焊接残余应力对结构性能的影响

以焊接残余应力为研究对象,讨论了残余应力对于结构静强度、疲劳强度、应力腐蚀性和稳定性的影响,指出残余应力的存在不影响结构的静态承载能力,但会促使结构发生脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀断裂、失稳破坏等,应采取措施加以控制或消除。     

辅助热源影响焊接残余应力的研究

采用曲壳单元热弹性有限元法,对ＬＳＮＤ静态低应力无变形焊接控制技术中辅助热源影响焊接残余应力的规律进行了数值模拟。计算结果表明,辅助热源如与焊接热源同时冷却则对焊接残余应力的影响不大,只有焊缝冷却至低温阶段后再冷却的辅助热源才有利于降低焊接残余应力。     

焊接残余应力测试方法的研究

在同一焊接试板同一部位分别用钴孔法及X衍射法测量焊接残余应力,通过分析对比发现钻孔法测试残余应力结果是可信的,而X射线衍射法所测得的残余应力值应减去钢板表面原有的轧制残余应力后才是焊接残余应力。本文还把上述两种方法的测试结果与Masubuchi提出的对接焊缝内纵向残余应力的分布进行比较,提出了工程中估算残余应力的方法。     

机械应力消除法对焊接残余应力的影响

大直径全焊接阀体球阀制造的最后一道工序是焊接,由于采用橡胶圈密封,为防止密封圈的损坏,导致密封性能降低,焊后不能采用焊后热处理消除焊接残余应力。为了控制阀体焊接残余应力,选择机械应力消除法,建立阀体机械应力消除法的加载压力与时间的关系曲线,采用有限元分析和试验相结合的方法,研究机械应力消除法对焊接残余应力的影响。机械应力消除法前后采用盲孔法测量阀体外表面的残余应力。结果表明,采用二维轴对称有限元法可以模拟机械应力消除法过程,机械应力消除法可以降低阀体外表面轴向应力和环向应力的峰值,使残余应力分布更加均匀,可以作为焊后热处理的替代工艺。     

焊接后后热处理对焊接残余应力的影响研究

焊接后后热处理是一种新的降低焊接残余应力的技术,试验采用了焊接后后热处理的方法,对三块Q235试板采用相同的焊接参教分别进行室温正常焊接,300℃,500℃预热焊接并进行焊后保温,然后在用小盲孔法测量焊接残余应力.我们通过对所得数据分析后,发现进行后热处理的试板焊接残余应力大大的降低了,并且后热处理的温度越高,焊接残余应力降低的幅度越大.试验证明焊接后后热处理能够有效的降低焊接残余应力,提高焊接的性能.     

水下潜器结构的焊接残余应力研究现状

水下潜器结构在焊接过程中会产生残余应力,对水下潜器结构的安全性能带来一定的影响。然而焊接过程是一个极为复杂的过程,它是综合了热学、力学和冶金学等多门学科,要准确预测焊接过程出现的残余应力存在很大的技术难度,这也是许多国家亟待突破的技术难点之一。文章从焊接焊缝和厚板焊接两个方面论述了水下潜器结构的焊接残余应力研究现状。     

焊接接头残余应力分析

利用光弹性模拟试验技术，对常用的几种焊接接头的残余应力分布规律进行了研究，为进一步分析焊接结构的残余应力分布规律打下了基础。     

焊接残余应力的形成和对策

研究发现焊接残余应力对结构件的承载能力、加工精度、尺寸稳定性等有很大影响,因此消除残余应力势在必行。根据焊接残余应力的形成机制,提出了合理地降低及消除焊接残余应力的措施。降低和消除残余应力的方法可归结为两大类:一种就是通过热作用来消除,另一种是通过机械作用来消除。     

焊接残余应力的试验研究

工程中很多机械结构都采用焊接技术连接,然而焊接后焊缝附近会产生残余应力,削弱被连接件强度.利用应变电测技术,采用钻孔和超声冲击相结合的方法,对自制锰钢钢板焊接件焊缝附近多个测点的残余应力进行试验研究,得出超声前后测点三个方向的应变变化值,计算得出测点主应力变化情况,再利用第三强度理论得出等效应力进行分析.试验结果表明,利用钻孔和超声冲击相结合的方法,可以大幅度削减焊缝附近的焊接残余应力的峰值,进一步验证了钻孔及超声冲击相结合在工程上应用的可行性,为工程实践及研究性实验教学的开展积累了经验.     

强化应力及预强化处理对平板焊接残余应力的影响

根据06Cr19Ni10奥氏体不锈钢材料的室温拉伸试验结果,采用ANSYS有限元软件对不同屈服强度下平板焊接过程及焊后强化过程进行了数值模拟分析。结果表明,焊后强化并不能完全消除焊接残余应力,但可以显著改善焊接残余应力的分布;对不同强化工艺下平板的焊接残余应力进行比较,指出对材料进行预强化处理更有利于改善焊接残余应力。模拟分析结果可为应变强化工艺参数筛选提供一定的参考。     

超声法焊缝残余应力检测技术研究

文中基于声弹性理论,研究临界折射纵波(Critically Refracted Longitudinal wave,LCR wave)残余应力检测原理,通过超声波传播速度的变化,反映出构件表面和内部的残余应力,从而验证采用LCR波检测构件中残余应力的关键技术,具体包括LCR波的激发、接收和后续处理。设计并制作了基于声时的残余应力检测实验系统。声时是整个测量系统中的关键量,其测量水平决定残余应力的测量精度。在实现过程中采用"一发一收"的探头布局模式,通过测量固定长度上声时传播的变化,分析残余应力的分布情况。     

焊接残余应力引起铣削加工变形的研究

焊接过程会产生残余应力,铣削加工后焊接残余应力释放和重新分布对铣削变形产生很大影响.为了研究残余应力释放和重新分布规律,采用有限元方法以最小焊接残余应力作为初始应力对铣削加工进行了数值模拟,获得了焊接试验件铣削加工残余应力和变形,并对焊接残余应力释放和重新分布以及加工变形进行了分析.     

水工钢结构焊接残余应力有限元模拟分析

采用有限元数值计算方法模拟了钢结构在焊接过程中产生的残余应力和变形特性,采用了双线性弹性-塑性模型、Von Mises屈服准则,和增量原理处理焊接过程中的材料非线性问题,建立了热-结构耦合有限元模型和方法。数值仿真结果表明,采用单元生死处理方法对于模拟多道焊缝问题是有效的。     

对动臂焊接残余应力时效处理的研究

为推广新消除应力的工艺方法来提高焊接结构件的质量及寿命,对动臂进行时效处理后采用盲孔法验证应力处理效果,同时关注时效处理后应力释放对动臂关键尺寸的影响,以及对比自然时效与振动时效对动臂尺寸稳定性的影响。     

焊接顺序对横向止挡焊接残余应力及变形的影响

采用数值模拟及试验手段相结合的方式研究焊接顺序对横向焊接止挡焊接残余应力及焊接变形情况的影响。基于Sysweld软件平台,对横向止挡焊接温度场及应力应变情况进行计算,并设置两种定位焊顺序及两种组焊顺序,通过排列组合方式得出四种焊接方案。通过数值模拟及试验对比发现,对于应力情况,定位焊接顺序对焊接残余应力的分布影响很小,而组焊接的焊接顺序对横向止挡最大残余应力的影响起主要作用。从变形情况来看,横向止挡X、Z方向的变形量最大,变形量1.2 mm左右,横向止挡Y方向的变形最小,变形量0.5 mm左右。采用方案四的焊接方法能够有效控制焊接残余应力及焊接变形。