂韧度(K<,q>).分别测得了K4648合金母材、焊缝和热影响区的断裂韧度值,并对三个区域的显微组织特征进行了观察.结果表明:母材显微组织均匀,断裂韧度最高(59.17 MPa·m<'1/2>);热影响区因其晶粒粗大,断裂韧度较低(48.90 MPa·m<'1/2>);焊缝内由于是树枝晶组织,性能不均匀,加之存在气孔、夹渣等焊接缺陷,断裂韧度最低(48.11 MPa·m<'1/2>).     

钢箱梁焊接接头的断裂韧度评定

采用冲击试验评定钢箱梁焊接工艺存在局限性,指出用裂纹尖端张开位移(CTOD)试验评定钢箱梁焊接工艺的优越性.介绍了焊接工艺CTOD断裂韧度评定的方法.针对港深西部通道香港段后海湾大桥钢箱梁焊接建造,运用英国标准BS7448对两项拟用焊接工艺进行CTOD试验评定.结果表明,埋弧自动焊工艺焊接接头的CTOD断裂韧度较高,该工艺可以直接用于钢箱梁焊接施工;而焊条电弧焊工艺焊接接头的CTOD断裂韧度较低,经扫描电子显微镜断口分析和X射线分析,发现其原因是焊缝中心存在气泡、微裂纹、夹杂物和硫等有害元素.试验评定结果为港深西部通道香港段后海湾大桥钢箱梁焊接质量控制提供了依据.     

建筑用X100管线钢焊接接头的断裂韧度研究

以建筑用X100管线钢焊接接头为研究对象,通过CTOD实验对母材、焊缝和HAZ区的断裂韧性进行研究。结果表明,随着温度的降低,X100管线钢焊接接头的断裂韧度逐渐降低。相同温度下,母材的断裂韧度最好,焊缝的断裂韧度最差,不同形状和分布的M-A组元是影响焊接接头断裂韧度的主要因素。     

X65管线钢焊接接头CTOD断裂韧度

根据BS74 4 8断裂韧度试验标准 ,对X6 5管线钢焊接接头的低温 (0℃ )裂纹尖端张开位移 (CTOD)进行了测试。取尺寸为B× 2B(B为试样厚度 )、缺口方向为NP的试样进行三点弯曲试验 ,然后由所得到的 0℃下母材、焊缝和热影响区 (HAZ)的P -V曲线来计算CTOD值 ,并对试验结果进行了讨论和总结。对显微组织的分析表明 ,共有3个HAZ试件不满足裂纹尖端不超过熔合线 0 .5mm且落在粗晶区内的要求。该结果恰好与P -V曲线和所得的CTOD值相一致 ,从而解决了试验值分散性大的问题 ,同时为ECA评估提供了重要依据 ,验证了BS74 4 8标准的合理性并体现了它的优越性。     

动载下焊接接头断裂行为预测

焊接结构在动载下使用时,为保证安全使用,常常要求其接头具有足够断裂韧性值,但由于动载断裂韧度测试复杂且成本高,因此研究者试图使用静载下的试验结果对动载下断裂行为进行预测和评定。有鉴于此,本文测试了在不同加载速率下,典型建筑用钢焊接接头的断裂韧度值。在准确把握材料在动载荷下本构关系的基础上,通过局部法,实现了由静载断裂韧度值对动载下接头断裂行为的成功预测。表明基于威布尔应力的局部法可有效地评定接头在高加载速率下的断裂行为。     

超高强钢焊接接头表面裂纹断裂韧度测试

本研究分别测试了31Si2MnGrMoVE钢母材、焊缝和热影响区(HAZ)的表面裂纹断裂韧度,并将接头的断裂韧度与母材进行比较。结果表明,焊缝和热影响区的表面裂纹断裂韧度均高于母材,所采用的焊接材料和焊接工艺合理。从而,为固体火箭发动机壳体设计提供了依据。     

厚板转子钢多层多道焊接头不同微区断裂韧度的分析

文中研究了厚板转子钢多层多道窄间隙焊接接头不同微区的断裂韧度,主要包括接头中热影响区粗晶区及细晶区,焊缝中的柱状晶区和等轴晶区.结果表明,焊缝内柱状晶区断裂韧度（J_m）最低,断裂韧度最小值为195 kJ/m2,而热影响区的细晶区断裂韧度最高,J_m为1 265 kJ/m2.热影响区细小的等轴晶粒（1~12 μm）和晶内均匀分布的碳化物是其断裂韧度较好的主要原因.焊缝内组织主要为回火索氏体,以柱状晶形式分布在焊缝中,裂纹容易沿柱状晶晶界扩展,导致焊缝的断裂韧度较低.整个接头柱状晶与等轴晶组织交替分布,提高抗裂纹扩展能力,保证了整个焊接接头的安全可靠.     

TCS不锈钢焊接接头CTOD断裂韧度试验研究

在TCS不锈钢前期焊接试验中发现其焊接接头热影响区的冲击吸收功值在熔合线附近较低,原因是接头热影响区晶粒粗大所致.为了解TCS不锈钢焊接接头发生脆性裂纹的温度,进行了TCS不锈钢焊接接头CTOD断裂韧度试验研究,试验结果得出了发生脆性裂纹的温度.从试验结果和使用情况得出相应的结论,为今后的进一步研究奠定了基础.     

ADI的冲击韧度和断裂韧度

论述了ADI的冲击韧度和断裂韧度。室温有缺口和无缺口ADI的冲击韧度比铸钢,锻钢要略差,但约是普通珠光体球铁的3倍,ADI的冲击韧度虽随温度降低而降低,但在-40℃条件下仍保持大约室温冲击韧度的70%。断裂力学性能是更重要的安全设计和失效分析依据,无论哪一种断裂韧度,ADI的试验数据都好于普通球铁,相当于或好于强度相当的铸钢和锻钢。     

不同退火条件下304L不锈钢埋弧焊接头组织及性能分析

采用埋弧焊方法,进行了304L不锈钢厚板的对接试验研究.通过对焊接接头处的组织观察,并结合焊接接头的-196 ℃冲击韧性以及不同退火条件下残余应力测试,分析了埋弧焊304L不锈钢焊接接头组织和性能. 结果表明,热影响区组织为奥氏体,焊缝区则为奥氏体与少量的铁素体的复相组织;采用残余应力盲孔释放测量方法对焊接接头进行测试,随着退火温度的升高,焊缝及热影响区的残余应力得到进一步的释放;冲击试验中,热影响区-196 ℃冲击吸收能量随退火温度的升高急剧下降,焊缝区-196 ℃冲击吸收能量则呈平稳下降趋势.     

不同焊接位置海洋平台用钢焊缝金属低温断裂韧性

海洋平台用钢在横焊立焊位置下,焊缝金属低温断裂韧性存在差异,工程界普遍认为,高热输入的立焊位置试样韧性值低于低热输入的横焊位置试样,但诸多试验均呈现相反的结果.文中选取了两组CO₂焊横焊立焊位置的焊缝金属试样进行了低温断裂韧性试验,得出了CTOD(裂纹尖端张开位移)值,并对焊缝处宏观形貌、断口形貌以及金相组织进行了分析.结果表明,由于柱状晶数量和取向及夹渣的影响,横焊位置试样低温断裂韧性低于立焊位置试样.     

Microstructure and fracture toughness of electron beam welded joints of 30CrMnSiNi2A steel

Two post-weld heat-treatments ( PWHT) , 900℃ oil quenched and low temperature tempered (PWHTA) and high temperature tempered and then 900~C oil quenched and low temperature tempered ( PWHTB ) , are employed to treat the weldment. Then the effect of two post-weld heat-treatment processes on the microstructure, mechanical properties and fiacture toughness of electron beam welded joints of 30CrMnSiNt‘2A steel have been discussed. The results show that, after two kinds of PWHT the microstructure and hardness at every zones of EBW joints are nearly same. Although the welds have good mechanical properties, fiacture toughness of both weld and heat-affected zone (HAZ) is low, the CTOD values of welds are comparatively higher than that of HAZ. Microstructure and fiacture toughness of two EBW joints have no evident differences.     

石油方钻杆窄间隙焊接接头断裂韧性

研究了40CrMnMo石油方钻杆窄间隙脉冲焊接接头动态断裂韧性(KId)的测试及计算方法.结合石油方钻杆的使用方法、管体结构尺寸与焊接特点,试验选用多次冲击三点弯曲试验方法,对方钻杆的焊接接头的断裂韧性进行测定.试验过程采用多次冲击加载方法,用显微镜测量裂纹深度,用FORTRAN语言编程计算a值及KId.结果表明,焊缝的KId为母材的96%,但熔合线的KId值仅为母材的89%,通过分析试件的断口及接头的金相组织,发现熔合线粗大的魏氏组织是导致该区KId值下降的主要原因.     

1OOO MPa级高强钢焊接热影响区组织和韧性

利用Gleeble-1500热模拟试验机进行1 000MPa低碳QT钢不同焊接热输入的热模拟试验,研究了焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)组织与韧性及其变化规律.结果表明,一次热循环后,随着热输入的增加,冲击韧度先是增加然后下降,组织由马氏体向马氏体(M)与贝氏体(B)的混合组织转变,粗大的M和B组织及板条间和板条内碳化...     

不同条件下的振动焊接残余应力

设计不同振动焊接参数下平板表面堆焊试验,研究焊接热输入、振动加速度对焊接残余应力的影响,并对焊缝进行TEM观察.结果表明,在较小焊接热输入(22.8kJ/cm)时,残余应力随着振动加速度的增大而减小,且趋势明显;在中等焊接热输入(26.6 kJ/cm)时,残余应力在10 m/s2的振动加速度下残余应力最小;而对于较大焊接热输入(31.6 kJ/cm),残余应力在加速度为15 m/s2时有明显下降.残余最大主应力的方向较接近于平行于焊缝方向.采用15 m/s2振动加速度时,残余横向应力和残余最小主应力在三种热输入下较常规焊接时的应力降低幅度均超过30%,振动降低残余应力的效果明显.对不同条件下焊缝组织的微观结构分析显示,在一定热输入条件下,振动降低了位错密度.     

Microstructure origin of strength and toughness of a premium rail steel

The mechanical properties, fracture toughness, fracture surface morphology, and failure mechanisms of different layers in a premium railhead were studied. Correlation between the mechanical properties and the failure mechanisms for each of the layers was made. It has been found that the microstructure and mechanical properties of the top layer are different from those of the inner layers, while the middle layer and the layer near the web demonstrated similar mechanical properties, microstructure, and fracture toughness. The top layer displayed 15% higher tensile strength than the other two layers. However, the strain to failure of the top layer, 11%, is only about 60% of that of the inner layers, 17.5%. The top layer has a fracture toughness, K _Ic , of 75 MPa m^1/2. This value for the inner layers is about 95 MPa m^1/2. Thus, the heat treatment decreases the ductility and fracture toughness of the top layer of the railhead. Transition from the brittlelike fracture mechanism of the top layer into a more ductile mechanism of the inner layers was also found.     

7050铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织及力学性能分析

采用搅拌摩擦焊焊接厚12 mm的7050铝合金,分析接头的微观组织和力学性能.研究结果表明,焊核区由于热循环作用形成细小的等轴再结晶组织;热机影响区受机械和热的双重作用组织发生了较大程度的变形,在热循环的作用下发生回复反应;热影响区仅受热循环的作用,组织稍微有粗化现象.力学试验表明:旋转速度400 r/min、焊接速度180 mm/min时,接头的抗拉强度可以达到391 MPa,为母材的77％;焊接速度200 mm/min,旋转速度450 r/min时,接头的抗拉强度可以达到376 MPa,为母材的74％.断口形貌分析显示,接头断裂模式为穿晶和沿晶混合型断裂.