Fracture Behaviour of Nickel-Titanium Laser Welded Joints

In this study, the effects of Nd:YAG laser welding on the fracture behavior of Ni-rich nickel-titanium sheets are analyzed by experimental investigations. The welding was carried out in open air conditions by using a special shielding/clamping system to avoid the chemical contamination of the molten zone and the formation of hot cracks. Mechanical tests of standard dog bone-shaped and single edge crack specimens were carried out to measure the stress-strain response and the fracture resistance of both the base and the welded materials. Furthermore, scanning electron microscopy observations of the fracture surfaces were carried out in order to better understand the failure mechanisms. Finally, systematic comparative studies between base and laser-welded materials were carried out.     

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。     

N80钢级平式油管断裂原因分析

为找出修井时Φ73.02 mm×5.51 mm N80钢级平式油管工厂端螺纹根部断裂的原因,分析该油管的断口形貌、扫描电镜形貌以及宏观和微观组织,检测其机械性能,研究该油管的失效机理。试验结果表明:该失效油管材料的理化性能满足API Spec 5CT—2011标准对N80钢的要求;金相组织与油管断裂之间的关系很小;过扭矩上扣、油管柱倾斜以及无扶正器扶正的油管受到复合载荷振动和偏置应力,对油管螺纹断裂有一定的影响。     

中缸体焊接接头断裂行为的有限元分析

液压支架中缸体是以焊接方式连接,那么焊缝位置的选择对于中缸体的使用寿命具有重要的影响。这样笔者分析了不同位置焊接接头的受力特点、应力强度因子以及与其相关的裂纹扩展速率(寿命评估)等断裂参数。通过不同位置焊接接头的有限元分析可知:焊接接头在中缸体中间时对压力的敏感性较强。应力强度因子的计算结果表明:对两种位置焊接接头的应力强度因子值的比较可以发现,焊接接头在中缸体中间时其应力强度因子值小于在中缸体端部时的应力强度因子值,说明了焊接接头在中间位置时抗疲劳和断裂能力较强。裂纹扩展速率试验结果表明:热影响区裂纹扩展速率大于焊缝的裂纹扩展速率,因此裂纹扩展沿着熔合线扩展的可能性更大。     

不同组配P91钢焊接接头断裂性能的试验研究

采用JR阻力曲线试验方法，研究了强度组配对P91钢焊接接头不同区域断裂性能的影响规律，并分析了不同组配P91钢焊接接头的硬度分布。结果表明，焊接热循环对其热影响区的性能没有明显的影响；低组配焊接接头焊缝区的断裂阻力要高于高组配焊接接头焊缝区的断裂阻力，即强度低组配有利于提高P91钢焊缝的抗断性能；对于熔合线区域，试验结果体现出类似的规律，即随组配比的降低，熔合线区域的抗断性能升高；而无论何种强度组配的P91钢焊接接头。其焊缝金属的抗断性能均优于熔合线区域。     

TA15钛合金焊接接头性能与断裂行为研究

对TA15钛合金氩弧焊和电子束焊焊接接头的性能与微观组织进行了分析研究,并结合断口观察,对其断裂行为进行了研究.结果表明,两种焊接接头强度均与母材相当,而塑性明显降低.焊接接头热影响区组织均呈现从粗大等轴组织到魏氏组织的过渡变化特征.疲劳断裂位置一般位于靠近熔合线的焊缝区域,主要原因是此区域存在组织突变和熔合线气孔.焊接气孔对接头疲劳性能影响较大.两种焊接接头疲劳断口特征存在明显区别.     

异种钢接头熔合区的脆化与断裂行为

根据分层止裂原理设计了异种钢熔焊接头的冲击断裂试样,采用示波部功定量评定了熔合区的脆化行为,利用扫描电分析了熔合区的断裂机制,并研究了不同焊接材料及焊后热处理工艺规范对熔合区脆化与断裂行为的影响。研究结果表明,焊态熔合区的脆化主要是由马氏体引起民的,其断裂机制为马氏体的解理开裂。热处理后熔合区的危险经主要是由增碳层与脱碳层引起的,熔俣区的断裂机制为析出碳化物的无特征开裂及脱碳层的沿晶开裂。对于不同     

LPG储罐用钢焊接接头冲击试样断口分析

通过焊接工艺试验研究影响LPG储罐用钢09MnNiDR焊接接头低温韧性的因素,首先对不同工艺后的焊接接头进行系列低温冲击试验,然后对不同工艺编号的冲击试样断口进行扫描电镜分析,研究了不同焊接工艺下试样断口的组织形貌特征,研究结果表明采用多层多道焊配合以较小的焊接线能量可以有效提高焊缝金属的低温韧性。     

不同组配P91钢焊接接头断裂性能分析

作为马氏体耐热钢，P91钢具有很强的抗氧化和抗高温蒸汽腐蚀性能，在大功率火力发电设备中得到广泛应用，而其接头的断裂性能对该材料的推广及应用至关重要。采用数值分析及实验的方法，讨论裂纹位于焊接接头的不同位置时，组配发生变化的焊接接头的断裂驱动力和断裂抵抗力。结果表明，材料组配的不同会对焊接接头的断裂驱动力产生一定的影响。从断裂阻力的角度来看，低组配焊接接头的断裂抵抗力要高于高组配。实际工程结构应采用低组配接头形式，以提高焊接接头的抗断性能。     

TC4-DT钛合金电子束焊接接头疲劳断裂过程的原位观测

通过对TC4-DT钛合金焊接接头显微组织的观察和疲劳断裂过程的原位观测,分析了焊接接头的显微组织特征,研究了焊接接头的疲劳裂纹萌生与扩展行为.结果表明:TC4-DT焊接接头疲劳断裂于母材区,疲劳裂纹萌生于试样的边缘,裂纹既可以沿着初生α相扩展又能直接切过初生α相扩展,裂纹的萌生寿命占整个疲劳寿命的比例较大,裂纹的扩展寿命很短.     

AZ31镁合金板材点焊接头的力学性能与断裂特征

用交流点焊机焊接了AZ31镁合金板材,测试了不同表面清理状态下点焊接头的力学性能,用光学显微镜和扫描电镜分析了接头的显微组织和拉伸断口形貌.结果表明:在其它参数不变的情况下,接头的拉剪强度随电极压力的增加先增大,后减小,中间有个峰值;焊接电流和焊接时间对接头断裂强度的影响规律与电极压力相似.表面清理状态对接头的质量有很大影响,焊前未经过清理的接头强度较低;焊前经机械打磨的接头总体焊接质量较好;焊前采用化学清理的接头,质量稳定,接头强度随焊接电流的增大而提高.焊缝组织由等轴晶和柱状晶构成,拉伸断口呈韧脆混合的断裂特征.     

Determination of Some Parameters for Fatigue Life in Welded Joints Using Fracture Mechanics Method

In this work, the parameters stress intensity factor (SIF), initial and final crack lengths (a _i and a _f), crack growth parameters (C and m), and fatigue strength (FAT) are investigated. The determination of initial crack length seems to be the most serious factor in fatigue life and strength calculations for welded joints. A fracture mechanics approach was used in these calculations based on SIF which was calculated with the finite element method (FEM). The weld toe crack was determined to be equal to 0.1 mm, whereas the weld root crack’s length was varied depending on the degree of the weld penetration. These initial crack length values are applicable for all types of joints which have the same crack phenomenon. As based on the above calculated parameters, the new limits of FAT for new geometries which are not listed yet in recommendations can be calculated according to the current approach.     

SEM原位观察BT20钛合金激光焊接头的断裂行为

采用单边缺口试样用扫描电镜原位观察了BT20钛合金激光焊接头焊缝的裂纹萌生与扩展特征。焊后态试样裂纹一经萌生随即失稳断裂。焊后热处理试样经历了较长的裂纹亚稳扩展阶段，在切应力与正应力共同作用下，微裂纹沿滑移带萌生；裂纹扩展过程中遇到滑移带时发生偏转；新的微裂纹在裂纹尖端的滑移带相交处萌生，并随后与主裂纹相连。焊后热处理可显著提高激光焊接头的韧塑性。     

利用低温破断方法对不锈钢焊接接头蠕变断口形貌的分析

利用低温破断方法研究了0Cr18Ni9不锈钢焊接接头的蠕变失效行为,通过对试样断口进行扫描电镜分析,探讨了温度和载荷对接头蠕变失效行为的影响,得到了试样断口形貌特征与温度和载荷的关系。     

利用低温破断方法对不锈钢焊接接头蠕变断口形貌的分析

利用低温破断方法研究了0Cr18Ni9不锈钢焊接接头的蠕变失效行为，通过对试样断口进行扫描电镜分析，探讨了温度和载荷对接头蠕变失效行为的影响，得到了试样断口形貌特征与温度和载荷的关系。     

Effect of the Difference in Temperatures of Phase Transformations on Delayed Fracture of Welded Joints

Metal Science and Heat Treatment -     

Effect of Temperature on Microstructure and Fracture Mechanisms in Friction Stir Welded Al6061 Joints

Aluminum and its alloys are widely used in different industries due to such attractive properties as adequate strength, ductility, and low density. It is desirable to characterize welds of aluminum alloys obtained using “friction stir welding” at high temperatures. Al-to-Al (both 6061-T6) butt joints are produced by friction stir welding at tool rotation speed of 1600 rpm and four levels of tool advancing speeds: 250, 500, 750, and 1000 mm/min. Microstructural properties of the different welds are investigated. Observed are noticeable differences in microstructure characteristics between the various weld zones. Mechanical properties of these welded joints are characterized under tensile tests at temperatures of 25, 100, 200, and 300 °C, at a constant strain rate of 10^?3/s. The optimum microstructural and mechanical properties were obtained for the samples FS welded with 1600 rpm tool rotation speed at 1000 mm/min tool advancing speed. The studied welds exhibited yield strength, ultimate tensile strength, and strain to failure with values inferior of those of the base material. Observations of postmortem samples revealed that in the temperature range of 25-200 °C the locus of failure originates at the region between the thermo-mechanically affected zone and the heat-affected zones. However, at higher temperatures (300 °C), the failure occurs in the stir zone. A change in the crack initiation mechanism with temperature is suggested to explain this observation.     

金属软管点蚀分析

某炼油厂储油罐底翻油用金属软管发生腐蚀泄漏。通过对腐蚀情况宏观形貌和腐蚀发生区域特点的观察,对金属软管内波纹管进行成分分析、金相分析以及对软管内表面腐蚀坑底形貌和腐蚀产物进行扫描电镜和X射线衍射(XRD)分析,确认了发生腐蚀泄漏的原因是在软管内水溶液里浓缩了Cl~-,导致了腐蚀穿孔。     

焊接接头表面改性的研究进展

概述了高能喷丸、表面机械研磨处理、超音速微粒轰击、超声冲击、激光冲击改性等表面改性方法的基本原理,重点分析了其对不同材料焊接接头表面进行改性的效果。这些改性方法可以细化焊接接头表面的晶粒,甚至使晶粒尺寸达到纳米级;提高焊接接头表面的显微硬度,从而提高焊接构件的强度;消除接头处的残余拉应力,使拉应力转变为残余压应力,从而抑制焊接接头裂纹源的产生,提高焊接接头的抗疲劳断裂能力,进一步提高焊接构件的寿命。了解了现有表面改性处理方法应用的领域范围及其优缺点,并对焊接接头表面改性处理方法的发展及研究方向进行了展望。