X80大应变钢管焊接接头的疲劳性能北大核心CSCD

采用MTS landmark 370型液压伺服动静疲劳拉伸试验机研究了应力比(R=σmin/σmax)为0.1时X80大应变管线钢焊接接头的拉拉疲劳寿命;并采用显微硬度计和扫描电镜对焊接接头的硬度及疲劳断口进行了分析。结果表明:焊接接头的疲劳寿命显著低于母材;疲劳裂纹均萌生在焊缝熔合线处;裂纹沿热影响区向内扩展,当裂纹扩展到一定程度时,裂纹沿热影响区快速开裂。焊缝金属咬边所形成的夹杂物、焊缝的应力集中及热影响区性能恶化是疲劳裂纹萌生及快速扩展的原因。     

X80级管线钢焊接接头疲劳性能分析

油气输送管道的疲劳性能对于管道的安全设计及评估尤为重要。本文采用三点弯曲试验方法,分析了X80级管线钢采用GMAW+FCAW-S工艺的环焊缝接头的疲劳性能。室温下,在应力比分别为0.1,0.3,0.5,0.7和0.9,采用正弦波形、频率100 Hz的试验条件下,获得了X80钢焊接接头S-N曲线、ΔK_(th)值和da/dN拟合公式。结果表明:X80管线钢焊接接头疲劳寿命随最大服役应力增大而减小,当最大服役应力小于440 MPa时,其疲劳寿命大于4.2×10~5个循环。随着应力比的增大,疲劳裂纹扩展门槛值呈逐渐减小的趋势,疲劳裂纹扩展速率不断增加。     

激光冲击波对X80管线钢焊接接头疲劳性能的影响

利用激光冲击波对X80管线钢焊接接头进行了表面强化处理,通过拉伸疲劳对比试验,采用罗卡提法求出激光冲击强化处理前后X80管线钢焊接接头的疲劳极限。用扫描电镜和X射线衍射仪分析了激光冲击处理前后X80管线钢焊接接头断口形貌和残余应力,并对激光冲击处理提高抗疲劳断裂机理进行探讨。结果表明,激光冲击处理引入了-339 MPa的残余压应力,使X80管线钢焊接接头疲劳强度由445 MPa提高到496 MPa,提高了11.2%;原始状态的试样疲劳裂纹起始于试样表面,经激光冲击处理后焊接接头疲劳源转移至次表层,表层晶粒细化和残余压应力是主要机制,提高了X80管线钢焊接接头的疲劳性能。     

激光热处理对X80管线钢焊接接头疲劳性能的影响

利用CO2激光器对X80管线钢焊接接头进行表面热处理,通过拉伸疲劳对比试验,用罗卡提法求出激光热处理前后X80管线钢焊接接头的疲劳极限。采用扫描电镜和金相显微镜分析激光热处理前后X80管线钢焊接接头的组织与断口形貌,通过X射线衍射仪分析了激光热处理前后X80管线钢焊接接头的残余应力及残留奥氏体,并对激光热处理提高抗疲劳断裂机理进行了探讨。结果表明,激光热处理在试样表面形成强化层,使X80管线钢焊接接头疲劳强度由542 MPa提高到604 MPa,提高了11.4%;原始状态下试样疲劳裂纹源起始于试样表面,经激光热处理后试样疲劳裂纹源转移至次表层;残留奥氏体增加、强化层晶粒细化和残余压应力场是提高疲劳强度的主要机制。     

X80管线钢管焊接技术

介绍我国X80管线钢管焊接性能和焊接工艺,指出焊接工艺存在焊接质量与焊接生产率的矛盾。提出采用电磁搅拌的X80管线钢管焊接技术和电磁搅拌产生方法,解决了X80管线钢管焊接质量和焊接生产效率之间的矛盾。     

X80钢瞬间液相扩散焊接接头的性能

采用瞬间液相扩散焊(transient liquid phase diffusion bonding,TLP)对X80钢进行焊接,研究了在不同压力和保温时间下焊接接头的显微组织形貌、元素扩散情况以及接头强度。结果表明:不同参数条件下连接界面的形貌差异大,当焊接参数为2 MPa、360 s、1050℃时,连接界面的连接情况较好,且焊缝内部无缺陷;Fe、Ni元素在连接界面存在浓度梯度,并可以看出有明显的互扩散层,且Ni元素的扩散通量大于Fe元素,而Mn、C元素分布较为均匀,试样的抗剪切强度最高,为382.27 MPa;焊接参数为3 MPa、480 s、1050℃的试样拉断位置位于中间层处,且该组试样的抗剪切强度最低(118.78 MPa),其余组别试样的拉断位置均位于母材处,抗拉强度接近母材。     

海洋用X80管线钢焊接接头的组织性能

针对海洋石油工业的发展趋势,以海洋用高钢级X80管线钢为研究对象,采用焊接工艺试验、力学性能测试及显微分析技术,研究了焊条电弧焊工艺下X80管线钢焊接接头的性能和热影响区的组织变化规律.结果表明:采用设计的焊条电弧焊工艺参数对海洋用X80管线钢进行焊接,可以得到合格的焊接接头.X80管线钢母材和焊接接头所具有的针状铁素...     

Zr-Sn-Nb合金焊接接头的应变疲劳特性

采用板材试样,研究了Zr-Sn-Nb合金焊接接头在室温和375℃温度下的应变疲劳行为并和光滑样品进行了比较.结果表明,焊接试样的疲劳寿命不足光滑试样的一半,无论是在室温还是375℃,纵向试样的疲劳性能明显优于横向试样;其循环塑性应变幅与疲劳寿命之间遵循Coffin-Manson关系;焊接接头在不同温度和应变条件系,表现出不同的循环变形特征.观察了焊接样品的形貌,分析了断口特征.     

X80钢低温焊接接头组织与性能研究

为了研究X80管线钢在低温环境下焊接的接头性能,本文对X80钢采用焊条电弧焊模拟不同温度条件进行焊接,并对获得的焊接接头进行拉伸试验、冲击试验、硬度测试及金相观察,利用SEM观察焊接接头断口形貌。结果表明:X80钢在低温环境下焊接接头的拉伸强度、冲击韧性等力学性能都较常温环境下低,而硬度值有所上升;随着焊接温度的降低,X80钢焊接接头的断裂方式由韧性断裂逐渐转变为脆性断裂。     

X70/316L不锈钢复合钢管焊接接头性能研究

为了解决高二氧化碳、高温、高矿化度环境下的输气要求,越来越多的工程项目采用了不锈钢复合钢管。根据某储气库集输管线施工实践,介绍了D219.1×(16+2.5)mm的X70/316L复合钢管的焊接工艺。打底焊及过渡焊采用管内外充氩保护的GTAW焊,填充及盖面焊也采用GTAW焊,并对其焊接接头进行硬度、拉伸、冲击、晶间腐蚀试验评价焊缝的性能。焊接工艺评定结果表明,整个焊接接头力学性能良好且具备较好的耐腐蚀性能,其过渡层起到了很好的隔离作用,保证了焊接接头的质量。     

国产耐候钢焊接接头疲劳性能研究

从国产耐候钢S355J2W着手,选用同类别的进口耐候钢SMA490BW作为对比,匹配2种焊丝ISO 14341-AG424M21Z和CHW-55CNH,形成3种接头,对这3种接头分别进行疲劳试验,并从试验数据、宏观形貌及断口显微形貌进行分析,对比3种接头的疲劳性能。     

海洋平台桩腿用X80钢焊接接头性能分析

分别采用TENACITO 65R焊条电弧焊和DUAL SHIELD II 101H4M焊丝混合气体保护焊对X80钢进行焊接,研究了不同工艺对接头性能的影响。研究结果表明:本文所选的焊接工艺其接头抗拉强度均满足API 5L标准要求并且对预热温度与焊后热处理的变化影响不敏感;焊条电弧焊接头塑性储备更好。焊条电弧焊接头冲击韧度在预热温度150℃得到最佳值,经焊后210~230℃保温2 h热处理工艺所得到接头低温冲击性能优秀。混和气体保护焊接头冲击韧度随预热温度升高,先升高再降低,100℃时到达最佳值,焊后热处理对接头冲击韧度影响不大;接头弯曲性能均达到要求。结合实际生产2种焊接方法均推荐100℃预热,焊后210~230℃保温2 h工艺。     

Al-Mg-Mn-Er-Zr合金激光焊接接头的疲劳性能

研究了Al-Mg-Mn-Er-Zr合金薄板及其激光焊接接头的静态拉伸性能和疲劳性能,并获得相应的S-N曲线及条件疲劳极限.通过微观组织分析及疲劳断口观察,探讨了Al-Mg-Mn-Er-Zr合金激光焊接接头的疲劳断裂原因.结果表明,Al-Mg-Mn-Er-Zr合金激光焊接接头存在明显的组织不均匀性,母材为典型的轧制组织,焊缝区的显微组织为细小等轴晶,晶粒尺寸约为40μm,热影响区为再结晶组织;激光焊接接头的抗拉强度低于母材,存在焊接接头软化的现象,接头系数约为0.73;激光焊接接头的条件疲劳极限为母材合金的68.5％;焊接接头的组织不均匀性及焊缝中的第二相夹杂是影响接头疲劳性能的主要原因.     

焊接环境温度对铝合金焊接接头疲劳性能的影响

铝合金焊接过程中,环境温度因素对焊接质量的优劣起着不可低估的影响。对不同环境温度条件下焊接的A5083铝合金接头进行疲劳性能试验,结果显示常温与高温环境下焊接的接头疲劳极限几乎一致,而低温环境下焊接的接头疲劳极限显著提高;对焊接接头进行无损检测,对疲劳试件进行断口分析显示低温环境下焊接接头含有极少量的小气孔而常温与高温环境下含有的气孔数量较多、尺寸较大。焊接环境温度通过影响气孔的生成进而导致接头疲劳极限的差异。     

奥氏体不锈钢焊接接头的疲劳性能分析

采用单点法并在拉伸载荷的作用下,对304L和316L奥氏体不锈钢等离子弧焊接头的疲劳性能进行测试,得出应力比为0.1条件下的304L与316L奥氏体不锈钢焊接接头的疲劳极限分别为280 MPa和300 MPa;扫描电镜的观察显示奥氏体不锈钢焊接接头的疲劳裂纹扩展区均可见疲劳条带,以穿晶方式扩展,为典型的韧性断裂特征.     

X65管线钢对接接头的疲劳性能

试验表明 ,焊接结构的疲劳裂纹主要起源于接头焊趾处 ,因此合理地处理焊接接头焊趾可改善其疲劳性能。超声冲击处理是一种通过改变焊趾区几何形状、消除焊趾缺陷以及调整焊趾区残余应力场来改善焊接接头及结构疲劳强度的有效方法。利用自行研制的超声冲击装置对X6 5钢焊接对接管接头实施了处理 ,然后进行了焊态、超声冲击处理态及母材的疲劳对比试验。结果表明 ,X6 5钢焊接对接管接头焊态疲劳强度△σ(2× 10 6)为 2 19MPa ;母材的疲劳强度△σ(2× 10 6)为 338MPa;超声冲击处理后接头的疲劳强度△σ(2× 10 6)为 30 2MPa。     

-20℃低温环境下大口径X80钢管的焊接

本文对试验用X80铜的焊接性进行了详尽的分析,进行了-20℃低温环境下可行的2种焊接工艺试验,根据相应的常规力学性能试验、金相检验和硬度测试结果.提出了-20℃低温环境下相应的焊接工艺参数和技术措施.     

车体结构铝合金焊接接头疲劳性能研究

铝合金因其质量轻、力学性能好成为列车车体制造的首要选择.而焊接是铝合金车体制造的主要方式,但铝合金焊接接头的疲劳性能与钢相比较差,疲劳断裂是铝合金焊接结构的主要失效方式之一.采用疲劳试验与数值分析相结合的方式,研究铝合金焊接接头的疲劳性能.研究结果表明:铝合金焊接接头是在比较低的交变应力条件下发生断裂的.瞬断区上有明显的舌状花样,断裂方式为典型的解理断裂,在断口上有较低的脊岭.材料中产生的空穴往往是裂纹源萌生的源头.焊接缺陷气孔和未焊透造成试件在几何形状上的不连续和截面面积的减小,导致应力集中现象产生,降低试件疲劳性能.     

2205DSS焊接接头腐蚀疲劳性能分析

对川东船厂制造化学品船所用的国产2205DSS常用焊接接头在模拟海水环境中的腐蚀疲劳性能进行了试验研究.通过Origin软件对试验数据进行非线性拟合得到了环境温度分别在24,30和40℃、加载应力比为0.1、加载频率为20 Hz条件下的腐蚀疲劳寿命S-N曲线,得到焊接接头在该环境下的疲劳极限,建立了有温度参数表示的S-N数学模型.结果表明,在模拟海水中焊接接头发生腐蚀疲劳断裂的位置在母材区,环境温度升高对低应力水平作用下的试件疲劳寿命有明显影响.