T型焊接接头的低温P－da/dN－△K曲线

T型焊接接头是海洋工程中较为典型的结构细节,研究其低温P－da/dN－△K曲线,对确定焊接构件在冬季服役时的检修周期具有重要意义。在100吨MIS电液伺服材料试验机上进行了3件T型焊接接头的低温疲劳裂纹扩展试验,测出了其中值da/dN－△K曲线。通过小样本试验的理论推导与计算,利用变异系数Cv的经验取值,初步得出T型焊接接头的低温P－da/dN－△K曲线。     

T型焊接接头的低温P—da／dN—ΔK曲线

T型焊接接头是海洋工程中较为典型的结构细节,研究其低温P－da/dN-ΔK曲线,对确定焊接构件在冬季服役时的检修周期具有重要意义。在100吨MTS电液伺服材料试验机上进行了3件T型焊接接头的低温疲劳裂纹扩展试验,测出了其中值da/dN-ΔK曲线,通过样本试验的理论推导与计算,利用变异系数CV的经验取值,初步得出T型焊接接头的低温P－da/dN-ΔK曲线。     

P—da/dN一△K曲线测试的小样本方法

提出一种测试高可靠度Ｐ—ｄａ／ｄＮ－△Ｋ曲线的小样本方法,该方法可以综合利用以往的经验数据和当前试验数据来确定疲劳裂纹扩展性能曲线。与传统的只能利用当前试验数据确定Ｐ—ｄａ／ｄＮ－△Ｋ曲线的方法相比,其可利用的信息量有了大幅度增加,所以在精度相同的情况下,可以节省大量试件;或在试样数一定的情况下,又可大大提高预测精度。文中还给出了一个试验对比实例。     

P-da/dN-△K曲线测试的小样本方法

提出一种测试高可靠度Ｐ－ｄａ／ｄＮ－△Ｋ曲线的小样本方法,该方法可以综合利用以往的经验数据和当前试验数据来确定疲劳裂纹扩展性能曲线。与传统的只能利用当前试验数据确定Ｐ－ｄａ／ｄＮ－△Ｋ曲线的方法相比,其可利用的信息量了大幅度增加,所以在精度相同的情况下,可以节省大量试件;或在试样数一定的情况下,又可大大提高预测精度。文中还给出了一个试验对比实例。     

“过载”在da/dN—ΔK曲线与ΔK_(th)降载法测量中的影响及其对策

对在 10 - 5～ 10 - 7mm cycle疲劳裂纹扩展曲线da dN—ΔK和疲劳裂纹扩展门槛值ΔKth测量中常用的降载法进行研究。每一级载荷疲劳裂纹扩展二次 (Δa1i,ΔN1i)和 (Δa2i,ΔN2i)。用多点多项式分别拟合 (Δa1i,ΔN1i,ΔK1i)和(Δa2i,ΔN2i,ΔK2i) ,i=1,2 ,3 ,… ,n。每一种材料得到两条da dN—ΔK曲线和两个ΔKth。结果表明 ,降载法中的前一级载荷仍明显有过载作用 ,干扰材料疲劳裂纹扩展 ,影响测量数据的真实性。本文提出解决方法———“二次扩展法” ,即在每一级载荷 ,舍去受前一级载荷影响大的第一次循环数据 ,而用受前一级载荷影响较小的第二次循环数据作为疲劳裂纹扩展曲线da dN—ΔK和计算疲劳裂纹扩展门槛值ΔKth的数据     

硫化氢环境中低周疲劳裂纹扩展速率da/dN的研究

研究了4130X钢在硫化氢(H2S)腐蚀介质中的疲劳裂纹扩展速率da/dN。应用改进型WOL试样,采用符合实际工况的中等浓度200×10-6的H2S溶液、0.0067 Hz的超低周频率,在自行改造的专用低周腐蚀疲劳试验机上进行了试验。在恒定疲劳载荷谱作用下,采用三保险的位移测量装置,利用计算机自动采集系统,时时采集载荷及位移,用柔度方程求解试样瞬时裂纹长度。克服了表面直读法在腐蚀环境中不易观测裂纹长度的缺点,对所有试验数据,以KISCC为分界线,用Paris公式进行两段式拟合,给出了da/dN—ΔK的数学表达式,为确定气瓶的临界裂纹尺寸提供了试验依据。文中还将本试验结果与相关文献中其它硫化氢环境及空气中的疲劳裂纹扩展速率结果进行了比较。结果表明:H2S环境中裂纹扩展速率远大于空气中结果,不同环境、频率对da/dN有较大影响。     

结构钢焊接接头的疲劳裂纹扩展宏观特性

对两种焊接匹配的Ｑ２３５Ａ结构钢焊接接头的疲劳裂纹扩展性能进行了实验研究。结果表明，在循环应力比Ｒ＝０．２的实验条件下，高强度焊缝金属的抗疲劳裂纹扩展能力较好；仍可用Ｐａｒｉｓ公式来描述焊缝金属的亚临界疲劳裂纹扩展过程。分析了显微组织对疲劳裂纹扩展性能的影响。     

小管径焊接接头疲劳断裂研究

冰箱、空调、汽车、航空等大量使用小管径铜管、铝管和铁管做介质循环及输送管道。管道与压缩机和散热器间的连接多用钎焊方法,车辆也用涨接方法联接。由于长途运输中的颠簸,在接头部位产生断管。针对这一实际问题,开展“小管径焊接接头疲劳断裂研究。”该项研究针对两种小管径（铁4．72／铜7．2及铜5．95／铜5．85）插接钎焊接头进行疲劳试验研究,研究包括断裂形式与原因分析,小载荷疲劳试验机的设计制造,小管径插接钎焊接头疲劳试验,接头处应力有限元分析,改进前后寿命对比估算,改进措施制订,现场指导及跟踪等。综合地…     

HG80钢及其焊接接头的疲劳裂纹扩展

为适应大型工程机械焊接用钢需要，对低合金高强度钢HG80及其焊接接头的疲劳裂纹扩展速率进行了研究。结果表明，疲劳裂纹扩展速率对钢板的轧制方向不敏感，焊缝及热影响区疲劳裂纹扩展速率明显低于基材。在排除焊接残余应力导致的裂纹闭合效应后，焊缝及热影响区疲劳裂纹扩展速率与基材相当。     

09MnNiDR钢板及其焊接接头的低温韧性试验研究

根据低温压力容器用钢的特点,用夏比(V型缺口)冲击,落锤(NDTT)和COD等试验方法,对国内研制的09MnNiDR(含O.5Ni)钢板及其焊接接头进行了系统的试验研究,结果表明:低温韧性优良,—70℃A_(kv)值与国外标准相比裕量很大,是—40～—70℃范围内理想的低温压力容器用钢。     

中低强度钢的da/dN的研究

主要讨论了三种中低强度钢的裂纹扩展速率da dN方程 ,一般常用Paris公式。虽然该公式的通用性较好 ,但也有一定的缺陷 ,因为其常数C、n会随应力比R等参数的变化而变化。本文提出一个修正方法。实验表明 ,在不同的应力比下 ,lgda dN—lgΔK关系图上得到的各直线的斜率相近 ,裂纹扩展速率随应力比的增加而增加 ;因此 ,在Paris公式的基础上 ,加上一个影响因子 (a -R) b,对于屈服强度σs 较低的材料 ,能较明显地提高裂纹扩展速率方程的相关系数。另外也分析了Paris公式的适用情况以及应力比R的影响     

T型焊接接头的抗疲劳裂纹扩展设计研究

针对焊接机械结构中出现的焊接接头疲劳断裂现象,从裂纹扩展的角度分析结构参数对结构疲劳强度的影响情况,为进行焊接结构的抗疲劳设计提供依据。建立了含表面裂纹T型焊接接头的有限元模型,采用扩展有限元法计算外载荷作用下的裂纹尖端应力强度因子,探寻T型焊接接头的结构参数发生变化时,对相同载荷条件下表面裂纹应力强度因子的影响规律。采用研究结果指导T型焊接接头的设计,提高焊接机械结构的疲劳强度和可靠性,降低断裂事故的发生。     

铝合金焊接接头的低温断裂性能COD研究

为研究2A14T6铝合金焊接接头(焊缝/熔合线/热影响区/母材)的低温(77 K/4.2 K)断裂韧度,文中采用三点弯曲法,通过自主研制的低温位移传感器及力学测试系统,得到重要的低温裂纹张开位移(crack-tip opening displacement,COD)性能参数,并结合断口的微观结构具体分析形貌与断裂韧度的关系.研究结果表明,该测试系统能有效测量材料的低温裂纹张开位移参数δ;低温下断裂韧度为热影响区>母材>熔合线>焊缝;对低温断口的微观形貌观察显示,韧窝大而深的微观结构对应低温抵抗裂纹开裂能力强、韧性好.     

980钢焊接接头在谱载荷作用下的疲劳裂纹扩展

对980钢焊接接头在谱载荷作用下的疲劳裂纹扩展行为进行了初步研究，用980钢焊接接头掉成两种标准CT试件，裂纹分别开在焊缝金属上和焊趾处平行于焊缝方向，在两种谱载荷下进行了疲劳裂纹扩展试验，采用Wheeler模型进行谱载荷作用下裂纹扩展分析。得到焊缝金属的载荷延滞效应明显，而焊趾处金属的载荷延滞效应不明显的初步结论。     

1.5Ni钢及其焊接接头低温韧性和断裂性能的试验研究

本文采用Cv、NDT、COD等试验方法,对我国首次按国外先进标准研制的—40～—80℃低温压力容器用1.5%Ni钢及其焊接接头进行了较系统的试验研究,结果表明:国产1.5%Ni钢达到了国外标准的要求,具有较好的低温韧性和断裂性能。经进一步完善和应用研究后,可作为我国—40～—80℃低温容器的骨干钢种。     

T23水冷壁焊接接头失效分析

超超临界塔式锅炉T23水冷壁运行一段时间后,多处焊缝出现不同程度的泄漏,严重影响机组的安全性。断口分析发现轴向拉应力产生的环向裂纹在热疲劳作用下导致了接头泄漏。通过有限元分析软件ABaqus模拟了T23水冷壁管的焊接过程,获得焊接残余应力分布场,在此基础上研究了强制对口产生的装配应力对T23水冷壁管焊接接头应力场的影响,发现强制对口严重影响焊接接头处的应力,极易造成T23水冷壁焊接接头的失效泄漏。从许用应力角度给出了强制对口所能承受的最大弯矩,为存在错边问题的T23水冷壁焊接施工规范提供了参考依据。最后对水冷壁温度波动产生的热疲劳行为进行了分析,结果表明热疲劳是环向裂纹扩展的关键因素。     

低温分离器用钢板及其焊接接头性能的试验研究

介绍西气东输源头的关键设备（低温分离器）用钢及其焊接接头性能的试验研究。试验结果表明：虽然某些炉批号的09MnNiDR钢板沿厚度方向的组织和性能存在明显的差异，且冲击功有较低的值出现；此外，焊接时要获得没有超标缺陷的焊缝也有难度，但其钢板及没有超标缺陷的焊接接头的性能是可以满足设备的使用要求。     

1500m^3乙烯球罐用CF—62钢板,锻件及其焊接接头的低温韧性试验研究

本文针对1500m~3乙烯球罐用44mm厚CF-62钢板锻件及其焊接接头,进行了焊态、焊后热处理等不同状态的低温韧性试验研究,结果表明:在焊态、焊后热处理二种状态下,44mm厚CF-62钢板、锻件及其焊接接头皆有较优良的低温韧性,均满足低温乙烯球罐设计的技术要求。     

T型焊接接头表面裂纹应力强度因子影响因素研究

针对T型焊接结构中出现的疲劳断裂现象,采用扩展有限元法计算裂纹尖端应力强度因子,分析其受裂纹参数、载荷、结构参数影响的变化规律。计算结果表明:随着裂纹尺寸的增大,裂纹尖端应力强度因子呈发散状态增大;弯曲载荷变化引起裂纹尖端应力强度因子的变化程度大于拉伸载荷;裂纹尖端应力强度因子与结构参数呈线性关系。     

应力比对25Cr2Ni2MoV钢焊接接头近门槛值区疲劳裂纹扩展曲线转折点的影响

在常温下采用逐级降载法进行不同缺口位置、不同应力比下25Cr2Ni2Mo V钢焊接接头的疲劳裂纹扩展试验,研究疲劳裂纹扩展曲线上近门槛值区转折点的变化规律。结果表明,焊接接头的疲劳裂纹扩展曲线在近门槛值区内存在一个转折点,其对应的应力强度范围随应力比的增大而减小,其大小为疲劳门槛值的0.5~0.8。近门槛值区疲劳裂纹扩展转折点前后扩展曲线斜率发生变化表明裂纹扩展机理的改变,热影响区缺口处的转折行为对疲劳裂纹扩展影响较小。应力比R低于0.5时,循环塑性区尺寸总体接近于材料特征组织尺寸;应力比R高于0.5后,两者偏差加大。应力比低于0.5时转折点对应的循环塑性区尺寸同特征组织尺寸接近,驱动力由ΔK控制向Kmax主导的转变是引起转折点随应力比变化的原因。