高强度结构钢及其接头热影响区的疲劳及断裂性能分析

采用焊条电弧焊对48 mm厚高强度结构钢进行焊接,对焊接接头热影响区疲劳裂纹扩展门槛值ΔK_th、裂纹扩展速率da/dN和断裂韧度K_IC进行研究并与基体进行对比。结果表明,在室温下,焊接接头热影响区具有更好的疲劳和断裂性能;随着与熔合线距离的增大,热影响区的组织依次为粗大板条状贝氏体+奥氏体薄膜、细粒状贝氏体、回火索氏体+细粒状贝氏体,硬度逐渐下降;在室温下,焊接接头热影响区和基体冲击韧性均位于上平台。热影响区的残余奥氏体薄膜和硬度较高的贝氏体是影响其疲劳和断裂性能的重要因素。      

E36船体结构钢板水火弯板工艺适应性研究

采用不同加热温度对E36船体结构钢板进行热弯曲试验。结果表明,E36船体结构钢板具有良好的水火弯板工艺适应性,水火弯板后钢板性能均能满足要求,其强度略有升高,塑性略有下降,加热温度750℃时冲击韧性变化不大,加热温度800℃时冲击韧性显著降低,这可能是由于较高加热温度导致了焰道中心晶粒粗大所致。     

甲板分段焊接变形仿真与控制

采用热弹塑性有限元方法开展了甲板分段焊接数值仿真,基于三维Shell单元和双椭球焊接热源模型获得了结构温度变化和应力场,得到了甲板分段焊接变形及残余应力分布特点,同时探究了纵向和横向型材15种焊接装配顺序以及3种甲板分段拘束形式对残余应力和焊接变形的影响规律。结果表明,所设计的对称交替焊接方法对应的焊接变形最小,即先从船舯向舷侧焊接纵骨,再从中间向两端交替焊接横向桁材,最后从船舯向舷侧焊接纵向桁材;在甲板分段边缘和中心施加压条约束可获得变形控制与工作量的最佳平衡;通过优化焊接顺序和约束方式,可有效实现大型甲板焊接精度控制。     

E36钢板成分对埋弧焊接头韧性的影响

针对TMCP工艺生产的3个炉批次E36钢12 mm板,开展了钢板及埋弧焊接头力学性能、系列温度冲击试验,研究了钢中C、Ni、Nb、Ti元素对钢板埋弧焊接头韧性的影响.研究结果表明,降低钢中C含量、添加少量Ni元素有利于提高埋弧焊接头低温韧性,采用Nb、Ti微合金化,有利于细化母材晶粒及抑制焊接热影响区晶粒粗化,而钢中N...     

大型纵向桁材式基座焊接变形仿真与控制

基于热弹塑性法对大型纵桁式基座焊接过程进行了有限元分析,采用双椭球热源计算了焊接温度场与应力场,获得了基座焊接残余应力分布及变形情况,并对比分析了圆筒单元4种焊接顺序和3种基座约束方式对焊接变形的影响.结果表明,在压条和定位焊双重约束条件下,按照"头尾交替斜对称"焊接,基座变形最小;优化焊接顺序和约束方式,可有效减小大...     

对接试板焊接残余应力实测与数值模拟

使用压痕法对两副对接试板进行了表面焊接残余应力测试，并通过焊接有限元仿真获得了对接试板焊接残余应力分布规律，对比分析了表面残余应力实测和数值模拟结果。分析结果表明，焊接残余应力数值仿真结果和压痕法实测结果趋势一致，数值相差不大，残余拉应力峰值实测为599 MPa,仿真结果为597 MPa,表明数值模拟方法可预测焊接残余应力；焊缝及热影响区最大纵向残余应力属于拉应力，而最大横向残余应力为压应力，横向残余应力峰值低于纵向残余应力峰值；等效应力(Mises应力)峰值792 MPa,高于试板材料在常温下的初始屈服强度，表明该材料具有明显的加工硬化现象。