不同组配P91钢焊接接头断裂性能的试验研究

采用JR阻力曲线试验方法，研究了强度组配对P91钢焊接接头不同区域断裂性能的影响规律，并分析了不同组配P91钢焊接接头的硬度分布。结果表明，焊接热循环对其热影响区的性能没有明显的影响；低组配焊接接头焊缝区的断裂阻力要高于高组配焊接接头焊缝区的断裂阻力，即强度低组配有利于提高P91钢焊缝的抗断性能；对于熔合线区域，试验结果体现出类似的规律，即随组配比的降低，熔合线区域的抗断性能升高；而无论何种强度组配的P91钢焊接接头。其焊缝金属的抗断性能均优于熔合线区域。     

低组配焊接接头的强度

本文对低组配焊接接头的机理和接头性能等两个方面进行了分析研究.低组配焊接接头静拉伸的力学性能,受焊缝金属的相对厚度所影响,随着相对厚度的减小,接头的拉伸强度由焊缝金属的拉伸强度增至基本金属的拉伸强度.接头强度还随低组配焊接接头的板宽改变而变化,板宽增大,接头拉伸强度增加,直至板宽大于五倍板厚时为止.故低组配焊接接头拉伸强度以含有相对厚度和焊缝金属对基本金属的强度比的公式所计算。     

焊缝金属的强度匹配方式及其应用

本文介绍了焊缝金属强度匹配方式和类型,分析了焊缝金属强度匹配方式的工艺焊接性,列举了焊缝金属强度匹配应用实例。结果表明,焊缝的强度匹配方式有5种,拉伸试样断口部位各异。5种焊缝的强度匹配方式中,低强匹配和组合匹配方式的工艺焊接性得到改善,施工成本降低,接头的抗脆断性能能够控制;等韧性匹配的工艺焊接性取决于所用钢种和行业规定,施工条件较严格,成本较高,接头的抗脆断性能比较优良。14MnM oNbB钢低匹配专用焊条J506DP,可降低14MnMoNbB钢的临界预热温度50～70℃,改善了该钢的工艺焊接性;低匹配焊缝接头的强度已与母材等强,接头的安全性符合设计要求。组合匹配接头在综采支架立柱中应用表明,可使30MnNbXt钢在室温下焊接时不产生裂纹,而且在焊后状态下的使用性能完全符合产品技术条件要求。     

不同组配P91钢焊接接头断裂性能分析

作为马氏体耐热钢，P91钢具有很强的抗氧化和抗高温蒸汽腐蚀性能，在大功率火力发电设备中得到广泛应用，而其接头的断裂性能对该材料的推广及应用至关重要。采用数值分析及实验的方法，讨论裂纹位于焊接接头的不同位置时，组配发生变化的焊接接头的断裂驱动力和断裂抵抗力。结果表明，材料组配的不同会对焊接接头的断裂驱动力产生一定的影响。从断裂阻力的角度来看，低组配焊接接头的断裂抵抗力要高于高组配。实际工程结构应采用低组配接头形式，以提高焊接接头的抗断性能。     

高强度低合金结构钢焊缝与母材的强度匹配研究

焊缝金属与母材的强度匹配系数是焊接接头力学性能非均匀参数之一，匹配方式不仅取决于焊缝金属和母材的名义强度，还取决于它们的分布形式和特征参数。试验和统计计算结果表明，12Ni3CrMoV钢和10Ni5CrMoV钢母材和焊缝金属的抗拉强度都服从正态分布。12Ni3CrMoV钢和其焊缝金属的强度匹配属于低强匹配，其低强、等强和超强匹配的概率分别为59.33%,37.03%和3.64%,低强匹配特征明显。10Ni5CrMoV钢和其焊缝金属的强度匹配属于等强匹配，其低强、等强和超强匹配概率分别为47%,48%和5%，其等强匹配分布比较明显。对应的两种钢的焊接接头，其超强匹配概率分别为3.64%和5%，在结构、焊接材料、工艺设计中值得注意。由于强度匹配系数的随机性，如何确定强度匹配系数，在什么范围内分别属于超强、等强、低强匹配，特别是等强匹配的界定方式应有别于低强和超强匹配，都是有特研究的问题。     

裂纹深度和强度组配对焊接接头断裂性能的影响

利用弹塑性有限元计算和三点弯曲试验对不同裂纹深度，不同强度组配焊接接头试样的断裂性能进行了研究，着重讨论了裂纹深度和组配的不同对焊接接头试样加载过程中塑性区形状及大小，深浅裂纹分界点，抗断性能，裂纹尖端张开位移ＣＴＯＤ，Ｊ积分的影响。结果表明，裂纹越浅。加载时塑性区域大，断裂韧性值越高，高组配焊接接头试样加载时由于塑性区扩展到母材而具有较大的塑性区，低组配焊接接头试样加载时塑性区被抑制在焊缝中，尺     

熔合线含裂纹焊接接头复合角的研究

结合裂纹尖端应力应变场的分布规律,讨论了熔合线上舍裂纹焊接接头的COD断裂参量的分解情况。应用有限元方法分析了不同载荷作用下,不同组配焊接接头复合角φ与焊缝宽度的关系。进一步对熔合线上含裂纹焊接接头的复合角φ与焊缝应变硬化指数的关系进行了研究。结果表明,焊缝宽度、焊缝应变硬化指数以及接头组配对焊接接头复合角φ有很大影响。相对于焊缝宽度而言,强度组配对复合角φ有更为明显的影响,并且高组配和低组配焊接接头的复合角φ随着外加载荷的增加有相反的变化趋势。在同一外加载荷下,接头复合角φ随着焊缝应变硬化指数的增加而减小。     

焊接接头强度匹配和焊缝韧性指标综述

综述了焊接接头匹配的三种类型及其利弊.指出了对于强度较低的钢种,采用等强或超强匹配都是可以的,但对于高强度钢,超强匹配是不利的,等强匹配是可取的,若焊缝韧性明显降低,则采用低强匹配更为有利,它可以获得更大的韧性储备,改善抗断裂性能.关于焊缝韧性指标,根据使用的情况不同也有所不同.     

CO_2气保焊焊枪摆动对焊缝组织性能的影响

通过不同的焊枪摆动宽度,研究了焊缝宽度对焊缝性能的影响,对3组试板进行拉伸和冲击试验,并观察了焊缝金属显微金相组织,分析了焊接热输入对焊缝金属力学性能的影响。试验结果表明,采用不同层道次焊接时,累计热输入更能反映对焊缝组织性能的影响,累计热输入过高时焊接接头强度韧性明显不足,焊枪摆动宽度较大时焊接过程相对难以把控,需提高摆动速率,并维持焊接稳定性。     

铝-铜平板磁脉冲焊接工艺研究

采用磁脉冲焊接技术对铝-铜异种金属板材进行了焊接试验,研究了放电电压和两板之间的间隙对接头抗剪强度及焊缝宽度的影响。结果表明:接头焊缝呈扁平椭圆形。焊接间隙为1.4 mm时,从整体上看,焊缝宽度与接头抗剪强度随着放电电压的增加而增大;放电电压为11 kV时,焊缝宽度和接头抗剪强度随着焊接间隙的增加先增大后减小。在接头界面微区,铝铜两种元素发生了相互扩散,未发现金属间化合物的产生,其硬度值随着距界面距离的增加而降低。     

焊缝的非匹配对含表面裂纹管道接头J积分的影响研究

采用有限元方法对几种匹配情况下管道接头表面裂纹的J积分值进行了计算,结果表明焊缝强度匹配以及应变硬化参数匹配的影响随载荷加大而加大,但应变参数匹配影响比强度匹配影响小。对强度匹配对J积分值的影响进行了详细讨论,其结果表明对于高匹配接头来说,J焊缝金属相似文献   

Study on the J-Integral and Failure Assessment Line of Electron Beam Welded Thick TC4-DT Alloy Joints

The effects of strength mis-matching on J-integral and failure assessment line (FAL) of electron beam welded thick TC4-DT titanium alloy joints have been investigated.Elastic and elastic-plastic finite elements (FE) calculations on centre crack tensile (CCT) specimens were made,and the condition of 20% strength mis-matching was considered.The results indicate that the limit load of the joint can be substituted by that of the base metal.The error of substitution is less than 5%.The failure assessment lines for both over-matching and under-matching joints are increasingly close to that of the base metal,with the ratio of weld width to specimen width (H/W) decreasing.Moreover,the failure assessment lines of the joints can be devised using the stress-strain curves of the base metal,which will be convenient for the practical application of engineering structures     

焊接残余应力对高强度钢低匹配对接接头静载强度的影响

采用有限元方法研究了焊后拉伸条件下高强度钢等匹配和低匹配对接接头内部应力的变化情况。结果表明,焊后横向和纵向拉伸载荷增至临界失效载荷期间,等匹配和低匹配接头的焊缝区和母材区应力均一直持续增加,但焊缝及近缝母材区应力在焊接残余应力基础上的增加较远端母材区缓慢;最终近缝母材区的应力明显高于远端母材区,未表现出内应力完全调匀的特征;这意味着由于焊接残余应力的存在,高强度钢宽板等匹配焊接结构的静载强度可能略有损失,而高强度钢宽板低匹配焊接结构更将在焊缝低强的影响下损失更大的静载强度。     

高匹配搭接角焊缝力学性能及应用效果分析

采用等匹配和高匹配焊材完成了高钢级B型套筒修复高钢级管道的试验研究. 结果表明,等匹配焊接和高匹配焊接的角焊缝焊接接头都具有良好的拉伸强度和冲击韧性,高匹配焊接接头熔覆金属的冲击韧性略低于等匹配,其焊接接头延展性略差;施焊后等匹配搭接角焊缝未发现焊接缺陷,焊接接头维氏硬度最大值为293 HV10,出现在角焊缝外表面与套筒搭接焊缝处;高匹配搭接角焊缝出现了起源于角焊缝外表面层的横向裂纹,且该焊接接头硬度整体偏高,最大值出现在外表面中心位置焊缝处,为403 HV10,与裂纹起裂位置对应,其产生原因与焊接过程中不同部位熔池金属冷却速率有关,尤其是外表面盖面焊处冷却速度较快,外壁层硬度值异常偏高,萌生裂纹.因此建议搭接角焊缝焊接焊材选择时,在不影响密封和承载前提下,可尝试降低焊缝匹配强度等级.     

强度匹配对钢结构梁柱节点断裂行为的影响

通过三维弹塑性有限元分析，采用裂纹张开位移CTOD作为断裂韧度参量，研究了梁柱节点梁翼缘焊缝强度匹配对其断裂韧度要求的影响，从而为梁柱节点的设计以及焊接材料的选择提供一定的依据。计算结果表明，梁翼缘焊缝高匹配焊缝的节点，柱翼缘发生屈服的范围较大：采用高匹配能够显著降低对其断裂韧度的要求；而低匹配焊缝区域的塑性区较大，Von Mises等效应力也较大，有利于裂纹的张开。因此，对于钢结构梁柱节点，梁翼缘和柱翼缘连接处采用高匹配焊缝能够显著降低其发生脆性断裂的可能性。有限元计算结果和试验结果相比较可以看出，钢框架梁柱节点采用Q235B钢其抗震性能较差。     

Microstructure and mechanical properties of E36 steel joint welded by underwater wet welding

The microstructure and mechanical properties of E36 steel joint welded by underwater welding using flux-cored wire are comprehensively investigated. The welding depth, welding current and welding voltage is 4 m, 130 A and 32 V, respectively. The weld metal is ferrite which varies in size, with carbide particles distributed on it, while the microstructure of HAZ is mixture of martensite of different size and some tempered structure. The microhardness of the weld metal is 190 HV. Almost all the tensile specimens fracture in weld metal and the average tensile strength of joint is 390 MPa, which is equal to 80% that of base metal. The tensile fracture morphology of joint presents obviously the characterization of brittle fracture, which displays the features of cleavage fracture and intergranular fracture.     

Nd:YAG激光焊接800 MPa TRIP钢的接头组织与性能

采用Nd:YAG激光对强度为800MPa,厚度为1.2mm的TRIP钢板进行焊接.研究焊接速度对焊缝外观和截面成形的影响及接头的组织特点、硬度、强度和成形能力.激光功率相同,焊接速度较低时焊缝易产生气孔,速度较高时易发生飞溅;焊接速度对焊缝熔深及熔宽也有影响.焊缝组织主要由马氏体构成,从焊缝、热影响区到母材,组织中马氏体含量下降,接头的最高硬度出现在焊缝或热影响区.在平行于焊缝方向,焊接接头的抗拉强度高于母材,垂直于焊缝方向,接头的抗拉强度与母材相当.由于焊缝中出现马氏体,接头的塑性和韧性降低,板材的冲压成形能力下降.     

闪光焊FeCrAl合金管材的接头组织及性能

采用闪光焊对FeCrAl合金进行对接接头焊接,通过扫描电子显微镜及能谱仪等手段研究了焊接接头的显微组织特征、不同区域氧化物颗粒的分布情况及力学性能. 结果表明,闪光焊焊接FeCrAl合金所得焊接接头显微组织主要为等轴晶,在焊缝和热影响区氧化物未出现明显聚集及向晶界偏聚的现象,且在晶内和晶界都可以呈现弥散分布的特征;焊接接头抗拉强度值达到594 MPa,为母材强度的90.5%;接头断裂在焊缝区,整体呈现脆性断裂模式;焊缝晶粒的粗化导致焊缝区硬度降低,最终引起焊接接头出现软化.     

一种针对低匹配焊接接头的"等承载"设计方法

为提高高强钢低匹配接头承载能力,提出了低匹配接头与母材具有相等的静载承载能力和疲劳抗力的"等承载能力"(ELCC)概念.从安全性角度出发,焊接结构必须同时具有足够的强度和应力松弛能力,而强度失配接头的断裂模式类型能够同时反映接头的强度、塑性变形能力以及焊缝与母材之间塑性变形的非均匀程度.母材先于焊缝发生塑性变形的全面屈...     

CO_2激光焊接600MPa DP钢接头组织与性能

采用CO2激光对抗拉强度为600MPa,厚度1.4mm的DP钢进行焊接.研究焊接速度对焊缝外观和截面成形的影响、接头的组织特点、硬度、强度和成形能力.结果表明,激光功率相同,焊接速度较低时焊缝易产生气孔,焊接速度较高时易发生飞溅;焊接速度对焊缝熔深及熔宽也有影响.焊缝区组织主要由马氏体构成,从焊缝、焊接热影响区到母材,组织中马氏体含量下降,接头的最高硬度出现在焊缝或热影响区.在平行于焊缝方向,焊接接头的抗拉强度高于母材,垂直于焊缝方向,接头的抗拉强度与母材相当.由于焊缝出现马氏体组织,接头的塑性和韧性降低,板材的冲压成形能力下降.