振动时效时间对激光-MIG电弧复合焊铝合金焊接接头残余应力的影响

焊接是轨道车辆铝合金车体组装过程中的关键技术,焊接过程中不可避免地会产生焊接残余应力,残余应力的存在会影响接头的疲劳强度和结构的稳定性,因而研究消除和改善焊接接头残余应力的方法具有重要意义。通过对比轨道车辆用6005A铝合金焊接接头在不同振动时效时间条件下残余应力的变化情况,分析了不同振动时效时间对铝合金焊接接头残余应力的影响。结果显示,焊接后铝合金接头存在高残余拉应力,而振动时效可以有效降低残余拉应力的峰值,并能使铝合金焊接接头残余应力均匀化,振动时效时间为20 min时消除应力效果最好。     

爆炸法消除焊接残余应力对焊接接头力学性能的影响

采用70mm厚16MnJ对接试板,研究了焊后和爆炸消除应力后两种状态焊接接头冷弯、拉伸、硬度、冲击和疲劳等力学性能的变化。结果表明:爆炸法消除焊接应力不会降低焊接接头的上述力学性能。     

焊接钢桥几个值得研究问题的探讨

根据钢桥研究中一些试验结果(大多未公开发表),总结分析焊接钢桥几个值得研究的理论问题,包括高速列车运行条件下桥梁焊接接头的力学行为、焊接接头韧性及其在断裂控制中的作用、焊接接头材质性能不均质性的分析和控制、结构的应力集中和材料的应力集中敏感性、焊接残余应力及其控制,以供今后钢桥焊接技术的发展作一参考.     

焊接残余应力对焊接接头蠕变性能的影响

应用大型有限元分析软件ABAQUS及其RESTART功能,建立了焊接温度场模型、残余应力场模型和蠕变分析模型.使用焊接残余应力作用下蠕变的顺次耦合有限元计算方法,对Cr5Mo加热炉炉管焊接接头残余应力和蠕变进行了数值模拟.计算方法为掌握复杂的焊接残余应力对高温炉管焊接接头的蠕变影响奠定了基础.比较了考虑焊接残余应力和仅承受内压两种工况下的炉管接头蠕变情况.结果表明,虽然焊接残余应力在短时间内松弛,但焊接残余应力决定了炉管的蠕变变形,焊接残余应力是影响炉管蠕变的重要因素.     

金属焊接性能的不均匀性及其尺度效应研究

金属材料的焊接,特别是采用高能束焊接中的大梯度热效应导致的焊接区域产生极大的组织和力学性能不均匀性及大梯度残余应力,形成了极其复杂的耦合作用区,从而使得针对其焊接接头组织与性能分析成为极其重要的基础科学问题.开展大梯度组织性能与大梯度残余应力对焊接接头行为影响的研究,涉及到与大梯度组织性能、焊缝及热影响区(HAZ)尺寸、大梯度残余应力复合影响.然而时于这种带有大梯度特性的焊接接头行为的研究远没有达到像对均匀材料研究那样全面和深入,尤其是在高能束焊接接头这种集大梯度组织,力学性能不均匀,大梯度残余应力,焊缝与HAZ尺寸因素于一体的服役行为将是需要深入探讨和研究的前沿课题.     

工艺参数对压力容器异种钢接头残余应力的影响及优化分析

为明晰焊接过程产生的残余应力对核电压力容器管道疲劳裂纹扩展和结构断裂失效的影响,优化焊接工艺,从而减小残余应力,借助了Ansys和Isight软件,以核电压水堆一主回路焊接接头焊缝区域为研究目标,利用“生死单元法”进行多层多道焊条件下温度场的模拟,同时利用DOE方法探究焊接结构参数与焊接产生的残余应力间关联关系,得出压力管道异种金属焊接接头残余应力分布规律,明晰了主要工艺参数对结构残余应力的影响机制。结果表明,环向残余应力是压力容器管道焊缝结构发生破坏的直接因素,减小焊接残余应力应增大焊接处的坡口角度和接头内外径差值。     

铁路快捷货车焊接转向架典型接头疲劳性能研究与应用

采用三点弯曲疲劳试验和断口微观分析等方法对焊态(不做工艺处理)和焊后经不同处理的快捷货车焊接转向架的典型焊接接头疲劳性能进行研究。研究结果表明:全熔透T型接头焊态的疲劳强度为146.25 MPa,焊趾经打磨处理后接头的疲劳强度为165.75 MPa,焊趾经喷丸处理后接头的疲劳强度为180.45 MPa,焊趾经打磨+喷丸处理后接头的疲劳强度为203.75 MPa。通过焊后对焊趾进行打磨、喷丸以及打磨+喷丸处理,可有效改善接头焊趾部位的应力集中,并使焊趾处表面拉应力变为压应力,显著提高T型全熔透焊接接头的疲劳强度。     

激光电弧复合焊接顺序对304不锈钢T形接头影响的模拟试验分析

建立304不锈钢T形接头三维有限元模型,研究激光电弧复合焊接顺序对304不锈钢T形接头热变形及残余应力的影响. 采用高斯面热源加高斯锥形体热源组合的热源模型,模拟激光电弧复合热源,并通过304不锈钢激光电弧复合堆焊工艺试验验证数值模拟激光电弧复合焊接过程的可靠性. 结果表明,焊缝截面熔池形貌的数值仿真结果与焊接工艺试验结果吻合较好,该热源模型能有效模拟激光电弧两种热源的复合作用. 确定多种焊接顺序方案,分析不同焊接顺序下T形接头温度场、残余应力和热变形情况,激光电弧复合焊接顺序对T形接头残余应力及热变形均有影响,通过对比不同顺序下残余应力值及热变形量发现,顺序焊接能有效减小焊接残余应力,同时反向焊接产生的热变形量最小. 综合分析,不锈钢T形接头顺序反向焊接的效果最佳.     

高Cr马氏体耐热钢焊接接头Ⅳ型蠕变断裂研究进展

Ⅳ型蠕变断裂是焊接接头细晶区在高温、低应力下发生的沿晶脆性断裂,对高Cr马氏体耐热钢焊接接头的高温蠕变性能具有重要影响.本文详细分析了 Ⅳ型蠕变断裂过程中的组织转变、断裂机理以及接头的组织变化、多轴应力状态和焊接残余应力对其蠕变性能的影响,并提出了相应的控制措施.同时对现阶段关于高Cr马氏体耐热钢焊接接头Ⅳ型蠕变断裂的研究中存在的问题及盲点进行了分析与概括.     

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…     

分段焊的焊接顺序对T形接头残余应力场的影响

在利用单元死活技术以及椭球形移动热源模型分析T形接头焊接温度场的基础上,利用数值模拟的方法研究了分段焊的焊接顺序对T形接头焊接残余应力场的影响.结果表明,分段焊不仅可以增加焊缝整体的残余低应力的区域,而且采用先焊两端后焊中间的方法可以有效地降低先焊区域的焊接残余拉应力.对于先焊焊段上的某点来说,到中间焊段两端的距离越小,焊接残余应力的降低效果越明显;中间焊段的收弧区降低先焊焊段残余拉应力的效果要优于起弧区.     

不锈钢地铁车顶典型焊接接头有限元分析

针对不锈钢地铁车顶结构中的四种类型MAG焊典型焊接接头进行试验和有限元模拟分析。基于热-力完全耦合理论和热弹塑性有限元方法,利用大型有限元分析软件ABAQUS求解焊接过程中和焊后的温度及应力,模拟研究不锈钢地铁车顶典型焊接接头的温度场、应力场的演化行为以及残余应力的分布规律,并进行相应的焊接试验。结果表明:熔池计算结果与试验结果吻合良好;平板对接形式的应力分布是不锈钢车顶各类典型接头应力分布的本质形式;对于T型接头和卷边接头形式,竖板的应力分布不同。该有限元分析为不锈钢地铁车顶焊接制造提供了参考。     

转向架构架补焊残余应力数值模拟

转向架作为车辆走行部的主要构件,常采用局部补焊的手段进行修复,这势必影响接头残余应力。利用ABAQUS有限元分析软件,分别对焊态、不同补焊参数和补焊次数后的残余应力进行了数值模拟。模拟计算结果表明:补焊后焊缝的纵向应力大大增加,横向应力减小;但随着补焊次数的增加,纵向应力变化不大,横向应力有所增加;随深度增加,纵向应力涨幅不大,横向应力有所增加;随补焊宽度增加,焊缝区的横向应力有所增加,纵向应力略有增加但幅度不大。开展对转向架焊接构架对接焊缝补焊残余应力分析,对于指导焊接转向架生产、降低焊接接头残余应力具有重要的意义。     

冷凝罐接管与筒节焊接应力的有限元分析

通过ANSYS有限元软件,对冷凝罐接管与筒节多层焊的焊接过程进行了数值模拟。针对接头的马鞍形空间轨迹特点,编写了沿焊道移动的热源方程,并采用逐层激活与逐步激活的生死单元技术实现了接头的熔敷过程模拟,使模拟与实际施焊过程相符．通过模拟研究了焊接过程动态温度场、应力场和焊接残余应力的分布状况。结果表明：焊接残余应力主要集中在接头的焊缝区和热影响区,周向应力与径向应力均在内层焊道中较高。在焊缝外表而沿接管周向应力为拉伸应力,其余为压应力,内表面三向均为拉仲应力,筒节一侧的焊趾与焊根部位应力较高,且为三向拉伸应力,是裂纹易发部位。文中所建立的沿马鞍形轨迹移动的热源方程可用于该类接头的焊接过程研究.     

变径焊接接头的焊接质量事故分析

通过对3种变径接头上破裂事故的典型实例分析，指出其事故根源均因应力集中和伴随的应力腐蚀所致，只要降低或消除变径接头的应力集中系数，在烛接质量合格的条件下，即可杜绝此类事故的发生。     

燃气管道焊接修复残余应力的有限元分析

运用大型有限元分析软件ABAQUS的热-力耦合功能,对20钢燃气管道全补焊和局部补焊修复方式进行有限元模拟,获得了这两种修复方式焊接接头的残余应力分布情况。同时对内压与焊接残余应力共同作用下的补焊接头进行有限元分析。结果表明,采用全补焊方法修复后的燃气管道焊接接头残余应力明显小于局部补焊;而且在内压与焊接残余应力共同作用下,全补焊接头有较低的拉应力。这说明全补焊接头的承载性能更好,同时降低了燃气管道应力腐蚀开裂的可能性,适合工程应用。研究结果为优化燃气管道焊接修复工艺提供了理论基础。     

不同工艺条件下12Cr1MoV管线的焊接接头性能测试与分析

通过拉伸、弯曲、硬度及残余应力测试,对12Cr1MoV管线模拟不同工艺措施条件下的焊接接头的性能进行了分析和比较,为制定其焊接工艺措施,也为其失效分析提供参考。     

动态控制的低应力无变形焊接新技术

在成功地研究并开发了薄壁构件低应力无变形焊接新技术的基础上，把靠预置温度场静态控制焊接应力与变形的方法发展到动态控制法。这一新构思所形成的动态控制焊接应力与变形的新技术的原理在于：不再依赖预置温度场，而是直接利用电弧在薄壁构件上所形成的焊接温度，建立一个特殊构造的热潭跟随电弧，板成“热源－热潭“多源系统，在熔池后的高温焊缝区产生强烈的局部急冷拉伸作用，控制和补偿焊接时产生的压缩塑性变形，达到薄壁构     

不同工艺条件下12Cr1MoV管线的焊接接头性能测试与分析

通过拉伸、弯曲、硬度及残余应力测试．对12Cr1MoV管线模拟不同工艺措施条件下的焊接接头的性能进行了分析和比较．为制定其焊接工艺措施，也为其失效分析提供参考。     

蜂窝夹套结构焊接接头的应力强度分析

由于蜂窝夹套焊缝受力情况比较复杂,焊接部位经常出现焊缝开裂引起泄漏,焊接残余应力是重要的影响因素之一。运用大型有限元分析软件ABAQUS的热一力耦合功能,对304不锈钢蜂窝夹套的塞焊和填角焊两种焊接方式进行有限元模拟,得到了这两种焊接接头的残余应力分布情况。结果表明,塞焊焊接方式的蜂窝夹套焊缝处的残余应力大于采用填角焊方式的。采用塞焊方式蜂窝孔处的焊接残余应力较高,焊完第二个蜂窝孔后对第一个蜂窝孔的残余应力影响较大。而采用填角焊方式则这种影响较小。对塞焊和填角焊焊缝进行强度计算,结果表明填角焊焊缝的承载能力较好。研究结果为蜂窝夹套进行分析设计和控制焊缝开裂提供了理论基础。