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.     

机械振动对耐热钢薄壁零件TIG焊焊缝质量的影响

为提高耐热钢零件焊接修理质量,减小焊后变形和残余应力,避免焊后开裂等问题,通过振动焊与一般氩弧焊对比试验,研究了焊接时施加机械振动对耐热钢薄板焊缝强度、塑性、残余应力和残余变形及焊缝组织的影响,结果表明,在手工氩弧焊过程中增加振动,减小了焊后变形和焊接残余应力,改善了焊缝力学性能,有利于薄壁耐热钢零件焊接修理质量的提高。     

空间超大型X钢管节点的制作及焊接工艺

介绍了广州珠江新城西塔工程外筒超大X型钢管节点的结构形式,详细分析了该类型节点制作与焊接的特点与难点,并结合工厂实际制作能力制订了有针对性的工艺技术措施,包括焊接工艺原理的角度,合理、科学的设计出各主要焊缝的形式、主结构装配顺序、焊缝焊接顺序和工艺要求等,并利用振动时效工艺消减焊接残余应力,通过焊接前后对主结构不同部位截面的应力水平进行监测与对比试验,确定了振动时效工艺对焊接残余应力的消减作用。     

振动时效在大型焊接结构件中的应用

通过盲孔法对轨道焊缝振动时效前后残余应力的测量对比,研究振动时效工艺对焊接残余应力的影响,总结振动时效(VSR)工艺的可行性和有效性,从而为大型焊接结构件的生产提供技术参考.     

直驱永磁同步风力发电机支架主焊缝残余应力研究

针对风力发电机支架中主焊缝的焊接残余应力展开测量试验研究。选用MAG焊预制实际工况下40 mm厚的Q345D平板对接接头,按指定的焊接工艺规程完成多层多道焊接。焊接过程采用小孔法分别测试第4道、8道及12道焊后接头残余应力,测试结果表明纵向残余应力(σx)在焊缝中心区为残余拉应力峰值区,向母材方向逐渐减小,在远离焊缝中心的母材上为残余压应力;横向残余应力(σy)从焊缝中心区附近向母材一端残余拉应力由峰值逐渐减小。     

降低防护型装甲车体焊接接头残余应力工艺研究

为了降低超高强装甲钢车体焊接接头残余应力,文中通过对超高强装甲钢焊接接头频谱振动时效和超声波冲击振动时效,验证焊缝残余应力消除效果,并评价时效处理前后尺寸精度变化,最后通过焊接工艺评定试验来分析焊态、整体振动时效和超声波冲击振动时效不同状态下的力学性能、硬度和金相组织差异。通过分析研究可知：经频谱时效振动后的焊缝残余应力可降低29.52%;经超声波冲击振动后的焊缝残余应力可降低50%左右;超声波双面双侧冲击的试板尺寸变化量最小,尺寸变化量在±0.05 mm内;频谱时效振动的试板尺寸变化量最大,尺寸变化量在±0.2 mm内。同时超声波冲击时效后的焊缝显著提高了接头的连接强度及抗弯能力;但不同状态下对应的焊接接头各区域硬度变化无显著差异,焊接接头各区域的组织基本一致,无差异。     

基于折合应力正面角焊缝T形焊接接头的尺寸设计

角焊缝接头在工程中应用广泛,由于焊缝接头应力分布不均匀,它成为结构的薄弱环节.焊缝折合应力是国际焊接学会推荐用于计算焊缝静载强度的,该应力公式反应折合应力与焊缝内部切应力与正应力的关系.文中以正面角焊缝T形焊接接头为分析对象,假设角焊缝断裂发生在折合应力最大值所在的截面,分析得出Q345正面角焊缝T形焊接接头最大折合应力与承载力和焊缝尺寸的关系.基于承载能力和等强度准则设计焊缝尺寸,并通过有限元软件对T形焊接接头进行数值模拟,其数值模拟结果与理论计算结果基本一致,说明基于折合应力设计正面角焊缝T形焊接接头焊缝尺寸是可行的.     

高速动车组转向架构架焊接残余应力研究(一)

采用X射线衍射法,对CRH 380B型高速动车组转向架动车焊接构架的主要焊缝进行了焊接残余应力测试,每条焊缝测试区域涵盖了焊缝中心线、距离焊缝熔合线2,5,10,15,25 mm共6个测试点。测试结果分析表明:CRH 380动车焊接构架上每条焊缝的应力峰值控制在100~300 MPa中低值拉应力范围以内,大多位于焊缝中心线处,焊接残余应力整体上处于中低值拉应力水平。通过与普通客车CW-200K型构架对应8条焊缝部位进行对比研究,证明CRH 380B型高速动车组构架自身结构控制应力水平的能力明显强于普通客车构架;并从焊接应力控制的角度,对CRH 380构架焊接结构设计的特征进行了系统分析,总结出该构架焊缝拘束度小、焊缝分散设计、焊接结构平缓过渡设计以及焊缝少堆焊和小焊脚焊缝设计的焊接结构设计特色。     

大型离心式压缩机成品机壳补焊技术

某大型离心式压缩机机壳有多处焊接缺陷，且机壳已是成品状态。根据壳体材料成分、结构特点、缺陷分布、除应力难等情况，设计了合理的防变形措施、补焊顺序及焊接参数来控制焊接变形，采用振动时效去除焊接残余应力，成功完成壳体补焊。结果表明，焊缝质量符合NB/T 47013—2015标准Ⅱ级的质量要求；振动时效效果明显，大部分焊缝的残余应力降低约30%～40%,部分焊缝更消除了约57%的残余应力；机壳焊后变形较小，壳体水平中分面最大高度差约4～5 mm,中分面各处沿径向外侧最大扩张变形不超过2 mm。文中研究结果为压缩机、汽轮机等大型壳体成品阶段的大面积补焊及变形控制提供了宝贵的经验。     

原料磨振动消除应力试验

原料磨是沈阳水泥机械厂生产的大型磨。磨的筒体由四节 4 2ｍｍ厚Ｑ2 35钢板焊接筒组焊而成 ,再与2 5号铸钢端盖拼焊在一起 ,组成了磨的主体部分。焊接均采用埋弧焊 ,焊后有较高的残余应力。特别是两端不同材料、不等厚度焊接的两条环焊缝 ,无论从焊接角度看 ,还是从磨运行角度看 ,都是磨的重要部位。设计要求焊后进行消除应力处理。根据厂方的生产具体情况 ,邀请黑龙江省振动时效厂与之合作 ,对磨进行了振动消除应力处理。并在磨两端环焊缝处选择了一些点 ,测试了振动前后的残余应力。实践证明 ,对磨进行振动消除应力处理 ,效果较好。1　振…     

S355钢TIG焊有限元仿真分析

采用SYSWELD软件对S355低碳合金钢平板对接焊焊接过程进行温度场和应力场的有限元模拟。分析焊缝温度场、焊后相组成以及焊后残余应力分布,以优化焊接结构和工艺设计。结果表明,焊接过程中,熔池区域温度最高,母材区域温度较低。在焊缝处横向残余应力较大;焊缝处的纵向应力主要为纵向拉应力,随着与焊缝距离的增大,拉应力最后逐渐转化为压应力。在焊缝中心处,纵向拉应力的数值小于两侧的拉应力。     

液压支架用高强钢免后热焊接工艺研究

对液压支架用Q690高强钢免后热焊接工艺进行了研究。对焊缝金属进行扩散氢试验,斜Y坡口和硬度试验,并对焊接应力进行测试。结果表明,采用合适的焊接工艺参数,液压支架用Q690高强钢在免后热焊接时焊缝金属的扩散氢含量较低,且多数扩散氢可在焊后2 h内溢出,液压支架用Q690高强钢的焊接接头冷裂倾向小,在较苛刻的拘束条件和低温环境下焊接无冷裂纹的产生。采用合适的工艺控制措施,液压支架整体焊接应力和应变可控,后热对其影响有限。     

转向架副构架焊接接头残余应力无损测量及变形研究

采用有限元焊接仿真分析软件(SYSWELD)对某型号的转向架副构架焊接接头进行了仿真变形分析,并采用X射线衍射法(XRD)对该型号焊接态副构架振动处理前后焊接接头进行焊接残余应力无损测量,对焊接工艺和振动消除应力措施进行了验证,为转向架副构架接头焊缝质量安全性评估提供了依据.研究结果表明,有限元变形仿真结果和XRD应力...     

压力容器焊接接头设计

压力容器破裂的原因多为焊接质量低劣,论述了焊缝结构设计基础、焊缝应力计算、焊接接头设计中应注意的问题。     

TC17钛合金线性摩擦焊接叶片单元件焊缝设计

基于Goodman曲线,结合稳态应力分析和模态分析结果,文中提出了一种判断叶片振动危险点的方法。基于该方法,文中分析了TC17钛合金线性摩擦焊接叶片单元件的焊缝高度和焊接夹角对叶片振动安全的影响。此外,对于该叶片单元件在1阶弯曲模态和1阶扭转模态下焊缝高度和焊接角度对叶片振动安全的影响也进行了分析。分析结果表明,对于某线性摩擦焊接叶片单元件1阶模态,叶片焊接夹角和焊缝高度对叶片振动安全性的影响均达29%以上,而对于1阶扭转振动安全性,焊接夹角和焊缝高度的影响则分别达到了227%和392%。通过1阶弯曲和1阶扭转模态下的线性摩擦焊缝影响分析,获得了某TC17钛合金线性摩擦焊接叶片单元件焊缝的合适位置。     

超声辅助搅拌摩擦焊温度场及残余应力场分析

超声辅助搅拌摩擦焊是一项在搅拌摩擦焊的搅拌头上添加轴向高频振动的新技术. 以6 mm厚7075铝合金材料为研究对象,建立了超声辅助搅拌摩擦焊与普通搅拌摩擦焊接的热源模型,通过ANSYS软件研究了轴向振动对焊接过程温度场以及焊后残余应力的影响规律. 结果表明,轴向振动的添加能够增大热输入量,提高焊接峰值温度且降低焊缝残余应力;在相同转速及焊接速度下,当振动频率一定时,焊接峰值温度和焊后残余应力随着振动幅值的增加而增大;当振动幅值一定时,随着振动频率的增大,焊接峰值温度及焊后残余应力也相应增加.     

盾构刀盘拆卸结构再制造设计及数值模拟

针对某盾构机拆卸刀盘的修复问题,进行了刀盘再制造工艺分析,通过有限元方法模拟讨论了牛腿支架及钢环加固对Q345B刀盘结构焊后变形和应力的影响,对比分析了空冷、预热加缓冷,厚板焊接坡口角度(焊缝宽度)对刀盘焊后变形与应力的影响规律。研究表明,采用牛腿支架装夹固定并通过钢环辅助固定后,可有效控制盾构机刀盘再制造修复时的焊接变形;刀盘拼焊时的预热加缓冷,对控制刀盘焊后的应力与变形具有显著的技术效果;对厚板焊接,设计合适的坡口角度(焊缝宽度),不仅可显著降低刀盘焊后的应力与变形,而且对减小热输入、提高焊接质量和生产效率具有技术经济价值。     

振动时效在控制压轮残余应力中的应用

借助有限元分析手段对某型压路机压轮的焊接过程进行模拟,得到了焊后压轮的残余应力分布。采用盲孔法对压轮振动时效前后残余应力进行了测试与评价,并对模拟结果进行了验证。结果表明:压轮焊后焊缝位置附近残余应力大,峰值为338.6 MPa。起弧位置的应力小于收弧位置,封口板焊缝与卷圆板焊缝交叉位置的残余应力呈下降趋势。残余应力分布的模拟结果与试验结果吻合得较好,误差为19%,证明了模拟结果的准确性。设计支撑块宽度为60mm;4点支撑在振动平台上呈矩形布置,沿压轮轴线方向的长边距离为1090 mm;垂直于压轮轴线方向的短边距离为935 mm。振动时效后压轮的最大残余应力下降明显。     

焊接结构机床件的残余应力测试研究

焊接机床床身凭借其设计制造过程周期短、效率高、绿色环保、柔性高、价格成本低等显著优势,具有很好的应用前景,将成为床身的发展趋势,近年来以钢板焊接结构代替铸铁件的趋势不断扩大。研究测试了国内外不同焊接结构机床件的残余应力,结果表明,所测床身的焊缝数量比较多,其最大残余应力为274.4 MPa;滑鞍的结构尺寸较长(620 mm×2 700 mm×252 mm),属于矮长件,焊缝较长、筋板较多,其最大残余应力为300.6 MPa;立柱的焊缝和筋板均相对较少、结构尺寸差异小,其最大残余应力为154.9 MPa;所测国外某滑鞍的最大残余应力为129.8 MPa,该滑鞍具有优良的结构设计、焊缝较少较短;优化结构设计、筋板布局和焊接工艺,采用合理的结构尺寸,减少和缩短焊缝是降低焊接结构机床件初始应力、获得高精度机床产品的基础。     

1050铝耐张线夹的焊接残余应力数值模拟

基于ABAQUS软件,研究了1050铝耐张线夹TIG焊接的热输入功率和焊接速度对焊接温度场和残余应力的影响,并利用试验数据验证了有限元程序的准确性。结果表明,热输入功率增大,焊缝温度升高,残余应力增大,焊接速度提高,焊缝温度降低,残余应力减小,相对于焊接速度,焊接温度场对热输入功率的变化更敏感,因此为保证焊缝质量,降低残余应力,提高焊接效率,可以适当增大热输入功率,提高焊接速度。焊接模拟结果可以为耐张线夹的焊接工艺参数设计提供理论指导。