组织不均匀性对TA15电子束焊接接头疲劳裂纹扩展的影响

采用一种水平切取疲劳试样的方法,研究厚板TA15合金电子束焊接接头的焊缝(WS)和热影响区(HAZ)的显微组织、硬度、疲劳裂纹扩展速率以及疲劳断口形貌。结果表明:在距焊缝顶端同样高度时,热影响区的组织不均匀性最大;从焊缝顶端到底部,焊缝的α′马氏体组织细化,但焊缝的组织不均匀性增大;受较高的组织不均匀性的影响,热影响区的疲劳裂纹扩展速率比焊缝的高,疲劳断口形貌反映了这种宏观上的差别。     

力学失配对电子束焊接接头疲劳裂纹扩展行为的影响

研究了高温合金电子束焊接接头区的疲劳裂纹扩展行为,深入分析了接头区力学失配对疲劳裂纹扩展方向及疲劳裂纹扩展速率的影响规律。结果表明,由于力学不均匀性的影响,电子束焊接接头的疲劳裂纹扩展具有不稳定性,位于高匹配焊接区的疲劳裂纹偏离原裂纹扩展方向,跨越焊接区与母材,呈复合型扩展;焊接区疲劳裂纹的集团使得裂纹尖端有效应力强度因子减小,因而焊缝区裂尖局部有效裂纹扩展驱动力下降,导致接头的疲劳裂纹扩展速率下     

高强度桥梁钢焊接接头疲劳裂纹扩展速率的研究

利用高频疲劳试验机对高强度桥梁钢的母材、热影响区和焊缝的疲劳裂纹扩展速率进行了测定,并结合疲劳扩展断口分析各部位疲劳裂纹扩展快慢的原因。结果表明,高强度桥梁钢焊接接头中焊缝裂纹扩展速率最低,抗疲劳裂纹扩展能力最高;母材疲劳裂纹扩展速率最高,抗疲劳裂纹扩展能力最差;热影响区介于二者之间。焊缝的疲劳断裂模式是以穿晶断裂为主,母材是以沿Z字形路径扩展的沿晶断裂为主,热影响区则介于两者之间。     

ADB610钢焊接接头概率疲劳裂纹扩展分析

采用焊条电弧焊方法对ADB610钢进行焊接,对焊接接头进行疲劳裂纹扩展试验,研究其概率疲劳裂纹扩展规律.采用两步七点递增多项式拟合方法,计算了一系列相同裂纹长度下母材区、热影响区和焊缝区的对数裂纹扩展速率方差和存活率分别为50%,90%,95%,99%,99.9%的裂纹扩展速率.结果表明,总体上母材区的裂纹扩展分散性最小,热影响区其次,焊缝区分散性最大;而且总体上存活率相同时,在裂纹扩展的初期,母材区的裂纹扩展速率最快,焊缝区的裂纹扩展速率最慢;在裂纹扩展末期,三区域的裂纹扩展快慢相当;随着存活率增大,三区域裂纹扩展快慢差别不大时所对应的裂纹长度减小.     

含横向裂纹的力学不均匀焊接接头的J积分研究

利用MARC有限元程序提供的Delorenzi虚拟裂纹扩方法计算了平面应力条件下不同强度匹配的含横向裂纹的焊接接头模型在不同载荷下的广义J积分并对其进行了修正。通过对焊缝与母材的强度差别及积分路径中包含的焊缝与母材界面长度的修正,得到了适用于含横向裂纹的力学不均匀焊接接头的修正J积分。     

不均匀性对焊接接头应力腐蚀开裂的影响

通过试验，研究了模拟钢焊接接头的非均匀体在３．５％ＮａＣｌ溶液中的应力腐蚀开裂（ＳＣＣ）行为，讨论了力学不均匀性对应力腐蚀行为的影响规律，发现：（１）由于力学不均匀性的影响，由４３４０钢，１６Ｍｎ钢和Ａ３钢组成的不均匀体，其应力腐蚀裂纹的扩展速率ｄａ／ｄｔ│Ⅱ；（２）不均匀体发生ＳＣＣ的断口形貌为（沿晶＋少量撕裂纹）的混合型断口，应力强度因子Ｋ值较高或硬夹层较窄时，撕裂纹数量增加（３）１６Ｍｎ钢和     

宏观力学不均匀性对焊接接头动态J积分的影响

焊接接头是一个宏观力学不均匀体，力学不均匀性对焊接接头的动态断裂行为有重要的影响。采用MARC有限元程序，对含焊缝中心裂纹的低匹配焊接接头三点弯曲试样的动态断裂响应进行了计算模拟，并采用虚拟裂纹扩展方法计算了动态J积分断裂参量。作为比较，计算了相同条件下全母材及全焊缝三点弯曲试样的动态响应。由于惯性效应的作用，动态载荷响应曲线周期振动，焊接接头试样的动态载荷响应值介于全母材与全焊缝之间。用虚拟裂纹扩展方法计算的动态J积分与路径无关，惯性效应对动态J积分基本没有影响。低匹配焊接接头的动态J积分低于全母材而高于全焊缝。研究结果为承受动载的焊接结构安全评定奠定了基础。     

GH536高温合金焊接接头疲劳裂纹萌生与扩展原位试验研究

采用原位疲劳试验方法,实时观察了GH536焊接接头疲劳裂纹的萌生和扩展行为,从而揭示了GH536焊接接头疲劳裂纹的萌生和扩展机制：疲劳加载过程中,位错沿滑移带在晶界前沿塞积,晶界阻碍位错运动,裂纹沿滑移带开裂,萌生疲劳裂纹;疲劳裂纹扩展初期,受单滑移的交替作用,裂纹呈“Z”字型向前扩展,随后裂纹的扩展逐渐以主应力控制为主,垂直于加载方向、平直向前扩展;GH536合金焊接接头组织中的晶界和碳化物会阻碍疲劳裂纹的扩展。     

高速列车用高强铝合金焊接接头疲劳裂纹的扩展特性

使用疲劳试验机测试A7N01铝合金焊接接头的疲劳裂纹扩展速率,采用光学显微镜对焊接接头的显微组织进行分析,使用扫描电镜对疲劳断口形貌进行研究。结果表明:母材的显微组织为时效状态的α(Al)基体与粗大一次相、弥散二次强化相以及少量的夹杂物构成的轧制状态组织;热影响区的显微组织为α(Al)基体以及少量未固溶的一次相组织,焊缝的显微组织为α(Al)基体与离异共晶组织。焊接接头的显微组织以及第二相粒子尺度不同导致了疲劳裂纹扩展特性不同。随着应力比的增加,疲劳裂纹扩展速率均呈增大趋势。裂纹尖端塑性区内的第二相粒子与基体的不协调塑性变形可促进疲劳裂纹的扩展,影响疲劳裂纹的扩展速率。     

几种钢焊接接头低周腐蚀疲劳dα／dN方程

通过Ａ５３７、Ａ１３１，Ｅ３６和１５ＭｎＮｉ几种钢焊接接头进行在海水和空气中的疲劳试验。在双对数ｌｏｇｄａ／ｄＮ，ｌｏｇΔＫ和ｌｏｇｄａ／ｄＮ，ｌｏｇΔＪ坐标图上，用一条或两条直线二拟合试验数据，因而得到ｄａ／ｄＮ＝ｃ（ΔＫ）￣ｍ和ｄａ／ｄＮ＝Ａ（ΔＪ）￣ｎ（或ｄａ／ｄＮ＝Ｂ（ΔＪｅ）￣β；ｄａ／ｄＮ＝Ｄ（ΔＪ＿ｐ）￣γ）拟合方程式。用Ｆ检验和其他方法去评价拟合曲线，表明该统计结果的拟合是比较精确的，所得上述方程在工程应用是合理的和可行的。     

几种钢焊接接头低周腐蚀疲劳da／dN方程

通过Ａ５３７、Ａ１３１、Ｅ３６和１５ＭｎＮｉ几种钢焊接接头进行在海水和空气中的疲劳试验，在双对数ｌｏｇｄａ／ｄＮ，ｌｏｇ△Ｋ和ｌｏｇｄａ／ｄＮ，ｌｏｇ△ｊ坐标图上，用一条或两条直线去拟合试验数据，因而得到ｄａ／ｄＮ＝ｃ（△Ｋ）＾ｍ和ｄａ／ｄＮ＝Ａ（△Ｊ）＾ｎ（或ｄａ／ｄＮ＝Ｂ（△Ｊｅ）＾β；ｄａ／ｄＮ＝Ｄ（△Ｊｐ）＾γ拟合方程式，用Ｆ检验和其他方法去评价拟合曲线，表明该统计结果的拟合比较精确的，所     

Fatigue properties of welded joints using steel with high resistance to fatigue crack growth

It has been generally recognized that the fatigue life of welded joints is little influenced by the strength of steels owing to the high-stress concentration and the tensile residual stress near the weld toe. In this paper, improvement of the fatigue life of welded joints using steel with high resistance to fatigue crack growth (ferrite/martensite (F/M) steel) is investigated. F/M steel has a microstructure with an elongated and banded martensite phase distributed in a ferrite matrix and a fatigue crack growth rate of about one-half to one-tenth in the thickness direction, compared with conventional steel. As a result, the fatigue life of an out-of-surface gusset-welded joint increases with the decrease of the fatigue crack growth rate. The fatigue life of welded joints using F/M steel with the highest resistance to fatigue crack growth increases to about twice that of joints using conventional steel. Whereas the fatigue crack growth rate decreases significantly, the fatigue life of welded joints increases only slightly. This can be attributed to the stress ratio independent of the fatigue crack growth rate. In other words, the fatigue crack growth rate of F/M steel increases with the increase of the stress ratio, approaching that of conventional steel. In the case of welded joints, even if a fatigue test is carried out at a low-stress ratio, the region near the weld toe is under a high-stress ratio due to tensile residual stress. Therefore, improvement of the fatigue life of welded joints becomes comparatively small so that the effect of fatigue crack retardation of F/M steel decreases.     

残余压应力场对B780CF钢焊接接头疲劳裂纹扩展的影响

为了明确不同强度残余压应力场对裂纹扩展速率及寿命的影响,采用埋弧自动焊通过不同焊接热输入控制不同焊缝宽度,从而在制备标准CT试样时通过机械加工时的残余应力释放得到各组不同强度残余压应力场的各组焊接接头,并根据裂纹闭合原理,提出基于Elber的三参数分段公式,根据分段公式条件从MTS试验机采用柔度法获得的试验数据中提取、归纳数据,利用断裂力学方法和数理统计方法进行分析,得出结论,裂尖存在的焊接残余压应力场在一定程度上可以明显降低裂纹扩展速率,提高裂纹扩展寿命,对焊接接头裂纹扩展有着关键性作用。     

A6N01-T5合金FSW和MIG焊接头疲劳裂纹扩展行为的对比

研究了6N01-T5铝合金搅拌摩擦焊(FSW)和氩弧焊(MIG)接头不同部位的疲劳裂纹扩展性能, 并对疲劳断口和接头组织进行了分析. 结果表明,对于FSW和MIG焊接头, 其裂纹扩展速率从高到低的部位依次为焊缝(核)区、热影响区和母材. 裂纹在FSW和MIG焊接头相同区域的扩展速率无明显差别, 然而裂纹在FSW接头细晶组织中开始扩展所需的门槛值ΔK要比对应的MIG焊接头高, 总体上其裂纹在FSW焊核区的抗疲劳裂纹扩展性能要优于对应的MIG焊缝区. 裂纹在FSW和MIG焊接头焊核(缝)区扩展的疲劳断口表现为脆性断裂, 而在热影响区则以规则和光滑的疲劳条纹形式扩展.     

部分熔透十字焊接接头疲劳性能试验

针对部分熔透十字焊接接头，进行了不同未熔透尺寸接头的疲劳扩展速率和疲劳扩展门槛值的试验研究。试验结果表明，对于较厚板的十字焊接接头，采用部分熔透的焊接接头形式，可得到较高的疲劳强度，可以取代全部熔透的焊接接头，具有较高的经济价值。部分熔透十字焊接接头疲劳裂纹扩展的门槛值ΔK1h与未熔透尺寸2a’／T有关，对试验板厚的焊接接头，其未熔透尺寸的临界值2a’／T=0．5。     

带表面裂纹焊接构件疲劳寿命与安全性的概率评定

本研究以对接接头焊趾表面裂纹疲劳扩展随机模型与统计分析为基础，分析了焊趾表面裂纹疲扩展的极限状态，探讨了带表面裂纹焊接构件疲劳扩展寿命与安全性的概率评定方法。     

Effect of interpass temperature on microstructure,impact toughness and fatigue crack propagation in joints welded using the GTAW process on steel ASTM A743-CA6NM

Mainly due to their great toughness, martensitic stainless steels are used for manufacturing hydraulic turbines. However, these steels have some restrictions regarding regions recovered by welding, mainly due to the formation of non-quenched martensite, which causes a reduction in toughness. Considering repair of hydraulic turbines, there is a great interest in developing welding procedures that increase impact toughness and avoid post-welding heat treatment (TTPS). This study aims to analyse the influence of interpass temperature on microstructure, impact toughness and fatigue crack propagation in multipass welded joints on martensitic stainless steel CA6NM, using AWS410NiMo filler metal and the gas tungsten arc welding (GTAW) process. In the sample with interpass temperature of 80°C, influence of the interpass temperature on the formation of ferrite δ, with intragranular formation in the two-phase δ field, was observed, while in the sample welded at 150°C, the formation of ferrite δδ occurred mainly in the single-phase field. The change in the formation of ferrite δ, with the low interpass temperature, promoted an increase in impact toughness and a decrease in the fatigue crack propagation when compared with the sample welded with a higher interpass temperature. The results obtained indicate that the TIG process is an excellent alternative for the repair of CA6NM steel, with a significant influence from the interpass temperature.