随焊碾压防止铝合金焊 接热裂纹的云纹模拟和试验研究

本文提出了一种新的防止铝合金焊接热裂纹方法－－随焊同步碾压法，阐述了其原理，用云纹法模拟了随焊碾压产生的应变场，并进行了随焊碾压防止铝合金焊接热裂纹的试验研究。研究结果表明，随焊碾压可有效地防止铝合金的焊接热裂纹。     

不锈钢焊接凝固裂纹应力应变场数值模拟结构分析

对不锈钢凝固裂纹的驱动力邓熔池尾部应变场进行了模拟。首先,通过单元再生方案,消除了焊接构件中熔池有对熔池尾部应力应变场的影响。其次,通过加大材料的线膨胀系数,２了凝固收缩对熔池尾部应力就变场的影响,最终得到了各种条件下的焊接应力－应变场。引外,本文将机械庆变随时间变化绵关系曲线处理成机械应变随温度变化的关系曲线,从而获得了凝固裂纹驱动力,为凝固裂纹驱动力,为凝固裂纹的预测奠定了基础。     

不锈钢焊接凝固裂纹应力应变场数值模拟结果分析

对不锈钢凝固裂纹的驱动力即熔池尾部应变场进行了模拟.首先,通过单元再生方案,消除了焊接构件中熔池变形对熔池尾部应力应变场的影响.其次,通过加大材料的线膨胀系数,考虑了凝固收缩对熔池尾部应力应变场的影响,最终得到了各种条件下的焊接应力 -应变场.此外,本文将机械应变随时间变化的关系曲线处理成机械应变随温度变化的关系曲线,从而获得了凝固裂纹驱动力,为凝固裂纹的预测奠定了基础.     

一种防止高强铝合金焊接热裂纹产生的新方法

从焊接热裂纹产生的力学角度出发，首次提出了防止焊接热裂纹产生的焊缝有两侧随焊同步碾压法，并阐述了该法的基本原理，在自行研制的ＨＮＪ－１型焊接同步碾压机上，研究了该法对防止高强铝合金ＬＹ１２ＣＺ焊接热裂纹的有效性，理论分析和大量试验结果一致表明，采用这一新方法可以有效地防止高强铝合金ＬＹ１２ＣＺ焊接热裂纹的产生。     

管对接全位置焊应力应变场三维有限元数值分析

基于有限元分析软件ANSYS,对SA335 P91钢管全位置对接打底焊温度场和应力应变场进行了三维数值模拟.建立了焊接瞬态温度场和应力应变场三维移动热源模型,得到了全位置焊时左右焊道交汇处(90°)的瞬态轴向应力和环向应力分布以及应力应变随时间变化的规律:在闭合小孔区内表面的轴向和环向应力均为拉伸应力,且环向应力比轴向应力大,并有明显的边缘应力效应;该处在高温凝固阶段的瞬态应力随小孔停留时间的延长和焊接电流的增大而减小,而其应变的变化则随之增大,这是造成打底焊时在小孔闭合区容易产生凝固裂纹的主要原因.     

随焊锤击防止薄板焊接热裂纹的工艺研究

针对焊接时薄板构件产生焊接热裂纹倾向大的缺点，从力学角度出发，采用随焊锤击的焊接新工艺，并利用试验和测试技术，来达到防止薄板焊接热裂纺的目的，开辟了一条解决焊接热裂纹的新途径。讨论了随焊接锤击防止热裂纺的基本原理，对比了常规焊条件下和随焊锤击工艺条件下，试件的裂纹率情况，试验结果表明：随焊锤击能够有效地防止焊接热裂纹的产生。     

焊接接头裂纹尖端应变场的云纹干涉法

以海洋平台用钢Ａ５３７采用ＬＢ５２ＮＳ焊条施焊的高匹配中心裂纹试件为例，本文引入一种新的光力学方法－反射式贴片云纹干涉法及其剪切技术，对该方法的基本原理与试验技术进行了系统论述，并结合小型宽板拉伸试验成功地应用于接头裂纹尖端应变场的测试，由于该方法有高灵敏度（虚栅频率≥６００Ｌ／ｍｍ）和极宽的可调量程，对横向应变场的测试更为有利。     

爆炸焊驻点近区应变场分析

采用理想流体对称碰撞模型沿流线研究了驻点近区的自然应变分布规律。计算结果表明，爆炸焊接驻点的应变为无穷大；在驻点附近5倍射流厚度范围内应变完成了突变。     

LD10铝合金随焊碾压工艺的有限元分析

焊接过程产生的焊接应力和变形,不仅影响焊接结构的制造过程,而且还影响焊接结构的使用性能。本文基于LD10铝合金薄板焊接构件的特点,利用有限元模拟软件Marc,综合考虑焊接热源、材料空气散热系数、焊接与冷却时间、碾压力等边界条件,建立了LD10工件的随焊碾压有限元模拟模型。通过模拟其焊接过程,对比了常规焊接和随焊碾压工艺条件下,薄板的残余应力与应变情况,比较不同的碾压参数下焊件的残余应力与应变,确定了碾压力及压下量对焊接残余应力的影响。在此基础上明确了随焊碾压控制焊接残余应力应变的力学机理。     

随焊旋转挤压控制焊接热裂纹试验分析

介绍了随焊旋转挤压法的基本工作原理及其对焊接残余变形的控制效果.以高强铝合金2A12T4为研究材料,对随焊旋转挤压控制焊接热裂纹进行了试验研究和机理分析.结果表明,在合适的工艺参数下,该方法能够有效抑制铝合金焊接热裂纹的产生和扩展.挤压头与焊枪的距离和其对工件的垂直压力是决定焊接热裂纹控制效果的两个重要参数.随焊旋转挤压控制焊接热裂纹的机理是基于对起弧端热裂纹的压合和对焊件回转变形的拘束作用.     

随焊冲击碾压整形对低匹配等承载接头硬度与残余应力的影响

随焊冲击碾压整形(weld shaping with trailing impact rolling,WSTIR)是一种能够降低应力变形、提高承载能力的随焊整形新方法.分别对原始焊态的低匹配等承载接头与随焊冲击碾压整形的低匹配等承载接头进行了硬度试验和残余应力试验.结果表明,随焊整形等承载接头焊缝表面、焊趾处表面的硬度显著高于原始焊态等承载接头的硬度,说明随焊冲击碾压整形对接头承载的关键区域有加工硬化的效果;随焊整形低匹配等承载接头各点的纵向和横向残余应力明显低于原始焊态等承载接头相应位置的纵向和横向残余应力,甚至在随焊整形接头的焊缝中心以及焊趾附近纵向均出现了残余压应力,残余压应力的引入必然能显著地提高低匹配接头承载能力.     

焊接变形的控制和预防

焊工常常要面对焊接变形问题(焊接电弧产生的热量引起的基板变形).产生焊接变形的原因有多种,最关键的因素并不是结构问题.在此借助于焊接变形定义,提供多种焊接方式引起的焊接变形实例及其控制方式,介绍了焊接变形的各种控制方法.     

Controlling delayed cracks in welded joints of MCQTT steel by welding with trailing impacting and rolling

30CrMnSi,one kind of the medium-carbon quenching and tempering steel(MCQTT),has been widely utilized in some industrial fields.However,just like some other MCQTT,this kind of steel also faces such prob...     

Mechanism of biaxial pre-stress method on welding residual stress and hot cracks controlling

Based on the conventional uniaxial pre-tensile stress method during welding, this study presents a new method of welding with biaxial pre-stress. With the help of numerical simulation, experiments were carried out on the self-designed device. Except for the control on residual stress and distortion as-welded, the experimental results also show its effect on the prevention of hot cracks, thus this method can make up for the disadvantage of the conventional pre-stress method. Hot cracks     

Finite element analysis of welding distortion control by trailing intense cooling

0　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｅｌｄｉｎｇｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎａｓｅｒｉｏｕｓｐｒｏｂｌｅｍａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｍａｄｅｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｔｈｉｎｓｅｃｔｉｏｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ.Ｗｅｌｄｉｎｇｉｎｄｕｃｅｄｂｕｃｋｌｉｎｇｃａｎｌｅａｄｔｏｌｏｓｓｏｆｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｉｎｔｅｇｒｉｔｙ.Ｓｏｈｏｗｔｏｃｏｎｔｒｏｌｗｅｌｄｉｎｇｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｈａｓａｌｗ…     

螺旋焊管焊缝噘嘴应力分析方法

螺旋焊管焊缝噘嘴问题是复杂的三维问题,国际上目前尚无现成的应力计算公式可以利用。作者建立了螺旋焊缝噘嘴应力分析的力学模型,在直焊缝噘嘴应力的理论解基础上。通过理论分析和有限元数值分析,提出了螺旋焊管焊缝噘嘴附加弯曲应力和焊缝噘嘴部位最大应力的显式解。给出了螺旋焊管焊缝极限噘嘴高度的计算公式,为螺旋焊管质量控制和安全性评定提供了理论依据。     

随焊冲击碾压整形新方法及等承载接头拉伸与疲劳性能

提出了随焊冲击碾压整形方法（weld shaping with trailing impact rolling,,WSTIR）,并研制了一套随焊冲击碾压整形装置．对随焊整形后低匹配等承载接头（equal load-carrying capacity,ELCC）进行了拉伸试验和疲劳试验．结果表明,随焊整形后接头拉伸均断裂在近焊趾的母材处,断裂应力均达到母材的抗拉强度;随焊整形后接头的疲劳寿命明显大于原始焊态接头,由于随焊整形接头焊趾处圆弧过渡降低了应力集中,进而提高了随焊整形接头的疲劳承载能力．拉伸与疲劳试验说明随焊冲击碾压整形后的平余高低匹配接头达到了等承载的要求．这种随焊整形方法将有力地推动低匹配等承载接头设计方法在工程实际的应用．     

热轧高强钢残余应力调控技术的研究现状及展望

残余应力是导致材料畸变、应力腐蚀以及疲劳性能降低的主要因素。其影响因素复杂,力学加工、温度变化和组织转变都能够直接改变材料内的应力分布并影响其服役性能,因此,残余应力一直以来都是材料研发、制备及应用领域极具挑战性的重要研究方向。受残余应力表征技术的制约,钢铁行业在该领域的研究相对滞后,使畸变、应力腐蚀等成为游离于钢铁产品质量管控体系之外的不可控因素。从残余应力三维表征技术出发,围绕残余应力问题最为突出的热轧板带生产流程,探讨了组织转变和力学冶金过程的塑性行为及其对残余应力的影响,展望了残余应力调控的工艺优化方向和技术发展趋势。