双相不锈钢焊接接头疲劳强度

试验对SAF2205双相不锈钢纵向角接板焊接接头的疲劳强度进行了研究，用有限元计算热点应力集中系数，分别得出了名义应力和热点应力疲劳S-N曲线；用国际焊接学会推荐的方法进行统计处理，并和相同接头形式结构钢的疲劳强度进行了比较。试验表明，双相不锈钢纵向角接板焊接接头名义应力疲劳强度试验结果为FAT136，热点应力疲劳强度试验结果为FAT163，高于相同接头形式结构钢的疲劳级别；双相不锈钢的静载强度级别对其疲劳强度设计级别没有明显的影响。     

热输入对双相不锈钢管接头力学和腐蚀性能的影响

采用两种焊接工艺对双相不锈钢管道进行全位置焊接，对比研究了不同热输入条件下焊接接头的组织、力学性能和抗腐蚀性能，并用扫描电镜分析了缝隙腐蚀后蚀坑的组织特征。结果表明，焊接热输入是影响焊接接头相比例的一个重要参数，焊接采用高热输入时，尽管会使凝固组织铁素体晶粒易长大，但却会促使较多的奥氏体转变。同时相比例又影响着焊接接头的拉伸、冲击韧度等力学性能。蚀坑扫描电镜结果显示铁素体相优先被腐蚀，露出管状的奥氏体组织，这是由于合金元素在两相中的分配比例不同造成的电化学势差，进而形成局部选择性腐蚀。     

EH36钢埋弧焊接头CTOD试验中的突跃效应及评价

根据BS 74 4 8试验标准 ,在对海洋石油平台用钢EH36单、双丝埋弧焊接头的焊缝和热影响区 (HAZ)进行低温下 (- 15℃ )裂纹尖端张开位移 (CTOD)测试时 ,多个试样出现了”突跃”(F -V曲线上瞬间载荷下降、位移增加变慢 ) ,亦称”POP -IN”现象。针对这一问题 ,依据BS 74 4 8-Ⅰ中的有关评定标准 ,对存在POP -IN现象的试样进行了F-V曲线上载荷 -位移变化的测量、计算 ,并在光学显微镜 (× 10 0 0 )下观察了断裂面上脆性起裂点处的微观组织 ,从而合理取舍了焊接接头这一非均质结构中出现的POP -IN效应。     

海洋平台大厚度焊接接头断裂韧度

依据BS7448断裂韧度试验标准(ISO／TC164／SC4-N400)，对采用埋弧焊(SAW)工艺施焊的、板厚为54mm的海洋石油平台大厚度对接接头试样进行了低温裂纹尖端张开位移(CTOD)试验。分别测试了-15℃下单丝和双丝埋弧焊工艺下焊缝金属和热影响区的CTOD值。试验表明，除双丝埋弧焊热影响区试件外，其余试件均满足挪威船级社DNV规定的最小特征CTOD为0．15mm的要求，为指导海洋平台的施工建造提供了科学依据。     

提高焊接接头疲劳强度的超声冲击法与TIG熔修法之比较

采用Q2 35B十字接头试件 ,就改善焊接接头疲劳强度的超声冲击法与TIG熔修法进行了全面对比。结果表明 :超声冲击处理对焊趾区硬度的影响不如TIG熔修明显 ;TIG熔修对焊趾几何外形的改善程度好于超声冲击法 ;TIG熔修处理工艺在焊趾区引入了残余拉应力 ,而超声冲击在焊趾区形成了较大数值的压缩应力。Q2 35B十字焊接接头经TIG熔修后 ,其疲劳强度 (2× 10 6)提高 5 1% ,低于超声冲击处理对相同试件的疲劳强度 (2× 10 6)改善程度 (6 4% )。     

带人工裂纹的焊接钢结构梁柱节点有限元应力分析

近年来,日、美两国地震经验表明,焊接钢结构的脆断往往发生在焊接缺陷和应力集中共同作用的区域。由于梁翼缘的平坡口焊缝垫板结构存在,梁翼缘焊缝根部融合不良而形成“人工”裂纹。本文用有限元方法研究在承受梁端弯曲载荷情况下,梁柱节点的应力分布,以及翼缘焊缝根部的“人工”裂纹造成的应力集中。从断裂力学的观点来分析计算焊根部裂纹尖端的应力强度因子,计算表明底梁翼缘焊根部的应力强度因子值明显大于顶梁翼缘焊根部的应力强度因子值,这与实际地震时脆断更容易发生在底梁翼缘焊缝情况非常吻合。     

提高焊接接头疲劳强度的超声冲击法与TIG熔修法之比较

采用Q2 35B十字接头试件 ,就改善焊接接头疲劳强度的超声冲击法与TIG熔修法进行了全面对比。结果表明 :超声冲击处理对焊趾区硬度的影响不如TIG熔修明显 ;TIG熔修对焊趾几何外形的改善程度好于超声冲击法 ;TIG熔修处理工艺在焊趾区引入了残余拉应力 ,而超声冲击在焊趾区形成了较大数值的压缩应力。Q2 35B十字焊接接头经TIG熔修后 ,其疲劳强度 (2× 10 6 )提高 5 1% ,低于超声冲击处理对相同试件的疲劳强度 (2× 10 6 )改善程度 (6 4% )。     

局部法在十字接头工作角焊缝疲劳强度评定中的应用

介绍了一种新的疲劳强度评定方法,即局部法,该方法用单一疲劳标准可预测结构在载荷作用下的疲劳行为,而不受结构几何形状复杂,所受外载复杂的拘束,对国内常用Q235B钢的十字接头工作角焊缝进行了单轴拉伸疲劳试验,并用有限元方法对焊接残余应力和外载引起的局部应力进行了计算,分析结果表明该准则完全适合于Q235B钢。     

超声波冲击与TIG熔修复合强化改善高强钢焊接接头的疲劳性能

研究表明超声波冲击方法与TIG熔修方法在提高焊接接头疲劳性能机理方面存在着很强的互补性。提出一种对接头焊趾先进行一遍TIG熔修处理,然后再实施超声波冲击的复合处理新方法用来改善焊接接头的疲劳性能。对比疲劳试验结果显示:①在一定的应力范围内,超声波冲击处理试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高95％左右,疲劳寿命延长3.6-62倍。②TIG熔修试件与原始焊态试件相比,疲劳强度的改善程度高达34％左右;在较高应力范围内,疲劳寿命没有提高:在低应力范围内,延长疲劳寿命约为0.4—1.3倍。③超声波冲击+TIG熔修复合强化试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高120％左右,疲劳寿命延长28—125倍。④TIG熔修+超声波冲击复合处理能够在TIG熔修和超声波冲击处理的基础上,进一步改善焊接接头的疲劳性能;与单纯的超声波冲击相比,在高应力区域内,TIG熔修+超声波冲击复合处理一定程度上克服了单纯的超声波冲击对所处理的焊接接头疲劳性能改善程度大幅度降低的缺点。     

变幅载荷下超声冲击处理焊接接头的疲劳行为

为研究变幅载荷作用下超声冲击处理焊接接头的疲劳行为,采用非承载纵向角接接头进行了Q235B及16Mn钢原始焊态与超声冲击处理态的对比疲劳试验。试验结果表明：①在变幅载荷作用下,Q235B超声冲击处理试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高69%左右,疲劳寿命延长5.7～19.0倍。②在变幅载荷作用下,16Mn超声冲击处理试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高80%左右,疲劳寿命延长2.5～17.0倍。③在变幅载荷作用下,超声冲击处理焊接接头与原始焊态试件的疲劳性能均有所下降：Q235B超声冲击处理焊接接头的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的1/3,原始焊态的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的70%;16Mn超声冲击处理焊接接头的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的1/3,原始焊态的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的75%。④超声冲击处理焊接接头在承受强烈的变幅载荷时依然具有很高的疲劳强度。