基于断裂模拟的高温下角焊缝接头承载性能研究

为准确预测火灾高温下正面角焊缝焊接接头的承载性能,结合已有高温下钢结构正面角焊缝焊接接头的拉伸试验数据,采用有限元数值分析方法,对20~700 ℃下20个焊脚尺寸均为12.7 mm的角焊缝焊接接头的断裂模式与实际承载性能进行研究。拟合高温作用下适用于断裂模拟的焊材熔敷金属真实应力-应变关系,标定高温下适用于焊材熔敷金属的剪切断裂模型材料参数,采用试验获得的荷载-位移曲线、断裂破坏模式以及AISC 360-10中的承载力计算方法对数值模拟结果进行验证。研究结果表明：高温作用下角焊缝焊接接头的断裂位置多发生在焊缝区,断裂从焊根部分开始并随荷载的增大向焊脚位置扩展;接头的极限承载力随着温度升高而减小,高温下接头的极限承载力可由断裂面面积及焊材抗拉强度确定;接头在高温作用下（大于500 ℃）的变形量超过5 mm,约为常温作用下的5倍;焊材的剪切断裂模型参数是其抗裂性能的重要参数,也是相应的焊接接头构件变形能力的重要指标,在高温作用下（大于500 ℃）,焊材断裂参数是其常温作用下的4.5倍。     

建筑结构中不锈钢TIG焊组织性能研究

文章主要研究建筑结构中不同比例的氩氢混合气体对304不锈钢板TIG焊接接头组织性能的影响。以304不锈钢TIG焊的焊接接头为研究对象,通过观察其焊缝形貌、宽度、熔深和显微组织的不同,对比分析得出建筑结构中不同比例的氩氢混合气体对焊接接头组织性能的影响。     

激光焊在解决薄壁壳体焊接变形的应用研究

基于薄壁壳体的焊接变形,研究了壳体变形理论、T形接头的激光焊工艺,利用激光焊技术解决了其焊接变形大的问题。根据激光热源、壳体材料的特点制定焊接工艺流程,通过改变激光入射角的方式,解决薄壁壳体上T形接头的激光焊问题。通过试验验证,确定激光焊参数,在保证焊接质量的前提下,做到焊接变形小、焊缝成形美观,壳体焊接变形控制在0. 12 mm以下。     

正交异性钢桥面板顶板竖向加劲肋焊接接头疲劳性能试验研究

正交异性钢桥面板的疲劳问题是目前研究的主要热点之一。该文针对国内钢桥面板顶板竖向加劲肋焊接接头的构造细节,通过振动型疲劳试验机开展了18个试件的弯曲疲劳试验,研究了普通角焊缝和熔透角焊缝在不同加载应力幅下的疲劳性能,分析了焊接接头的应力集中系数,并与有限元分析结果进行了对比,得到了普通角焊缝和熔透角焊缝焊接接头疲劳寿命大小;同时采用BS5400、JSSC、Eurocode 3以及我国钢结构设计规范（GB 50017—2003）规定的S-N曲线对试验结果的疲劳强度进行了评定。研究表明：钢桥面板竖向加劲肋焊接接头熔透角焊缝的疲劳性能总体上优于普通角焊缝,对我国钢桥面板竖向加劲肋焊接接头的开裂前的疲劳性能建议采用BS5400-F2的S-N曲线（35MPa）进行设计和评价;并且两者焊接接头的应力集中系数约为2.4左右,其中熔透角焊缝受到焊接工艺的影响其应力集中系数较大,须在焊接后对其进行焊趾表面处理,以进一步提高疲劳性能。     

考虑焊接热影响区软化的高强钢对接接头强度

为研究焊接热输入对调质态高强钢对接焊缝接头强度的影响,设计了对接焊缝接头的静力拉伸试验,进行了对接接头熔敷金属及热影响区(HAZ)硬度分布测试,并对影响接头强度的关键因素进行了参数分析。试验材料选取Q550和Q690两种调质态高强钢,采取气体保护焊分别以1.0、1.5kJ/mm和2.0kJ/mm三个等级焊接热输入,以涵盖常用焊接工艺参数。静力拉伸试验结果表明：对接焊缝接头的强度随焊接热输入的增大而下降;在焊接热输入1.0kJ/mm下,接头的破坏模式为母材处断裂,而在热输入1.5kJ/mm和2.0kJ/mm下,接头断裂均发生在热影响区处。通过硬度分布测试发现,接头的热影响区存在硬化区和软化区。随着热输入的增加,接头软化区范围增大、最小硬度下降,导致接头强度降低。静力拉伸试验的强度测试结果与硬度分布测试结果在宏观上相互印证。参数分析结果表明,热影响区中软化区与母材强度之比、相对软化宽度是决定接头强度的主要因素,且其与接头强度呈近似线性相关关系。     

T型熔透焊接头残余应变有限元分析

厚板在焊接过程中会产生较大的残余应力和变形,通过对不同形式的T型熔透焊接头的残余应变进行有限元计算,分析了焊缝高度、钢板厚度、预热温度对接头残余应变的影响。     

Auto SK-MW全位置摆动式自动焊接小车试验及应用

对大型低速船用柴油机高效焊接技术进行研究,结合柴油机实际结构和接头型式,开发新的焊接技术。采用Auto SKMW全位置摆动式自动焊接小车,通过对K形坡口的对接接头进行立焊试验,研究了行走速度和摆动速度两个关键参数间的匹配关系以及工装设计对焊缝质量的影响。结果表明,通过采用小的行走速度匹配大的摆动速度,并优化焊带夹持工装装置和导轨结构设计,不仅可获得优良的焊缝成形,而且可使焊接接头的力学性能和超声波无损检测结果均满足要求。     

工艺参数对机器人TIG焊焊缝成形与组织的影响

在Q235钢平板上进行机器人TIG焊试验,研究焊接电流、电弧电压和焊接速度3个焊接工艺参数对焊缝成形与微观组织的影响。研究结果表明,当其中两个焊接工艺参数恒定时,熔深、熔宽和深宽比均随着焊接电流的增大而明显增大;焊缝的熔深和深宽比随着电弧电压的增大而减小,熔宽随着电弧电压的增大而增大;熔深、熔宽和深宽比均随着焊接速度的增大而减小。随着焊接速度的增大,焊缝区与热影响区的珠光体组织减少,铁素体组织增加,组织细化。     

焊接机器人在推土机后桥箱上的应用

以某推土机后桥箱应用机器人焊接为实例,简述后桥箱结构、采用的焊接机器人和焊接变位机及焊接工艺。针对后桥箱应用机器人焊接,出现的左右耳壳与后背板焊缝未焊透和未熔合进行原因分析,分析结果表明:仅考虑工件平面内的偏移,没考虑工件旋转偏移,接触式传感器检索模式设置的是2D平移模式,从而焊接路径发生偏移,致使焊缝熔深不够,导致焊缝未焊透;焊枪摆幅与焊道宽度不匹配、电弧跟踪弧焊传感器参数设置不适宜,对坡口误差的补偿功能没达到应有的效果,致使熔池淌在焊弧的前面,导致焊缝未熔合。采取改进措施:检索模式选择2D平移+旋转模式;增加焊道满足焊枪的摆幅5m m的要求,弧焊传感器参数经试验获得并设置应用。经过工艺验证改进措施可行有效。     

Q345钢激光-MIG复合焊工艺参数对焊缝成形的影响

采用10 mm厚的Q345高强钢板,通过一系列的激光-MIG电弧复合焊工艺试验,重点研究焊接速度、激光功率、MIG电弧电流、焊炬倾角等焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律.研究结果显示,在相同的试验条件下,复合焊接熔深比相同功率的激光焊接提高了40％～75％;随着激光功率的增大,复合焊接的熔深和熔宽都逐步增加,而焊缝熔深的增加幅度更大;在不同的电流值区间,焊缝熔深呈现一定的变化规律;此外,焊炬倾角越大,焊接熔深越大,但焊接熔宽将趋小.