工艺因素对过热器／再热器异种钢焊接接头残余应力的影响

工况下运行的异种钢接头易沿焊缝界面开裂而发生早期失效。本文对小直径钢１０２／Ｉｎｃｏｎｅｌ８２／ＴＰ３４７Ｈ异种钢管、不同坡口角度与不同热处理制度下接头中的焊接残余应力进行了实测。结果表明对适用于现场焊接且可延长接头寿命的改进型坡口并不会增大应力,提出在工况温度一接头中的焊接应力并不能很快衰减、焊后热处理可显著地降低该处异种钢接头中焊接应力的观点。     

焊后热处理对 A/F 异种钢焊接接头影响的试验研究

对焊态和焊后热处理两种状态下的Ａ／Ｆ异种钢焊接接头的残余应力进行了实测．通过高温加速模拟试验,对加速前后试样的碳分布、组织结构、硬度值的变化以及抗腐蚀能力进行了试验分析和对比,得出了适当温度的焊后热处理对改善Ａ／Ｆ异种钢焊接接头使用状况是有积极作用的这一结论．     

焊后热处理对A／F异种钢焊接头影响的试验研究

对焊态和焊后热处理两处状态下的Ａ／Ｆ异种钢焊接接头的残余应力进行了实测,通过高温加速模拟试验,对加速前后试样的碳分布,组织结构、硬度值的变化以及抗腐蚀能力进行了试验分析和对比,得出了适当温度的焊后热处理对改善Ａ／Ｆ异种钢焊接接头使用状况是有积极作用的这一结论。     

过热器/再热器异种钢接头热应力分析与坡口改进

异种钢接头的早期失效多发生在垂直管接头轴线方向的焊缝界面上,究其本质是由于在熔合线区碳化物相／基体界面上优先产生了蠕变孔洞,而该蠕变孔洞的形成与其所处区域的应力状态密切相关．本文用有限元法分析了钢１０２／Ｉｎｃｏｎｅｌ８２／ＴＰ３４７Ｈ异种钢接头在工况温度６００℃下,坡口角度的不同对焊缝界面热应力的影响,并对不同坡口形式的焊态残余应力作了实测,提出适度大的坡口角以及改良型坡口接头可提高异种钢接头高温使用性能的观点．     

过热器／再热器异种钢接头热应力分析与坡口改进

异种钢接头的早期失效多发生在垂直管接头轴线方向的焊缝界面上,究其本质是由于在熔合线区碳化物相／基体界面上优先产生了为孔洞,而该蠕变孔洞的形成与其所处区域的应力状态密切相关,本文用有限元法分析了钢１０２／Ｉｎｃｏｎｅ８２／ＴＰ３４７Ｈ异种负接头在工况温度６００℃下,坡口角度的不同对焊缝界面热应力的影响,并对不同坡口形式的焊态残余应力作了实测,提出适度大的坡口角以及改良型坡品接头可提高异种钢接头高温使     

BHW35与20MnMo焊接接头腐蚀行为研究

为了改善BHW35与20MnMo焊接接头的腐蚀行为,对异种金属焊接接头的腐蚀行为进行了研究。常温条件下,将焊接接头分别在不同pH值的NaOH或HCl酸碱溶液中腐蚀456h,观察金属组织,测试损失的质量。通过对焊接接头腐蚀前后金属组织、平均腐蚀速率对比得出:BHW35钢与20MnMo钢异种金属焊接接头在HCl酸溶液中的腐蚀最为严重;焊缝区金属的耐腐蚀性能优于热影响区和熔合区。     

低合金高强钢KMN焊接接头的低温性能

针对离心压缩机叶轮制造用KMN钢的低温工作条件,研究了KMN钢的焊接工艺和焊后热处理技术.通过拉伸试验、低温冲击试验及显微组织观察等手段表征了焊接参数及焊后热处理技术对焊接接头性能的影响.结果表明,在相同的热处理状态下,当线能量为14.4 k J/cm时,焊接接头的性能最好.在线能量相同的情况下,随着回火温度的提高,焊接接头的屈服强度和抗拉强度均有所下降,而低温冲击功先上升后下降.采用E9018-B3L-Ni焊条焊接的KMN钢可满足-50℃低温工况的使用要求.     

40Cr／T10A钢激光预处理后固相焊接工艺优化

进行了40Cr／T10A钢激光表面淬火预处理后实施等温固相焊接的工艺优化试验。结果表明，40Cr／T10A钢待焊接面经激光淬火预处理后，在750～780℃、预压应力20～56．6MPa的条件下，仅需2．5～7．5min短时保温就可实现两种钢的异材固相焊接，接头强度达母材强度，且焊接变形很小。其中以780℃、20MPa预压应力下保温7．5min为较适宜的固相焊接工艺参数，焊后接头强度达母材强度，试样轴向变形仅1．2％。     

疲劳裂纹在Cr25—Ni13/13CrMo44异种钢焊接接头中的扩展行为

采用三点弯曲试样研究了疲劳裂纹在奥氏体/铁素体异种钢焊接接头中的扩展行为与显微组织的关系。测得了疲劳裂纹在Cr25Ni13/13CrMo44异种钢焊接接头中的扩展速率da/dN,并且讨论了疲劳裂纹扩展与显微组织之间的关系。分析实验结果认为,在奥氏体/铁素体异种钢焊接接头中,疲劳裂纹的扩展路径主要受组织韧性的控制。     

T91与12Cr1MoVG异种钢焊接工艺的优化

针对T91钢(马氏体)与12Cr1Mo VG钢(珠光体)异种钢在技术培训、实际焊接生产中的应用,根据生产经验以及相关实验数据,从异种钢的组织、性能、焊接性、操作要点等方面入手,进行了深入、细致的分析,提出了一套行之有效的焊接工艺,并通过实际工艺评定,得到了满意的焊接接头、性能指标,保证了T91与12Cr1Mo VG异种钢管材的焊接质量.     

考虑焊接残余应力的钢桥面板U肋焊接处局部应力分析

为研究正交异性钢桥面板的顶板与U肋焊缝连接处残余应力及与外荷载组合作用下的局部受力特征,针对宽体钢箱梁工程实例,基于热弹塑性有限元法对该焊缝的施焊过程进行了数值模拟,分析了焊接过程中温度场和应力场的变化；以初应力的方法实现了焊接残余应力与外荷载作用的组合。研究结果表明：面板下缘垂直于焊缝方向的残余拉应力峰值接近材料的屈服强度,远离焊缝的区域应力急剧减小,焊趾处的横向残余应力要明显大于焊根处；由面板上缘至下缘,纵向残余应力由压应力变为拉应力,横向残余应力呈现出“拉应力-压应力-拉应力”的交替变化趋势；以初应力的方式考虑残余应力,稳定应力场的相对误差可控制在5.0%以内；自重与二期恒载对焊缝区局部应力场的分布特征和焊根及焊趾处的应力极值的影响不大(1.7%以内)；外荷载中考虑局部对称轮载作用且未考虑焊接残余应力在外荷载作用下的消散情况时,焊根及焊趾处垂直于焊缝的横向应力极大值最大分别可增大10.7%、17.6%；焊接残余应力及与外荷载组合作用下,焊趾及焊根位置处沿面板厚度应力的分布符合“直线+抛物线”的规律。     

Analytical Modelling of Shot-peening Residual Stress on Welding Carbon Steel Surface Layer

The residual stress distribution was studied by an analytical model, due to shot peening on the welding carbon steel surface layer. The initial welding residual stresses before shot peening were taken into consideration in this analytical model. The Hertzian elastic contact theory was used to get the elastic compression stress state after impact on the surface layer. The initial welding stress field and the shot peening stress field would superpose and the welding surface layer would yield based on the elastic-plastic evaluation, then the residual stress after shot peening can be achieved. The influence of initial welding residual stress on the stress distribution after shot peening was analyzed and discussed. A series of experiments were carried out and the residual stress on the welding surface was determined by X-ray diffractometer before and after shot peening. The calculation results of the analytical model are consistent with the experimental results. The critical shot velocities when welding surface layer yielded and reverse yielded were calculated. While the welded joint surface material reversely yielded, the maximum compressive residual stress would not obviously increase with the increase of shot velocity, the thickness of the compressive stress layer would be increased. Welding residual tensile stress can enlarge the thickness of the compressive stress layer at the same shot velocity when reverse yield appeared.     

结构钢焊接残余应力三维有限元分析

对结构钢板对接焊接及腹板与翼缘角焊缝连接的工字型截面梁进行三维有限元模拟,分析了焊接温度场、残余应力分布及残余变形。有限元计算结果与试验结果比较吻合,证实了计算模型的有效性。计算结果表明:焊接热影响区存在较大的三向残余应力,且纵向残余应力大于横向残余应力,对结构局部受力将产生较大影响,但由于焊接残余应力是自平衡的,故焊接残余应力的存在对钢材宏观受力影响不大。     

顶板-纵肋焊接细节残余应力的松弛效应

为了准确把握钢桥面顶板-纵肋焊缝位置的真实拉、压状态和应力比对正交异性钢桥面板（OSD）疲劳寿命的影响,通过建立焊接残余应力与车载应力的耦合应力分析模型,构建焊接残余应力和车辆荷载耦合作用下的应力比、等效应力幅等疲劳参数计算方法,形成了焊接残余应力与车载应力的耦合应力精细化计算方法. 以江阴长江大桥为例,应用该方法,开展车辆荷载和残余应力场对疲劳损伤的定量分析. 案例分析表明,焊缝位置残余拉应力在叠加了以拉应力为主的循环车载应力后,纵、横向应力松弛大小均超过车载应力峰值,出现明显的应力松弛现象,而叠加以压应力为主的循环车载应力后,应力松弛效应不明显;与仅考虑车载应力作用下的焊缝位置应力状态相比,考虑焊接残余应力和车载应力耦合作用之后,压应力循环工况焊缝位置疲劳应力状态发生了本质变化,即由不需要进行疲劳验算的压应力状态变为拉应力状态;拉应力循环工况的疲劳状态虽未改变,但该状态下焊缝位置的疲劳寿命由无限变为有限.     

钢结构焊接残余应力及焊接变形控制技术

为了探究控制钢结构焊接过程变形策略,通过钢板对接方法研究了焊接残余应力及焊接变形.以两块同料、同尺寸钢板对接解析焊接工艺过程,设定常态焊接工艺参数,在焊接钢板上进行焊接横向及纵向残余应力计算,并在焊接过程构建温度场,建立有限元模型,绘制其温度曲线图,探究残余应力变化趋势及分布情况.结果表明,对接焊接钢结构焊缝附近部分残余应力较大,结构残余应力在初始加热时期会呈现较快下降趋势,后逐渐趋于平缓,钢板对接焊接变形主要原因是纵向残余应力过大,可通过平行加热处理降低纵向残余应力的影响.     

厚板焊接中焊接残余应力的分布规律

通过对厚板焊接构进行条形切割解体，从而实测截面上焊接残余应力的大小，并根据统计理论，总结出厚板中焊接残余应力在截面上的分布规律。     

无损测定焊接容器残余应力的电测法

本文研究了无损测定焊接容器残余应力的新方法,它利用Mises屈服准则和塑性理论的流动定律解决了二向应力状态下焊接残余应力峰值的确定。该方法简便、易行,在工程应用上有一定的意义。     

振动时效工艺中残余应力测试方法的探讨

采用四种应力释放方法测定了双道焊板梁在振动处理前后的残余应力值,结果表明,四种方法具有同样的精度。同时阐明了振动时效对降低构件内残余应力具有明显的效果。     

逆焊接处理对不同材料抗应力腐蚀性能的影响

介绍了采用逆焊接加热处理的方法对Q235、16MnR、20g钢等不同材料在酸性和碱性溶液中抗应力腐蚀性能的影响及机理。将每种材料的试件进行加热处理,再用冷却介质只对焊缝处进行快速冷却,从而获得与焊接温度场相反的负温差,降低焊接过程中产生的残余应力。经过350℃处理后的Q235和16MnR钢,在酸性溶液中的腐蚀速率比未处理时分别降低了66.1%和67.9%。实验结果表明,逆焊接加热处理有效的降低了焊接残余应力,并且减缓了应力腐蚀速率,适用于有防止应力腐蚀要求的焊接结构使用。     

残余应力对单轴对称工字梁稳定承载力的影响

对单轴对称工字形悬伸梁、连续梁进行整体稳定试验前,通过截面法测量了截面中的残余应力分布.根据测量结果和简化分布模型,编写了能描述残余应力大小和分布的ANSYS初应力文件,在非线性分析中以此来考虑残余应力对构件整体稳定性的影响.通过比较试验和有限元分析结果发现,考虑残余应力所得的计算结果与试验结果吻合良好,不考虑残余应力所得到的极限荷载与试验值差别较大.试验结果表明:当梁截面中的窄翼缘尺寸较小时,翼缘中残余应力以受拉为主,其端部残余压应力较小,焊接残余应力对单轴对称工字形悬伸梁和连续梁的整体稳定承载力影响很大,主要是提高作用,有限元计算时应该考虑残余应力.对比分析结果表明,文中所用的残余应力分布模型能够模拟试验梁的真实情况.