S690Q高强钢对接节点的焊后性能（英文）

通过试验研究了S690Q高强钢对接节点的焊后性能。利用手工电弧焊焊接了3个厚度为8mm的S690Q高强钢对接节点,焊接过程中对3个节点分别采用不同的焊接热量。在微观层面上,用微观结构测试和微观硬度测试研究焊接对于节点的影响;在宏观层面上,通过拉伸试验研究焊接对于节点力学性能的影响。微观结构测试结果表明,S690Q高强钢的主要微观结构是回火马氏体。焊接后,在粗晶热影响区会转化为粒状贝氏体,在细晶热影响区会转化为铁素体和渗碳体,在回火区部分回火马氏体会分解成铁素体。基于硬度测试结果,可以在热影响区内发现软化层的存在,软化层与母材相比具有较低的硬度。此外,热影响区的宽度也随着焊接热量的升高而增大。拉伸试验表明,焊接对于S690Q高强钢节点的强度具有劣化作用,这主要是由焊接过程中形成的软化层造成的。所有测试节点的失效位置均位于热影响区,而且随着焊接热量的升高,强度的劣化现象也变得越来越严重。     

AZ31B/AZ91D异种镁合金激光焊接头组织性能分析

针对AZ31B和AZ91D异种镁合金材料的激光焊接问题,通过光学显微镜、拉伸试验、显微硬度测试等手段分析研究AZ31B和AZ91D异种镁合金CO2激光焊接头组织性能。结果表明:在功率为1 800 W,焊接速度为600mm/min,保护气流量为15L/min时,可以获得成形良好的焊缝。对焊接接头微观组织进行分析发现,接头热影响区不明显,熔合线附近母材侧晶粒未发生明显长大,焊缝晶粒明显细化;通过XRD检测可知焊缝区主要由α-Mg和β-Al12Mg17这2相组成;通过EDS能谱分析得到焊缝区Mg、Al元素的质量分数介于2种母材之间;通过拉伸试验发现,断裂位置位于AZ91D母材上,焊接接头抗拉强度高于AZ91D母材,扫描断口显示断裂方式为脆性断裂;焊缝硬度高于2种母材硬度。     

1200MPa高强耐磨钢热影响区显微组织及显微硬度的研究

为了研究1 200 MPa高强耐磨钢的焊接性,采用GMAW法对钢板进行斜Y形坡口铁研试验。对所得试样进行金相试验和显微硬度测试,并且分析不同的焊接热输入对此高强耐磨钢焊接热影响区(HAZ)显微组织变化及其显微硬度的影响。试验结果表明:在焊接热输入增大至24.9 k J/cm时,热影响区淬火粗晶区会出现网状铁素体组织及部分魏氏组织。回火区由回火马氏体组成,并会出现明显的回火软化现象,这些现象使得焊接接头的显微组织连续性遭到破坏,焊接接头综合性能下降。     

镍基高温合金焊接接头组织性能及工艺优化

采用不同的焊接工艺参数,对GH4169镍基高温合金薄板进行MIG焊接正交试验。通过金相试验,观察镍基高温合金焊接接头的显微组织,可以划分为焊缝中心等轴晶区、焊缝边缘柱状晶区、热影响区和母材组织。利用室温拉伸和显微硬度试验,测定镍基高温合金焊接接头的抗拉强度、断后伸长率与显微硬度等力学性能,并与母材的力学性能进行比较。使用极差分析法,研究焊接电流、电弧电压与焊接速度对接头力学性能的影响规律,并获得了优化的焊接工艺参数。     

Q345qD对接焊缝疲劳性能及断裂机理试验研究

为了对钢桥焊接细节进行疲劳寿命评估,分别采用标准圆棒试件和沙漏型光滑试件进行静力拉伸试验和成组轴向拉伸疲劳试验,引入存活率和置信度得到了具有概率水平保证的安全疲劳寿命曲线,并针对焊接接头疲劳寿命离散性较大的现象,进行微观层面的硬度测试和疲劳断口电镜扫描试验,研究焊缝试件过早萌生疲劳裂纹的微观机理。试验结果表明:Q345qD对接焊缝的疲劳性能较好,随应力水平下降疲劳寿命显著提高,并给出了寿命随应力水平变化的拟合式;本批次Q345qD对接焊缝疲劳强度远远超过相同构造的规范取值,持久疲劳极限在S_(max)=260 MPa附近;焊接热输入对焊缝组织有较大影响,热影响区硬度波动明显,组织不均匀和焊接缺陷是导致低应力水平过早疲劳断裂的主要原因。     

转向架用P355NL1钢焊接接头组织及力学性能的研究

采用MAG焊接工艺对转向架用P355NL1钢板进行焊接,研究了P355NL1钢焊接接头的微观组织形貌、硬度分布及室温力学性能。试验结果表明:焊缝组织主要是粗大板条状和块状的先共析铁素体、针状铁素体以及少量珠光体;热影响区的晶粒是大小不均匀的块状铁素体、针状铁素体。焊缝区硬度值分布在192~201 HV,热影响区的硬度最高可达220HV。拉伸试样均断裂于母材处,其抗拉强度在518 MPa左右,断后伸长率平均为23.8%,P355NL1钢MAG焊接接头具有良好的强度和塑性。     

Q345钢材和Ⅱ级对接焊缝动态拉伸试验研究

对两种不同厚度的Q345钢材和Ⅱ级对接焊缝连接件分别进行了落锤冲击动态拉伸试验,并与相同规格钢材试件静态拉伸试验结果进行了对比,研究了应变率对钢材和对接焊缝的破坏形态、屈服强度、极限强度及伸长率等动态拉伸力学性能指标的影响规律。试验结果表明,钢材在动态拉伸时表现出脆性断裂破坏趋势;对接焊缝连接件的破坏发生在母材区,焊缝保持完整,因此II级及以上对接焊缝试件的强度和延性可视为与母材相同。与静力拉伸试验结果相比,10mm厚钢材的伸长率稍有增大,断面收缩率变化不大;18mm厚钢材的伸长率变化不大,断面收缩率明显减小。随着应变率的增大,两种厚度钢材的屈服强度和极限强度有一定程度的提高,而伸长率和断面收缩率有降低的趋势。     

考虑匹配比和软化效应的高强钢对接焊缝的设计建议

针对高强度结构钢在焊接热循环作用下热影响区域可能产生软化现象,且高强钢焊接时将遇到焊材强度匹配的问题,基于高强钢对接焊缝的试验研究、数值分析和理论研究的结果,对考虑焊接软化和焊材强度匹配的强度模型进行简化,进而提出便于设计的简化公式。通过对试验数据、欧洲规范EC3预测值、强度模型预测值和简化公式预测值的对比,得出强度模型和简化公式对接头强度的预测值较为准确,而欧洲规范EC3高估了对接接头强度。为了进一步地将简化公式应用于工程设计,通过搜集和汇总焊缝加工尺寸、高强钢力学性能以及试件实际的工作性能等三方面的数据,对简化公式进行可靠度分析,当安全系数为4.5时,抗力分项系数取为0.84。对我国规范中高强钢对接焊缝连接的设计方法提出设计建议,即在对接焊缝受拉承载力计算式中考虑接头的综合强度,该综合强度取决于钢材强度、焊材强度、软化区情况和约束情况。     

Design proposal of butt welded joints of high strength steel considering mismatch ratio and softened zone

针对高强度结构钢在焊接热循环作用下热影响区域可能产生软化现象，且高强钢焊接时将遇到焊材强度匹配的问题，基于高强钢对接焊缝的试验研究、数值分析和理论研究的结果，对考虑焊接软化和焊材强度匹配的强度模型进行简化，进而提出便于设计的简化公式。通过对试验数据、欧洲规范EC3预测值、强度模型预测值和简化公式预测值的对比，得出强度模型和简化公式对接头强度的预测值较为准确，而欧洲规范EC3高估了对接接头强度。为了进一步地将简化公式应用于工程设计，通过搜集和汇总焊缝加工尺寸、高强钢力学性能以及试件实际的工作性能等三方面的数据，对简化公式进行可靠度分析，当安全系数为4.5时，抗力分项系数取为0.84。对我国规范中高强钢对接焊缝连接的设计方法提出设计建议，即在对接焊缝受拉承载力计算式中考虑接头的综合强度，该综合强度取决于钢材强度、焊材强度、软化区情况和约束情况。     

5083铝合金焊接接头腐蚀性能及力学性能损失分析

采用浸泡试验和失重法研究了5083铝合金焊接接头腐蚀行为,并对接头进行室温拉伸测试,通过扫描电镜对接头进行微观形貌分析和断口分析。结果表明,5083铝合金焊接接头不同区域腐蚀性能存在显著差异。焊缝区耐腐蚀能力最差,热影响区次之,母材最耐腐蚀。焊缝区成分、组织不均、并存在残余应力,造成此区耐腐蚀性最差。焊接接头经过腐蚀后,断裂方式发生改变,接头强度损失严重。     

X形方圆汇交钢管节点的焊缝轴拉性能试验研究与承载力计算

为了研究X形方圆交汇钢管节点（主管为方形截面钢管、支管为圆形截面钢管）的焊缝轴拉承载力,对5个非刚性连接和3个刚性连接试件进行静力加载试验。采用硅橡胶印模技术对焊缝几何特性进行精细化测量,考察焊缝全周的应变分布、破坏模式和承载力。试验结果表明：刚性连接试件在轴拉荷载作用下的焊缝全周应变分布均匀,而非刚性连接试件的焊缝全周应变分布则呈现明显的不均匀性;非刚性连接的焊缝承载力相对于刚性连接的焊缝承载力有较大程度的降低,主要原因是焊缝应力的不均匀分布以及热影响区材料的脆性破坏无法与非刚性连接主管管壁的塑性变形协调,从而先于熔敷金属发生断裂。采用有限元分析方法对焊缝的受力性能进行分析,得到不同节点参数下的焊缝有效长度,通过试验和有限元参数分析,提出了基于焊缝有效长度,且满足规范可靠度要求的非刚性连接焊缝轴拉承载力计算式。     

HRB500高强钢筋闪光对焊焊接性能

针对工程应用前景广阔的HRB500高强钢筋,对其闪光对焊焊接试件的力学性能、维氏硬度、金相显微组织及疲劳强度进行试验研究与分析,主要结论为：HRB500高强钢筋闪光对焊焊接性能良好,闪光对焊前后其强度和冷弯力学性能变化不大,焊件拉伸断口形貌具有明显延性断裂特征,且断口远离焊缝位置;闪光对焊使焊接接头区域产生贝氏体,从母材向焊缝区域过渡,维氏硬度先增大后又有所降低,焊缝位置的维氏硬度与钢筋母材相当;由S-N曲线模型和升降法得到母材与焊件的疲劳强度及其发展规律,焊件的疲劳寿命更为离散,且普遍低于母材的疲劳寿命;对应200万次疲劳荷载作用时,焊件的疲劳强度较母材降低的更明显;对应107次疲劳荷载作用时,两者疲劳强度相当,仅约为其母材抗拉屈服强度的36%;焊件疲劳破坏大多发生于焊缝位置,且具有明显的疲劳破坏特征。     

纵向焊接铝合金压杆承载力研究

大多数结构用铝合金通常要经过热处理或加工硬化以改善其力学性能。当这种合金焊接后除了产生残余应力外,在焊缝附近还将产生强度明显降低的热影响区(HAZ)。而对于钢结构,由于其热导率比铝材小得多,因此只有高强钢才可能产生强度降低的热影响区,而且其强度的降低没有铝合金显著,热影响区的宽度也比铝合金小得多。这将使得铝合金受压杆件的屈曲性能变得更为复杂。对贴角焊和剖口焊这两种焊接方式的工字型铝合金中心受压杆件进行试验研究,并将试验结果同即将颁布的国标《铝合金结构设计规范》(送审稿)及欧洲规范9(EC9)进行比较。结果表明,通常情况下,对于贴角焊构件,规范结果与试验结果吻合较好;而对于剖口焊构件,规范结果偏保守。     

Experimental investigation of beam-to-column connection with SHN490 steel under cyclic loading

Seismic performance of beam-to-column connections used in the middle-low rise buildings was investigated through the cyclic loading test. Four joint specimens were prepared in accordance with the variables of material and connection type. In two cases of welded connection, the brittle fracture in weld did not occur but cracked at heat-affected zone (HAZ) and/or near weld access hole. In the connections with extended end-plate, punching failure followed by end-plate failure occurred at the flange of column around bolt head. The moment capacities based on failure modes were calculated and compared with the test results. The connections were classified as rigid, semi-rigid, flexible in terms of bending stiffness and strength.

     

双相型S22053不锈钢角焊缝连接拉伸试验研究

焊缝连接广泛应用于不锈钢结构生产和装配领域,但目前国内外专门关于不锈钢焊缝连接承载性能的研究较少。为研究国产双相型S22053不锈钢角焊缝搭接接头的承载性能,对6个正面角焊缝连接试件和5个侧面角焊缝连接试件进行了拉伸试验,测得了焊缝连接在拉伸作用下的极限荷载、极限强度等,并对焊缝随荷载的变形情况进行了测量。试验结果表明：正面角焊缝连接试件破坏截面平均角度约29°,并非45°理论值,其极限强度平均值973MPa,焊缝平均变形量为1.139mm。侧面角焊缝连接试件破坏截面平均角度约46°,比较接近45°理论值,其极限强度平均为637MPa,焊缝平均变形量为1.792mm。正面角焊缝连接试件焊缝极限强度为侧面角焊缝连接试件的1.53倍。     

Investigation of thermal effects on mechanical properties of 9Cr-1Mo to 9Cr-1Mo welded joints for high-temperature applications

Modified 9CR-1MO usage has been highly increased in recent years mainly under high-temperature application. This paper focusses on microstructure without post heat treatment and hardness, stress analysis of weld zone, heat affected zone and parent metal with and without post heat treatment. Here, among many suitable welding processes, we have been chosen Tungsten Inert Gas Welding with an appropriate filler rod ER308L.The post heat treatment is been carried out by an annealing process. The study of microstructure for 9cr-1mo steel mainly describes size and shape of grains by the Scanning Electronic Microscope, micro, and macro structure examination. The tensile and hardness strength of the 9cr-1mo steel has been determined by using suitable equipment throughout the base metal and weld zone. The microstructure is uniform and free from a dendritic pattern, the ductility of material more after annealing and the hardness of material become uniform overall except in HAZ.     

超低碳贝氏体高强度桥梁钢焊接试验研究

介绍超低碳贝氏体高强钢Q420qE和Q420qNH的焊接性试验结果。通过母材检验、焊接热影响区最高硬度试验、斜Y型坡口焊接裂纹试验、Z向拉伸层状撕裂敏感性试验和系列温度冲击试验等,从不同角度来评价其综合力学性能和焊接性。     

Fatigue behaviour of G20Mn5QT cast steel and butt welds with Q345B steel

A total number of 44 fatigue tests were conducted under total stain control, 26 for G20Mn5QT cast steel and 18 for butt welds between G20Mn5QT cast steel and Q345B steel. Based on the test results, cyclic stress response, plastic strain energy, strainlife curves and Coffin-Manson equations were presented. Comparing with hot rolled steels widely used in steel construction, the fatigue behaviour of G20Mn5QT cast steel is poor, the reason for which was imputed to the defects caused by the casting process. The welds between G20Mn5QT cast steel and Q345B steel exhibited similar fatigue performance as G20Mn5QT cast steel. Fatigue crack tends to initiate in the heat affected zone (HAZ) at the cast steel. Microstructure observations using optical and scanning electron microscope showed that casting defects are the common fatigue source for both G20Mn5QT cast steel and the butt welds between G20Mn5QT cast steel and Q345B steel.