Cr22型S31803双相不锈钢的TIG焊接工艺应用

为满足某石化装置中双相不锈钢管道的焊接任务,采用TIG焊工艺对该材料进行了焊接工艺研究,在分析材料焊接性和反复试验的基础上,拟定了合理的焊接材料、焊接方法、焊接工艺参数以及焊接过程中的操作技巧和操作要点并对焊接接头进行理化试验。结果表明,拟定的焊接工艺是可行的,焊接接头性能得到保证,可以为制定类似材料的焊接工艺作参考。     

力学性能不均匀焊接接头的强度预测

提出一种评价力学性能不均匀焊接接头强度的方法。从管线钢的低匹配焊接接头截取试样,进行硬度测量和拉伸试验。根据已有的材料硬度值和强度的关系,确定其屈服应力、最大载荷处的真应力和加工硬化指数。从而利用焊接接头的硬度分布,得到其对应各区域的局部材料性能。建立焊接接头的有限元模型,将焊缝和热影响区分割成小区,输入对应的材料性能参数,这样使有限元模型中能较准确反映焊接接头的力学不均匀性;进行有限元计算,得到相应焊接接头的试样的屈服强度和抗拉强度。与对应拉伸试验结果比较表明,这种预测焊接接头强度方法的精确度为±40 MPa。     

考虑铝合金接头软化的焊接变形及残余应力预测方法

针对铝合金焊接接头的软化问题,通过采用合理材料模型对该问题进行了描述,并在此基础上开发了相应的热-弹-塑性有限元计算方法来预测铝合金薄板的焊接变形和残余应力.以TIG重熔铝合金薄板为例,模拟分析了焊接过程中的温度场、残余应力和焊接变形.同时,采用试验方法测量了焊件的挠曲变形.结果表明,考虑软化现象的有限元数值计算结果与试验测量结果更吻合,验证了提出材料模型和所开发的有限元计算方法的有效性;对于接头软化较为明显的铝合金材料,进行焊接残余应力的数值模拟时有必要建立反映接头软化的材料模型.     

基于神经网络的低合金钢接头性能测试

针对建立材料组织和相变物理模型估计不同焊接规范下接头力学性能的困难性,利用神经网络的非线性映射和建模能力,提出神经网络低碳合金钢焊接接头性能预测方法。首先在焊接热模拟试验机上获得了5种低合金钢不同焊接热循环条件下的接头力学性能数据,用于神经网络模型的训练和检验。随后建立了BP神经网络预测模型,利用均匀设计法优化了神经网络参数。试验表明：该模型可根据钢材成分和焊接规范对焊接接头力学性能进行较为准确的估算,为焊接接头力学性能预测提供了一种有效的手段。     

基于神经网络的低合金铜接头性能测试

针对建立材料组织和相变物理模型估计不同焊接规范下接头力学性能的困难性,利用神经网络的非线性映射和建模能力,提出神经网络低碳合金钢焊接接头性能预测方法.首先在焊接热模拟试验机上获得了5种低合金钢不同焊接热循环条件下的接头力学性能数据,用于神经网络模型的训练和检验随后建立了BP神经网络预测模型,利用均匀设计法优化了神经网络参数.试验表明:该模型可根据钢材成分和焊接规范对焊接接头力学性能进行较为准确的估算,为焊接接头力学性能预测提供了一种有效的手段.     

GH4099/GH3230异种高温合金焊接工艺性能研究

为了探究GH4099/GH3230异种高温合金焊接接头在工程应用中的可行性,通过数值模拟与试验两种方法对接头的焊接工艺性能进行研究。首先,建立了GH4099/GH3230异种材料有限元模型,对焊接接头温度场、焊接过程的瞬时温度场以及热循环规律进行了分析;然后,采用TIG焊接方法对试板进行试验研究,验证所建立有限元模型的正确性和可靠性,并对接头的宏观形貌、微观组织和力学性能进行了检测分析。结果表明:随着时间变化熔池逐渐向前推移,熔池附近各点温度基本恒定,GH3230侧的高温区域面积大于GH4099侧。离焊缝中心1 mm及4 mm处各点温度变化规律基本一致,只是峰值温度出现的时间不同。在模拟焊接参数条件下,GH4099/GH3230异种高温合金焊接接头未见气孔、夹渣、裂纹等缺陷,组织较为致密,且力学性能优良。     

铝镁料仓中的双面同步TIG焊工艺

为完成聚乙烯工程中铝镁料仓的焊接任务,采用双面同步氩弧焊工艺对该材料进行了焊接工艺研究,在分析焊接性和反复试验的基础上,拟定了合理的焊接材料、焊接方法、焊接工艺参数以及焊接过程中的操作技巧和操作要点,并对焊接接头进行多项力学性能试验。结果表明,拟定的焊接工艺方案对于铝镁合金对接接头是可行的,焊缝性能可以得到保证,同时也可作为制定类似材料焊接工艺的参考。     

9Ni钢手工GTAW焊接接头性能研究

采用手工氩弧焊焊接9Ni钢,选用ERNiCr-3及ENiCrMo-3焊丝进行比较,通过拉伸试验比较焊接接头抗拉强度,通过冲击试验比较接头韧性,然后再对接头进行显微组织试验,通过显微硬度试验比较接头不同位置的硬度及硬度分布趋势、通过金相试验观察焊接接头的金相组织并分析其性能,通过SEM及EDS试验观察并测量接头金相组织中析出相的主要合金元素及含量,研究不同填充材料对9Ni钢焊接接头组织与性能的影响。最终通过比较得出适合9Ni钢的最佳焊接材料与焊接工艺。     

高寒用动车组变压器焊接结构可靠性研究

通过焊接材料,焊接接头机械性能及同类产品的对比分析,采用无损检测、低温拉伸、冲击试验等研究手段,选择合适的焊接材料及工艺参数,通过理论分析,确定了要在高寒情况下产品正常使用,必须保证焊接接头性能达到母材性能要求。由此明确了研究项点和方法,确定工艺攻关方向。根据产品初步设计要求,对焊接母材进行可焊性分析,确定采用Y型裂纹试验,对母材及焊材进行材料的裂纹敏感性分析,对高寒动车组变压器高寒车使用条件下(-40℃)焊接接头及母材的机械性能进行低温性能验证分析,确定了焊接材料及焊接工艺。     

薄壁GH3536尾喷管组焊变形控制工艺优化仿真

基于SYSWELD仿真平台,利用热-弹-塑性有限元法和固有应变法进行仿真优化,研究焊接工艺对薄壁GH3536尾喷管组件焊接变形的影响。首先进行平板对接工艺试验和热-弹-塑性有限元仿真计算,对焊接热源模型进行校核,获得不同焊接工艺下典型接头的平均固有应变和修正的材料热膨胀系数。建立全尺寸三维尾喷管组件的焊接有限元模型,基于固有应变理论的弹性有限元方法,利用平板对接获得的材料热膨胀系数,计算焊接工艺参数与焊接约束对尾喷管组件焊接变形的影响。结果表明,焊接电流为40A时,薄壁GH3536平板对接焊接头固有应变值最小为0.00660mm,此时尾喷管焊后变形也最小,为推荐使用的最优焊接工艺。在焊缝、进气口和排气口同时进行夹持,尾喷管焊后变形最小,整体变形1.39mm。     

超声波测定摩擦焊接头残余应力

采用１５ＭＨｚ超声聚焦探头对４５号钢摩擦焊接头进行试验检测,根据有限弹性变形理论建立了超声波测定摩擦焊接头残余应力的计算模型,并计算出接头中轴向残余应力和径向残余应力的分布规律。结果表明,摩擦焊接头焊缝区和近缝区的轴向残余应力为压应力,而远离焊缝区域为拉应力;接头内径向残余应力在轴心处为压应力,随着远离轴心逐渐由拉应力变为压应力,在接头边缘区域为拉应力。试验结果还表明材料的各向异怀对超声波测定摩擦     

15MnNiDR压力容器埋弧焊焊接工艺探讨

对15MnNiDR低温铜采用埋孤焊方法进行焊接工艺试验研究，检验焊缝质量，分析焊接接头的低温冲击韧性，测试其力学性能。试验结果表明，只要焊接材料匹配正确，工艺参数合理，所获得的焊接接头质量良好，焊接接头强度、塑性和低温冲击韧性均能达到母材水平。     

双孔微剪切评定焊接接头的局部强度

提出一种评价力学性能不均匀焊接接头强度的方法,研制了测量材料局部力学性能的双孔微剪切试验装置,对焊接接头各区域进行微剪切试验.记录加载过程中载荷传感器和位移传感器传输的数据,转化得到剪切应力-应变曲线.建立双孔微剪切试验的有限元模型,选择不同屈服应力和加工硬化指数的材料进行有限元模拟,建立试验剪切应力,应变曲线与材料强度参数的相关性,并利用拉伸试验对其准确性进行了验证.结果表明,利用双孔微剪切试验曲线可直接得到材料的强度参数,并利用双孔微剪切试验测定X70管线钢焊接接头上各区的强度.     

外部约束对薄壁高温合金尾喷管焊接变形的影响

以壁厚为1 mm的高温合金尾喷管为研究对象，基于热-弹-塑性有限元法与固有应变法，研究外部约束对薄壁高温合金尾喷管工件焊接变形的影响。通过焊接工艺试验和热-弹-塑性有限元法仿真，进行焊接热源校核，获得对接接头的固有应变和材料模型参数。建立全尺寸三维尾喷管焊接有限元模型，基于固有应变理论的弹性有限元方法，利用平板对接获得的材料模型参数，计算不同外部约束对尾喷管工件焊接变形的影响。结果表明：进气口约束对控制尾喷管焊后变形起主要作用，在进气口施加约束时，工件变形最小，为2.39 mm,变形发生在尾喷管内环与外环弧形焊缝位置。通过尾喷管组件产品焊后变形测量与仿真结果对照，验证了仿真计算方法的准确性，固有应变法可适用于薄壁尾喷管焊接变形预测。     

T形焊接接头固有变形逆解析方法的开发

基于固有应变方法的弹性有限元方法是适用于大型复杂焊接结构件变形预测的有效方法,但这一方法得以运用的必要条件是必须已知存在于焊缝附近的固有变形.文中利用物理试验和数值模拟技术相结合的研究手段开发了典型焊接接头固有变形的逆解析数值计算方法.利用逆解析得到的固有变形值,采用固有应变弹性有限元方法对T形焊接接头的焊接变形进行了预测.通过比较数值模拟结果和试验测量值,验证了基于数值模拟技术的逆解析方法的求解精度.结果表明,T形焊接接头固有变形的逆解析算法是正确有效的.     

哈氏合金(Hastelloy C-276)管道的焊接

为满足丙烯酸及脂(AA/AE)工程中的哈氏合金(Hastelloy C-276)管线对接接头在强腐蚀性介质中的工作条件,采用GTAW焊接方法,对该材料进行了焊接工艺研究.在分析焊接性和反复试验的基础上,拟定了合理的焊接材料、焊接方法、焊接工艺参数以及焊接过程中的操作技巧和操作要点,按照标准JB4708对焊接接头进行多项...     

焊接结构抗疲劳优化设计方法及应用

焊接结构的破坏往往表现为焊接接头的疲劳破坏,提出考虑焊接接头疲劳损伤约束的焊接结构抗疲劳优化设计方法.根据国际焊接学会(IIW)的焊接接头与部件疲劳设计评估标准,基于Miner累积损伤理论,提出虚拟疲劳试验技术预测焊接接头的累积损伤,以焊接接头的累积损伤为约束进行抗疲劳设计,采用基于试验设计的近似模型优化策略提高计算效率.采用此方法对某焊接构架进行了抗疲劳轻量化设计,选取10个设计变量,进行120次试验设计创建Kriging近似模型,在近似模型上应用序列二次规划算法进行优化设计,在结构尺寸、应力及给定焊接接头累积损伤约束下,构架重量减轻11.6%.此方法为设计过程中保证焊接结构的疲劳可靠性提供了一种新途径.     

车辆用铝合金型材焊接接头微区性能研究

对轨道车辆用6005和7006（919）铝合金材料的焊接接头微区性能进行了试验研究，对焊接接头微区性能的变化规律进行了讨论。结果表明，微区剪切试验特别适用于焊接接头的微区性能研究，其测量结果精确可靠，可作为材料选择及结构设计与工艺评定的依据。     

洛河大桥钢梁焊接工艺研究

针对洛河大桥加固钢梁所用的Q345qE钢进行焊接分析和研究,对各种焊接接头及焊接方法进行了焊接工艺评定试验,确定其预热温度及焊接工艺。各项性能试验结果表明,所用焊接材料匹配合适,焊接工艺参数合理,各项力学性能指标满足设计及相关规范要求,不但提高了焊接接头的低温冲击韧性,还有效保证了韧强比,使产品焊接接头有了良好的抗脆断性能。     

轿车用铝合金焊接接头局部力学性能分析

铝合金焊接接头是一个组织和力学性能不均匀体,准确测定不同区域的局部力学性能,对评定接头整体性能和改善焊接工艺是十分必要的.通过对轿车用5052铝合金焊接接头显微组织及硬度分析,提出了微冲压试验方法,结合ABAQUS有限元商业软件对接头局部力学性能进行了研究.在有限元反向模拟计算间接得出局部材料的本构关系,同时利用拉伸试验验证该方法的准确性.结果表明,焊接接头局部力学性能分布特征与硬度值分布特征基本相似,熔合线附近是焊接接头力学性能最薄弱的区域.