喷熔修形后的焊接接头残余应力有限元分析

采用Ni60合金粉末对Q235B钢焊态十字接头进行了氧—乙炔火焰喷熔处理,同时进行了高频疲劳试验.分析认为喷熔修形改善了焊接接头的几何外形.喷熔修形态十字接头在2×106循环周次下的疲劳强度比原始焊态提高了64.5%.基于氧—乙炔火焰喷熔工艺参数,采用ANSYS12.0软件对喷熔过程进行了热-应力耦合的有限元模拟,分析...     

残余应力释放工艺对T形接头焊接残余应力及疲劳寿命的影响

为探究过载处理与热处理工艺对T形接头焊接残余应力释放及其作用下疲劳寿命的影响,对T形接头焊接过程进行有限元模拟,揭示了焊接残余应力分布特征及其对焊后疲劳寿命的影响规律,分析了过载处理与热处理对焊接残余应力释放效果及疲劳耐久性的影响,进一步探究了保温时间与热处理温度对T形接头焊接残余应力影响。结果表明：采用过载处理与热处理方法,T形接头焊接残余应力分别降低了63.8%与61.0%,其疲劳寿命分别延长了1倍与5倍;焊接残余应力的释放主要发生于热处理开始阶段,保温阶段残余应力的释放较小,冷却阶段残余应力有略微反向增大。为利于释放焊接残余应力,建议在冷却阶段严格控制构件均匀降温;焊接残余应力随热处理温度提高而减小,且保温时间对焊接残余应力影响不太明显。     

某型炮塔T形接头焊接残余应力分析

某型铝合金炮塔侧面装甲板底部出现裂纹,裂纹对装备的使用寿命具有一定影响。利用有限元软件ANSYS,采用间接耦合方法对T形接头进行焊接模拟,分析焊接对裂纹产生的影响。在焊接过程中,炮塔侧面装甲板在厚度方向上受热不均匀,热影响区焊接变形受到约束,冷却后侧面装甲板在厚度方向上横向残余应力较大容易导致层状撕裂。仿真结果与实际情况相近,为分析炮塔裂纹产生原因提供了指导。     

焊接顺序对T形接头残余应力和变形的影响

采用有限元热弹塑性分析方法对T形接头不同焊接顺序的残余应力和变形进行模拟.有限元模型中选用三维实体单元,分析了材料物性参数随温度的变化和对流、辐射散热的影响.运用单元生死技术模拟T形接头多道焊接过程,获得了不同焊接顺序T形接头焊接温度场和残余应力、变形场,并对计算结果进行了分析.结果表明,焊接顺序对T形接头的残余应力和...     

钛合金T形接头电子束焊接残余应力数值模拟

建立了钛合金T型接头电子束焊接温度场和应力场的数值计算模型,利用大型有限元软件MSC.Marc对焊接过程进行了数值模拟。模拟过程采用高斯面热源和椭球体热源叠加的组合型热源模型。对所得模拟结果,分别分析了三向残余应力在不同方向上的分布曲线,分析认为,纵向应力表现出较大的数值,最大值可达750 MPa。通过X射线衍射的方法测量了焊接试件的横向残余应力,并与数值模拟结果进行对比,结果显示二者符合良好。     

逆焊接消除焊接残余应力工艺及机理研究

逆焊接加热处理是一种新的调整焊接残余应力的方法．它可以降低在焊接过程中产生的拉伸残余应力。采用三种石油化工常用钢材20R、Q235、1．25Cr-0．5Mo制成焊接试样,进行逆焊接加热处理。通过对所得数据分析发现,逆焊接加热处理能够有效降低材料焊接产生的残余拉应力。当温差足够大时,可在被处理表面形成双向压缩残余应力层。     

拘束状态下焊接工艺对T23钢管焊接接头残余应力的影响

在拘束和无拘束条件下,采用盲孔法对不同焊速和热处理温度下T23钢管的焊接接头进行残余应力分析。结果表明,外部拘束增加了焊接接头的残余应力。在其他条件相同的情况下,提高焊速有助于减少接头的残余应力。同时,焊后热处理可以有效降低残余应力,T23钢管焊后热处理温度以(740±10)℃最佳。     

TIG熔修对7N01铝合金焊接接头疲劳性能的影响

采用焊条电弧焊的方法对7N01铝合金焊接试板进行TIG熔修,对熔修前后的试件进行疲劳寿命测试,并对焊接接头的显微硬度变化进行测试,采用扫描电镜对疲劳断口进行显微形貌分析,并对疲劳源区缺陷进行XRD成分检测.结果表明,TIG熔修对焊趾应力集中的降低有限,还可能引入新的焊接缺陷成为疲劳裂纹源;同时TIG熔修使得焊接区域经受二次加热,沉淀强化相的形态和重新分布造成接头组织弱化,降低了焊接接头抵抗疲劳裂纹扩展的能力,多方面作用的结果是:经TIG熔修后铝合金焊接接头疲劳寿命略有降低,所以对于7N01高强铝合金对接接头单纯采用焊趾TIG熔修的方法提高疲劳性能不具备可行性.     

钛焊接接头的残余应力

纯钛在海洋环境中具有优良的耐蚀性和耐生物附着性。用于凝汽器的海水冷却管在船舶上使用涉及到纯钛焊接板骨架构件的船舶结构材料时，其焊接残余应力对疲劳强度、压曲强度的评价很重要。即在疲劳行为上，拉伸的残余应力呈现出使平均应力增大的相同效果，从而使测得的疲劳强度偏低。对角焊焊接的板骨结构，焊接部位存在着残余应力，与之平衡在所围骨架的板中央附近产生了压缩残余应力，这种残余应力使压曲负载下降。但对纯钛的焊接接头残余应力缺乏研究，因此，日本学者为了评价纯钛焊接构件的疲劳、压曲强度，对纯钛的焊接接头残余应力进行…     

焊接残余应力在热处理过程中的演变

利用有限元法,对Q345R钢焊后热处理进行模拟分析.结果表明,焊态残余应力在焊缝和热影响区具有较高的应力水平,远离焊缝热影响区,应力逐渐降低.热处理后,残余应力降低了近60%,最大值位于热影响区浅表区域.热处理不仅使应力降低,同时使得应力发生再分布,母材热处理后应力增加.热处理过程中,随着温度升高,屈服强度降低,材料发...     

TIG重熔工艺对焊缝区残余应力的影响

为了研究TIG重熔焊缝工艺对焊接构件焊缝处的残余应力的分布及大小产生的影响，采用X射线衍射技术，测量焊接试板的焊缝TIG重熔前后不同部位的残余应力值；测试结果表明TIG重熔焊接可以使焊缝上残余应力分布趋于均化，对焊缝上纵向残余应力改善效果不明显，而对横向残余应力具有明显的改善效果，对于降低焊缝处应力集中，提高焊接件使用寿命很有帮助。     

焊后热处理对P92钢管道焊接残余应力场的影响

采用红外热成像仪测量了P92钢管道在焊接过程中的温度场分布,由此获得P92钢焊接过程的温度循环曲线;采用有限元方法模拟了P92钢管道多层多道焊的整个焊接过程,获得焊接温度场分布,与P92钢焊接温度场实测结果吻合良好,验证了模拟计算的准确性;采用间接法,利用温度场结果计算了P92钢管道环焊缝焊接形成的残余应力场,并重点分析了焊后热处理前后的焊接残余应力变化情况.结果表明,焊后热处理对P92钢管道焊接残余应力具有明显的消除作用,但不能完全消除,焊缝中依然存在较大的拉伸残余应力.     

2195-F态铝锂合金TIG焊和FSW焊后残余应力分析

采用盲孔法和压痕法,分别对2195-F态铝锂合金手工TIG焊和FSW焊后残余应力进行测量. 结果表明,盲孔法的测量值普遍高于压痕法. 两种焊接方法,近焊缝区的纵向应力均高于横向应力;横向应力整体表现为压应力或小于50 MPa的拉应力;纵向应力在热影响区附近表现为大于焊缝的拉应力. 焊缝区附近,手工TIG焊纵向残余应力大于FSW,且纵向残余应力表现为较大的拉应力,最大值接近于接头的屈服强度;焊缝区外,手工TIG焊和FSW残余应力值相差不大,其横向残余应力基本表现为很小的拉应力或者压应力.     

不同条件下的振动焊接残余应力

设计不同振动焊接参数下平板表面堆焊试验,研究焊接热输入、振动加速度对焊接残余应力的影响,并对焊缝进行TEM观察.结果表明,在较小焊接热输入(22.8kJ/cm)时,残余应力随着振动加速度的增大而减小,且趋势明显;在中等焊接热输入(26.6 kJ/cm)时,残余应力在10 m/s2的振动加速度下残余应力最小;而对于较大焊接热输入(31.6 kJ/cm),残余应力在加速度为15 m/s2时有明显下降.残余最大主应力的方向较接近于平行于焊缝方向.采用15 m/s2振动加速度时,残余横向应力和残余最小主应力在三种热输入下较常规焊接时的应力降低幅度均超过30%,振动降低残余应力的效果明显.对不同条件下焊缝组织的微观结构分析显示,在一定热输入条件下,振动降低了位错密度.     

焊趾TIG重熔对转向架用P355NL1钢对接接头残余应力的影响

采用X射线衍射法对转向架用P355NL1钢对接接头的残余应力进行了测试。研究T IG重熔处理对单面焊双面成型和封底焊对接接头残余应力的影响。结果表明,TIG重熔处理对降低单面焊双面成型接头焊趾处纵向残余应力有显著影响,但会提高封底焊接头焊缝和焊趾的纵向残余应力。单面焊双面成型接头焊态横向残余应力值总体大于封底焊焊态接头横向残余应力。焊趾T IG重熔增加了单面焊双面成型对接接头焊趾区域横向压应力值,但对封底焊接头焊趾处横向残余应力没有影响。     

Study and practice of decreasing residual stress with residual heat of casting

A new technique for reducing the residual stress within a casting by using of the residual heat in the casting is presented. The new technique has been applied by Guangxi Yuchai Machinery Company Limited and the result shows remarkably applicable. The casting＇s residual stress can be reduced to less than 60 MPa while the saving in energy can be about 101 .1 kW-h per ton of castings, as compared with traditional technique.     

平整轧制过程工艺参数对带钢残余应力场的影响

应用非线性有限元软件ABAQUS对平整轧制过程进行二维建模仿真,计算并分析轧辊与带钢间接触摩擦润滑条件、前后张力、压下率、工作辊辊径等工艺参数对平整轧制后带钢厚度方向上纵向残余应力分布的影响。仿真结果表明,轧辊与带钢间接触摩擦润滑条件对带钢厚度方向上的纵向残余应力的分布形式与数值影响很大;压下率与工作辊辊径对带钢厚度方向上的纵向残余应力的数值有一定影响。在轧机前后张力相同时,张力值的大小对带钢厚度方向上的纵向残余应力的分布形式与数值影响很小,可以忽略不计;在轧机前后张力不同时,其差值对带钢厚度方向上的纵向残余应力的数值影响很大,不能忽略。     

焊接残余应力磁弹性法测试研究

以巴克豪森噪声(Barkhausen Noise)为原理,采用频率20～70 kHz,测试深度为0.07 mm的STRESS-CAN500C磁弹性应力仪,测量了压力容器用16MnR钢焊后以及焊后热处理的残余应力(包括焊缝、熔合区、热影响区),研究了残余应力的形成、不同区域的分布.结果表明:平行于焊缝的残余应力大于垂直焊缝的残余应力;丁字焊接区产生应力极大值.选择550℃×3 h作为焊后热处理的工艺,其残余应力是屈服强度的20%.     

高频感应加热处理对2219铝合金TIG焊接接头残余应力的影响

采用变极性TIG焊接方法焊接8 mm厚2219铝合金板材,利用高频感应加热技术对焊接接头分别进行90 ℃,140 ℃,190 ℃的热处理。热处理前、后采用X射线衍射法测试2219铝合金TIG焊接接头残余应力,分析了接头的微观组织与力学性能。结果表明,经140 ℃,190 ℃热处理后,焊接残余应力下降趋势明显,经90 ℃热处理后,残余应力下降幅度较小。与未热处理接头相比,经高频感应热处理后,焊接接头的微观组织、拉伸性能与硬度分布无明显变化。     

中厚板在矫直后的残余应力分布分析

残余应力是影响矫后中厚板平直度的主要因素.通过有限元软件ANSYS/LS-DYNA对中厚板矫直过程的模拟,揭示了轧件矫后在长度、宽度方向上不同的纵、横向残余应力分布状态,提出了矫直辊应采取相应的调整方案,以使残余应力的分布均匀化.