SUS304与316L不锈钢残余应力试验研究

本文报道了对加工制造波纺补偿器的ＳＵＳ３０４与３１６Ｌ两种不锈钢材料进行残余应力等测定的试验研究结果，并对两种材料的性能及波纹补偿器加工工艺等进行分析讨论。     

SUS304薄板不锈钢的焊接

1993年,我厂承接了一批不锈钢储罐的制作任务,罐体简图见图1,罐体材质为SUS304不锈钢,板厚为1.6mm,整个罐体由筒体和锥体组成,共有两条纵缝和一条环缝。     

合并焊道法对SUS304不锈钢平板对接接头焊接残余应力计算精度和效率的影响

厚大不锈钢焊接接头广泛应用于核电、火电和化工等行业中,焊接残余应力一直是一个被关注的焦点问题。随着计算焊接力学理论的日臻成熟,采用有限元方法来模拟焊接残余应力已经成为了可能。但是由于计算机硬件条件的限制,目前的计算效率还难以满足实际工程的需求。基于ABAQUS有限元软件平台开发高效的瞬间热源模型来模拟板厚为25 mm的对接接头的热输入,并与移动热源模型的计算结果进行比较。为了进一步提高计算效率,基于奥氏体不锈钢母材和相应填充材料的性能特点,尝试采用不同的焊道合并方式来缩短焊接温度场和应力场的计算时间。同时,还采用应力释放法测量板厚25mm、焊道数为17道的平板对接接头的残余应力分布,并将数值模拟结果与实验结果进行比较。结果表明,采用瞬间热源模型可较精确地模拟焊接残余应力的分布和大小,计算时间与移动热源模型相比可以大幅缩短。此外,采用数值模拟方法研究合并焊道法对板厚为75mm的对接接头残余应力计算结果的影响。数值模拟结果表明,焊道合并方式对纵向残余应力的计算结果影响较小。对横向残余应力而言,焊道合并方式对计算精度有较显著的影响,表层焊道合并方式严重低估了表面横向残余应力,而内部焊道整体合并方式虽然略微低估了表面横向残余应力,但能较好地预测接头上、下表面的横向残余应力分布与大小。采用瞬间热源模型再结合焊道合并方式是一种解决厚大焊接接头残余应力计算的有效手段。     

SUS310S不锈钢局部真空电子束焊接接头残余应力及变形研究

作为一种新型焊接方法,局部真空电子束焊接常被用于制造厚大的奥氏体不锈钢焊接接头,而该类接头的焊接残余应力和变形问题受到广泛关注。对板厚40mm的SUS310S不锈钢局部真空电子束焊接的对接接头进行了研究,并利用光学显微镜表征接头的组织形貌,利用显微硬度计测量接头的硬度分布,采用盲孔法装置和三坐标测量仪测量了接头的残余应力与面外变形。同时,基于ABAQUS有限元软件平台,通过编写用户子程序开发了一种复合热源模型来模拟局部真空电子束焊接过程中的热输入。采用所开发的"热-弹-塑性有限元"计算方法,模拟了接头在局部真空电子束焊条件下的残余应力与变形,模拟结果与试验结果吻合良好,验证了所开发的"热-弹-塑性有限元方法"的有效性。同时基于数值模拟结果,还详细讨论了局部真空电子束焊厚板对接接头的残余应力分布与焊接变形特征。     

坡口形式对Q345/SUS304异种钢对接接头残余应力和变形的影响

近年来,异种钢焊接接头在工业应用上越来越广泛。在焊接中、厚板的异种钢接头时,为了获得全焊透接头通常需要在工件上准备坡口。由于坡口处需要填充焊缝金属,因此不同的坡口要采用不同的热输入和焊道布置。理论上而言,不同热输入和焊道布置对焊接残余应力与变形会有影响。采用数值模拟与试验手段相结合的方法研究坡口形式对Q345与SUS304异材对接接头的残余应力与变形的影响。以有限元软件ABAQUS为平台,开发热-弹-塑性有限元数值计算方法来模拟板厚为10 mm的V形和X形坡口Q345/SUS304异种钢平板多道焊对接接头的温度场、应力场和焊接变形。采用盲孔法测量V形坡口接头表面的焊接残余应力;分别采用游标卡尺和三坐标仪测量V形和X形坡口接头的横向收缩和角变形。通过比较可知,不论是焊接残余应力还是焊接变形,计算结果与试验结果都吻合较好,验证了计算方法的有效性。研究结果表明,在Q345母材与焊缝交界处的应力分布均出现不连续的现象,而且接头中SUS304侧的高拉伸残余应力区域明显宽于Q345侧。数值结果表明,坡口形式对纵向残余应力的峰值影响较小,而对横向残余应力的峰值有一定影响。试验和数值模拟结果显示V形坡口接头的横向收缩和角变形明显大于X形坡口接头的值。     

焊接参数对不锈钢件残余应力的影响

主要探讨焊接过程中脉冲参数与氮气含量对奥氏体不锈钢焊件残余应力的影响。试验选用304与310两种奥氏体不锈钢,焊接方法采用钨极惰性气体保护电弧焊,采用盲孔法测量不锈钢焊件残余应力值。试验结果表明,较高的脉冲频率、较小的脉冲间距、较高的振幅比及较高的持续时间比等脉冲参数均可降低奥氏体不锈钢焊件残余应力值。此外,少量添加氮气将会提高焊接热输入量,会造成不锈钢焊件残余应力值的增加。通过试验比对发现,在同一焊接参数条件下,310不锈钢比304不锈钢有较大的残余应力。     

残余拉应力对304不锈钢电化学腐蚀行为的影响

将304不锈钢制成U型弯曲试样并卸载,对卸载后拉伸面的残余应力进行了测试,研究了不同曲率半径(即不同残余拉应力)弯曲试样拉伸面在稀硫酸溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:卸载后U型弯曲试样拉伸面的残余应力为拉应力,残余应力值随曲率半径的减小而增大;随着残余拉应力的增大,试样的致钝电流密度逐渐增大,维钝电流密度也随之增大,钝化膜的修复能力减弱,抗孔蚀能力变差;残余拉应力越大,位错密度越高,腐蚀电流也越大。     

304L奥氏体不锈钢的焊接残余应力热处理去除试验研究

对某低温压力容器用304L钢,焊后去应力退火后焊接组织与性能的影响进行了试验。结果表明,该低温压力容器焊接接头残余应力去除的最佳热处理温度取570℃较为适宜,在该热处理温度下,焊缝金属组织结构基本无变化,焊缝冲击韧度仍维持较高值,并且热处理后焊缝心部的应力得到较充分的释放,残余应力消除约40%。     

304不锈钢半管夹套焊接部位残余应力有限元模拟

半圆管夹套设备最常见的问题是夹套焊接部位开裂引起泄漏。焊接残余应力是重要的影响因素之一。本文利用有限元软件ABAQUS，开发了一个顺次耦合的焊接热应力计算程序，讨论坡口形式、线能量、半管间距等参数的变化对焊接残余应力的影响，得到了半管结构残余应力分布特征，找到了最大焊接残余应力的位置及大小，为半管夹套的安全评定提供参考。     

SUS304与316L不锈钢应力腐蚀试验研究

本文报道了对ＳＵＳ３０４与３１６Ｌ不锈钢两种材料、三种样品应力腐蚀 结果。其结果为加工制造波纹管补偿器合理选材提供了依据。     

SUS304不锈钢管管道的焊接

通过对薄壁钢管直径?89 mm×5 mm(3寸)的不锈钢钢管垂直固定单面焊接双面成形管道焊接技术和焊接材料的论述,解决了焊接制造技术过程中产生的难点,使技术改造顺利进行,提高了生产产量,满足了市场需要,也为润滑油和化工行业提供了一般焊接工艺的典型的范例。     

焊接残余应力对焊接结构的影响

阐述了焊接残余应力产生的原因及其影响因素,分析了焊接残余应力对焊接结构的影响,同时,就如何有效消除焊接残余应力进行了深入的探讨,为焊接残余应力提供了参考依据.     

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。     

不同变形温度和变形速率对SUS316L不锈钢流变应力及金相组织的影响

通过使用Gleeble-1500热模拟试验机,就不同变形温度和变形速率对SUS316L不锈钢流变应力及金相组织的影响进行了分析,并得到了相关规律。     

焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响

在目前的发展过程中,科学技术不断创新,有效促进了工业的发展和完善。而不锈钢和焊接工艺在工业领域中应用非常广泛,逐渐成为关注的重点。不锈钢在焊接过程中会因为焊接工艺效果直接影响焊接质量,同时受到很多因素制约,易发生焊接变形。为了从根本上规避变形问题,需要焊接作业人员加强重视,严格控制焊接工艺。     

钢结构焊接残余应力及焊接变形控制技术分析

焊接是钢结构行业中常用的连接技术,由于其具有非常优良的性能,在钢结构的连接中得到了非常广泛的应用。但是在钢结构实际的焊接过程中,会受到多种因素的不利影响,如果没有对其采取有效的控制措施,就可能导致焊接完成后的钢结构中存在一定的残余应力,甚至可能导致焊接变形的发生,进而影响钢结构的焊接质量。因此,通过对钢结构焊接残余应力的形成原因进行比较深入的分析研究,采取有效的焊接残余应力的控制方法和焊接变形的控制技术,从而确保焊接质量符合相关标准规范的要求。     

不锈钢焊接应力与变形控制分析

详细探讨了如何才能有效控制不锈钢焊接应力和不锈钢焊接变形,并结合角钢梁的组焊这一实例分析了不锈钢焊接应力与变形的控制措施。     

瞬态热拉伸强度对304L不锈钢焊接变形影响的计算分析

薄板焊接极易产生失稳变形,严重影响到薄板焊接结构件的生产效率和制造成本.以304L不锈钢薄板对接焊为研究对象,通过试验观察到马鞍形变形模式,并利用三维光学扫描仪测量焊接面外变形的大小.随后进行热-弹-塑性有限元分析再现焊接变形的过程,测量结果与基于大变形理论的数值计算结果基本吻合,而与基于小变形理论的计算结果差别很大,...     

SUS304不锈钢点焊接头疲劳寿命研究

为了准确预测工程机械上SUS304不锈钢点焊接头的疲劳寿命,提出了一种用于焊点寿命预测的S-N曲线。根据常见的几种点焊接头的结构形式,制备了不同板厚组合的拉剪疲劳试件,通过疲劳试验获取了试件的疲劳寿命数据。利用CT扫描实验获取了准确的焊核直径,建立了试件的有限元模型,并通过光学应变测量试验验证了该模型的准确性。然后,基于Rupp等效结构应力法和疲劳试验数据建立了综合不同板厚组合和载荷比的结构应力-寿命曲线(S-N曲线),并使用Goodman修正法消除了载荷比的影响。最后,建立了振动输送机有限元模型,并进行瞬态动力学分析获取了振槽焊点的结构应力,基于建立的S-N曲线预测了焊点寿命。结果显示,振槽各焊点接头无疲劳问题,存在焊点冗余情况,可以做轻量化设计。     

输电杆塔挂点焊接变形和残余应力仿真分析

降低输电杆塔挂点焊接的变形和残余应力有利于提高输电杆塔挂点低温服役寿命.采用ABAQUS建立输电杆塔挂点有限元模型,采用双椭球热源模型模拟焊接热输入,采用生死单元技术模拟焊接材料的增长过程,考虑材料随温度变化的物理性能参数、辐射散热及对流等因素的影响,对挂点焊接温度场、变形和残余应力场进行数值模拟,分析了不同焊接工艺方...