P92钢的CMT+P焊接接头组织性能

介绍了冷金属过渡+脉冲(CMT+P)焊接的焊接方法和特点. 采用CMT+P焊接工艺对P92钢板进行了对接焊接试验,并对比分析了P92钢的CMT+P焊接工艺与TIG打底+SMAW填充焊焊接工艺的焊接接头组织和性能. 结果表明,两种工艺的焊接接头经热处理后均为回火马氏体组织,且CMT+P的马氏体板条间距较小,热影响区为等轴晶且较窄,高温蠕变性能相对较好;CMT+P焊接接头抗拉强度优于母材,且冲击韧性与TIG打底+SMAW填充焊焊接头冲击韧性水平相当. 进而证实了CMT+P可作为P92钢焊接工艺的一种新选择.     

纳米压痕法测量80Au/20Sn焊料热力性能

采用恒加载速率/载荷纳米压痕试验测量了25,75,125及200℃下80Au/20Sn焊料的热力性能.结果表明,加载速率、施加载荷和温度对压痕载荷位移曲线影响显著;80Au/20Sn焊料具有较强的加载速率敏感性,显著的尺寸效应,125和200℃下出现了明显的\     

海洋平台导管架Y形节点焊接冷裂性评价

海洋平台结构的不均匀性与焊接技术的局限性导致焊接接头位置易产生焊接冷裂纹等缺陷进而导致开裂。针对该问题,文中基于SYSWELD软件对海洋平台E36高强钢材质的导管架典型Y形管节点位置处的焊缝进行建模并对其焊接过程进行了数值模拟。根据焊后应力场获得焊后拘束应力,从而实现对其冷裂性的定量评价。通过热源校核得到的热循环曲线实现热源模型的施加,进而分别对管内壁焊根处和管外壁焊趾处的轴向、周向及径向拘束应力沿着相贯线的变化进行了分析,并将各方向的危险点拘束应力与材料的临界拘束应力进行了对比。结果表明,导管架Y形管节点的焊后最大拘束应力为492 MPa,小于E36高强钢的临界拘束应力,即导管架Y形管节点的焊根和焊趾处均不会发生焊接延迟开裂。     

P110套管内壁CMT/P堆焊Inconel 625合金的组织及性能研究

针对P110油套管,采用冷金属过渡加脉冲的焊接工艺获得了平整、连续、无缺陷的Inconel 625合金堆焊层。借助体视显微镜、金相显微镜、SEM、EDS、XRD、TEM、碳硫仪等对堆焊层的成分及微观组织进行了分析。堆焊层组织从熔合线到堆焊层顶部依次为柱状晶、树枝晶、等轴晶,基体为Ni的固溶体,其上分布着Laves和MC型碳化物。堆焊层含有从母材扩散来的C、Fe等元素。采用双环电化学动电位再活化方法对堆焊层的耐腐蚀性进行了研究,发现随着C、Fe的扩散会降低其耐晶间腐蚀抗性。通过EBSD还发现,小角度晶界(具有<15o的晶粒取向)和特殊的大角度晶界(Σ≤29)中的Σ3n晶界(低Σ重合点阵, n=1,2,3)的提高,会提高晶间腐蚀耐性。结果表明采用合适的工艺参数进行Inconel 625合金的堆焊,可得出无明显缺陷,成形良好且具有良好耐腐蚀性能的堆焊层。     

基于连续损伤力学的高低周复合疲劳损伤

基于连续损伤力学(CDM)的经典损伤理论和不可逆热力学原理,分别对高周和低周疲劳载荷下的损伤演化模型进行了研究,进而推导出一个新的高低周复合疲劳损伤模型;将该模型编写为UMAT耦合到ABAQUS有限元分析软件中,实现了对缺口材料高低周复合疲劳损伤的模拟及裂纹萌生位置和萌生寿命的预测;同时研究了不同的高低周循环比对裂纹萌生寿命的影响.结果表明,裂纹容易在缺口根部应力集中处萌生;该模型考虑了高低周循环的交互作用,模拟计算结果更符合实际情况;同时通过研究发现高的循环比会使裂纹的萌生加速.     

脉冲熔化极氩弧焊熔池的震荡特性分析

通过高速摄像采集,采用数字图像处理技术,对脉冲熔化极氩弧焊熔池轮廓进行了精确提取. 基于该熔池轮廓提取方法,分析了一脉一滴、一脉两滴焊接条件下,离弧柱中心不同点位置的时域和频域变化特征. 结果表明,两种情况由于脉冲电弧和熔滴对熔池的冲击影响,引起的波叠加造成随着离弧柱中心距离的增加,熔池轮廓上各点震荡的振幅分布呈波动递减趋势;在一脉两滴时近弧柱中心的点震荡表现复杂、密集,熔滴所引起的熔池震荡会抵消脉冲电弧引起的震荡,振幅相对较小,且脉冲电弧引起熔池的震荡要比熔滴强.     

纳米压痕试验确定80Au/20Sn焊料蠕变参数

80Au/20Sn焊料合金被广泛用于微电子及光电子封装中,其焊料的蠕变性能对于器件的长期运行至关重要.描述蠕变行为的蠕变参数.对于求解蠕变本构模型及分析蠕变机制具有重要意义.在不同加载速率及不同温度下对80Au/20Sn焊料进行了恒加载速率/载荷纳米压痕试验,用半椭圆模型对出现"挤出"压痕的接触面积修正后由Oliver-Pharr法求得了不同温度下的弹性模量及硬度,基于压痕做功概念获得了蠕变参数.结果表明,基于压痕做功概念得到的蠕变应力指数和蠕变激活能与传统单轴拉伸蠕变测试结果相差在13%以内,说明该测试和分析方法能在一定程度上预测焊料的蠕变参数.     

焊后热处理对P92钢管道焊接残余应力场的影响

采用红外热成像仪测量了P92钢管道在焊接过程中的温度场分布,由此获得P92钢焊接过程的温度循环曲线;采用有限元方法模拟了P92钢管道多层多道焊的整个焊接过程,获得焊接温度场分布,与P92钢焊接温度场实测结果吻合良好,验证了模拟计算的准确性;采用间接法,利用温度场结果计算了P92钢管道环焊缝焊接形成的残余应力场,并重点分析了焊后热处理前后的焊接残余应力变化情况.结果表明,焊后热处理对P92钢管道焊接残余应力具有明显的消除作用,但不能完全消除,焊缝中依然存在较大的拉伸残余应力.     

弯曲载荷下涂层断裂行为

采用静载下的三点弯曲试验,详细分析观察了高速电弧喷涂LX88A金属基陶瓷涂层的断裂行为.研究发现涂层中某位置所受力矩达到一定值时,该处会产生垂直于界面的裂纹,故可将力矩是否达到临界值作为该位置产生裂纹的条件.有限元分析结果也证明了上述结论,对于三个不同位置的裂纹,当裂纹产生时该位置处界面附近的应力水平基本接近.研究结果可以为涂层构件的设计提供参考.     

P92钢Ⅳ型开裂的显微组织变化

首先分析了P92钢焊接接头的显微组织和硬度分布,然后利用不同时间的P92钢焊接接头持久试验,分析了接头的蠕变损伤演化.结果表明,在650℃和70MPa下,经历3000h的持久试验后,P92钢焊接接头各微区均未发生明显的蠕变损伤;当持久试验时间超过4032h后,在细晶区(FGHAZ)和临界区(ICHAZ)内出现了大量的蠕变空洞,而粗晶区(CGHAZ)和焊缝金属中未出现蠕变空洞;当持久试验时间达到7000h后,细晶区和临界区中的蠕变空洞长大,并有相互连接的趋势;当试验时间达到7026h后,持久试样发生了脆性蠕变断裂,断裂位置在热影响区内,为典型的IV型蠕变开裂.