TIG熔修提高平台立焊接头疲劳强度及实船应用

海洋平台的实际结构中大量裂纹产生在结构的立焊焊缝位置上。针对立焊特点，试验采用模拟实际结构的异种钢T型焊接接头，选用实际船台材料A514-EH36，制定适合立焊的熔修工艺及规范，并进行相应的疲劳试验。利用最小二乘法给出立焊时疲劳寿命的估算式及S-N曲线。试验分析结果表明，熔修试件疲劳强度提高49．4％，寿命增加6倍。该补焊熔修工艺已试用于海洋平台实际结构的补焊修复之中。     

超声波冲击与TIG熔修复合强化改善高强钢焊接接头的疲劳性能

研究表明超声波冲击方法与TIG熔修方法在提高焊接接头疲劳性能机理方面存在着很强的互补性。提出一种对接头焊趾先进行一遍TIG熔修处理,然后再实施超声波冲击的复合处理新方法用来改善焊接接头的疲劳性能。对比疲劳试验结果显示:①在一定的应力范围内,超声波冲击处理试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高95％左右,疲劳寿命延长3.6-62倍。②TIG熔修试件与原始焊态试件相比,疲劳强度的改善程度高达34％左右;在较高应力范围内,疲劳寿命没有提高:在低应力范围内,延长疲劳寿命约为0.4—1.3倍。③超声波冲击+TIG熔修复合强化试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高120％左右,疲劳寿命延长28—125倍。④TIG熔修+超声波冲击复合处理能够在TIG熔修和超声波冲击处理的基础上,进一步改善焊接接头的疲劳性能;与单纯的超声波冲击相比,在高应力区域内,TIG熔修+超声波冲击复合处理一定程度上克服了单纯的超声波冲击对所处理的焊接接头疲劳性能改善程度大幅度降低的缺点。     

TIG熔修对焊接接头海水腐蚀疲劳性能的影响

对经过 TIG 熔修的海上平台用钢(A537)的板状焊接接头进行了海水腐蚀疲劳试验。试验条件是:加载频率0.2Hz,应力比 R=-1,海水温度20°±1℃,阴极保护电位-850mV±30mV,SCE。就平均寿命来说,TIG 熔修试件的海水腐蚀疲劳寿命为原始焊缝(as-welded)试件寿命的四倍至六倍,并且随应力范围的降低而差别增大.在自由腐蚀条件下,TIG 熔修试件的寿命也比原始焊缝试件的寿命长得多。     

海洋平台用高强度钢多次补焊的疲劳分析

对海洋平台用高强度钢焊接接头多次补焊的疲劳性能进行试验研究，给出采用威布尔分布下的寿命估算式及R-S-N曲线。考虑到多次补焊后焊趾外移造成的焊接角的变化，应用有限元方法计算试样的应力分布，给出焊趾处的应力集中系数，由此进一步分析多次补焊对焊接接头疲劳性能的影响。     

提高焊接接头疲劳性能的低相变点焊条焊趾熔修技术

在焊接接头疲劳试验的基础上,首次提出了用于提高焊接接头疲劳性能的低相变点焊条焊趾熔修技术。采用低相变点焊条LTTE和普通焊条E5015,分别对非承载十字接头和纵向环绕角焊缝接头实施焊趾熔修,进行疲劳性能对比,并与该两种形式接头的全LTTE焊缝接头疲劳性能进行比较。结果表明:相对于普通焊条E5015接头,低相变点焊条LTTE焊趾熔修技术可以有效地提高焊接接头的疲劳性能,其疲劳强度达到全LTTE焊缝接头的疲劳强度。这一技术降低了LTTE焊条的使用成本,为低相变点焊条在工程实践中的推广应用提供了一条有效途径。     

补焊对5A06铝合金焊接接头力学性能的影响

以5A06铝合金焊接模拟件的一次焊接接头和二次焊接(补焊)接头为研究对象,通过拉伸试验、疲劳试验,以及对疲劳断口形貌观察,研究了补焊对该焊接接头力学性能的影响。结果表明:补焊会造成焊接接头力学性能的下降,其中静强度和中值疲劳强度下降明显;焊缝是接头拉伸强度与疲劳性能的薄弱部位,补焊会造成焊缝附近金属晶粒粗大。     

TIG熔修提高焊接结构在空气和海水中抗疲劳强度的作用

本文介绍焊接接头经TIG熔修后,经过疲劳、热影响区硬度和低温落锤试验证实,可以明显改善接头在空气和海水中的疲劳强度和降低接头的低温脆性转变温度。     

高锰钢辙叉现场焊修工艺

为提高现场焊修辙叉的使用寿命,选取典型可修复伤损的高锰钢辙叉若干件,并设置不同的室外作业条件,选取不同焊接结果的试样,通过对不同焊接工艺参数状态下接头组织与性能的分析、金相组织的分析及力学性能检验,考核了焊条在不同焊接规范条件下的工艺性能和焊缝表面状态.由试验结果总结出高锰钢辙叉现场焊修的推荐工艺,提高了焊修质量及寿命.     

2219铝合金横焊接头的补焊性能研究

针对未来运载火箭立式装配横向焊接的工程化应用需求,以厚度8 mm的2219铝合金变极性TIG横焊接头为研究对象,开展了在水平状态下对原始横焊接头进行一道补焊及二道横向补焊试验,在获得成形良好的补焊接头的基础上,研究了原始焊缝、一道补焊焊缝、二道补焊焊缝的组织形貌、力学性能及显微硬度。试验结果表明,对原始横焊焊缝上端开槽进行一道、二道补焊之后,可消除焊缝内部连续超标的气孔缺陷;一道补焊及二道补焊后的接头上层均为柱状晶,下层均为等轴晶,一道补焊及二道补焊后接头力学性能比原始焊缝要低,主要与补焊后在接头熔合线附近产生大量的共晶组织有关;二道补焊接头比一道补焊接头弯曲性能好,显微硬度高,说明厚度8 mm的2219横焊接头缺陷补焊更适合于采用较小的焊接规范及两道焊(填充+盖面)工艺。     

2524-T3铝合金搅拌摩擦焊对接接头的疲劳性能

对2524-T3铝合金母材及三种尺寸搅拌摩擦焊(FSW)对接接头的疲劳性能进行了研究,获得了各试样的S-N曲线并进行了分析。结果表明:在疲劳寿命为1×105周时,小厚度、短焊缝FSW对接接头的疲劳强度约为母材的80.8%,大厚度FSW对接接头的疲劳强度约为小厚度、短焊缝FSW对接接头的80.3%,大焊缝FSW对接接头的疲劳强度约为小厚度、短焊缝FSW对接接头的79.9%。