镍基合金管道环形焊接与焊后热处理模拟

对镍基合金管道环形焊缝进行焊接与焊后热处理模拟,为镍基合金焊接后处理工艺的优化提供有意义的参考。首先利用ABAQUS软件进行环形焊接模拟,考察管壁厚一定,随内径厚度比(D/B)变化时,轴向与周向焊接残余应力变化趋势;随后依据Norton蠕变准则,选取合适的蠕变激活能,考察相同保温时间下,不同保温温度对降低焊接残余应力的影响。焊接模拟结果显示,随着D/B值的增大,轴向焊接残余应力整体变化不明显,外表面有变小趋势,内表面有增大趋势,周向焊接残余应力变化明显,尤其是内表面,由压应力变成了拉应力。焊接后热处理模拟结果显示,对于同一种材料,适当升高保温温度可以在短时间内有效降低残余应力。     

苯酐冷凝器管子与管板焊接残余应力数值模拟及试验研究

为了研究苯酐冷凝器管子与管板焊接残余应力的大小和分布规律,采用有限元法对一台苯酐冷凝器的管子与管板焊接残余应力进行分析,同时利用X射线衍射方法对冷凝器管子与管板焊接残余应力进行测定。由有限元数值模拟结果可以得出,管子与管板的焊接残余应力围绕管子呈同心环形对称分布,在焊缝处出现最大焊接残余应力,并且管板焊接热影响区焊接残余应力显示环向承受拉应力,而径向承受压应力。试验结果与有限元数值模拟结果相吻合,表明了有限元数值模拟方法的正确性。     

热处理消除Q235钢焊接残余应力的研究

对Q235钢焊接件进行不同温度和不同保温时间的退火热处理,采用小盲孔法测定处理后各试板的焊接残余应力,比较焊接残余应力降低程度,得出高温短时保温与低温长时保温在消除焊接残余应力上效果接近,以实验结论为基础,提出了热处理消除焊接残余应力温度与时间等效性的问题。     

换热器管子与管板焊接接头残余应力的数值模拟

基于ANSYS平台对油浆蒸发器伸出管板角接头的焊接残余应力进行数值模拟,获得了焊接接头的残余应力分布,成功的解决了焊缝的环形行走和不同部位之间的热传导问题.有限元分析结果表明.接管环焊缝的残余应力分布具有局部性的特点,高应力危险区集中在焊缝周围的管板热影响区.本文焊接条件下管接头环焊缝最大径向焊接残余应力出现在临近焊接热影响区的焊缝根部,对导致出现应刀腐蚀开裂起主要作用.合理的预热措施使最大环向焊接残余应力降低20%左右,同时管桥表面应力也得到明显改善,这就有效降低了管板表面出现应力腐蚀开裂的风险.     

基于ABAQUS有限元计算的Al-Mg-Zn铝合金多层焊残余应力预测

针对7系(Al-Mg-Zn)铝合金在不同拘束下三层四道焊的残余应力分析,采用顺序耦合的热弹塑性有限元方法对温度场与不同拘束下的应力场进行了数值计算,并用X-ray残余应力测试仪对实际焊板的纵向残余应力进行了测试。结果表明:应力集中位置位于试板受到约束的位置与焊缝附近,采用实际约束的应力模拟结果与残余应力测量结果基本一致。通过数值模拟计算得出,与两端固定的焊接拘束相比,实际焊接试验的工装约束会产生更高的残余应力水平,而自由拘束条件下的残余应力模拟结果最小。     

Q345E钢焊后热处理残余应力模拟与试验研究

为深入研究热处理工艺对焊接残余应力的影响规律,以Q345E钢对接接头和T型接头多层多道焊为例,首先借助X射线衍射法对热处理前后焊接试件进行了应力测试,然后采用数值模拟的方法对这两种焊接接头模型热处理前后的残余应力进行了计算,分析了热处理前后残余应力的分布。结果表明:模拟结果与试验测试的结果具有一致性,验证了有限元数值模拟的合理性。热处理前,平板对接接头的纵向残余应力沿焊接方向呈现两端小,中间大的趋势;沿垂直于焊接方向随着距熔合线的距离增大而降低;T型接头的纵向残余应力沿焊接方向随远离起弧端整体上表现出上升趋势;沿垂直于焊接方向,它由近焊缝处的拉应力逐渐过渡到远焊缝处的压应力。热处理后,残余应力均下降。     

热处理工艺参数对2219铝合金焊接接头残余应力的影响

采用X射线衍射法对不同热处理参数下的2219铝合金TIG焊接头残余应力进行测试与分析,研究了退火温度、保温时间及冷却方式对接头残余应力的影响。结果表明,随着退火温度的上升和保温时间的延长,接头残余应力下降幅度增大;当退火温度为350℃保温时间2 h时,焊缝附近区域及焊缝中段横向应力及远离焊缝区域纵向应力方向发生改变,残余应力横向分布规律发生变化。随着保温时间的延长,焊接残余应力下降幅度增大。炉冷具有消除残余应力的效果。     

不同处理工艺对转向架横梁模拟箱体焊接残余应力的影响

采用不同的处理工艺对转向架横梁模拟箱体对接接头进行处理,并采用X射线衍射法测量处理后的对接接头残余应力,对比了不同处理工艺条件下模拟箱体某条焊缝的残余应力.结果表明:整体热处理、局部热处理和风铲振动冲击均可改善模拟箱体焊接接头的残余应力.风铲振动冲击可以使模拟箱体接头焊缝区及焊趾部位表面形成一层残余压应力;局部热处理可以改善模拟箱体接头焊后残余应力,拉应力峰值可降低约33％;而整体热处理对模拟箱体接头焊后残余应力的改善效果优于局部热处理,拉应力峰值可以降低约65％.     

焊后热处理对S30408/Q345R复合板焊接接头残余应力的影响

采用计算机模拟、X射线衍射法和盲孔法对焊后热处理前后的S30408/Q345R复合板焊接接头的残余应力分布进行了研究。数值模拟结果表明：随着焊接道次的增加，焊缝区的残余应力逐渐减小并趋于稳定，熔合线附近的残余应力逐渐增大，且高于其他位置的残余应力。结果表明：采用580℃保温2 h的热处理工艺，消除残余应力的作用有限。X射线衍射法及盲孔法所获得的焊缝残余应力值最大误差为23%;焊接接头残余应力实测值明显高于模拟值，焊缝及熔合线附近位置误差均较大，最大误差可达33%。     

客车水箱焊接工艺性能研究

采用钨极氩弧焊(TIG焊)对客车水箱用304不锈钢薄板进行焊接,获得4种焊接接头:全焊透板对接接头、T型接头、单面角焊缝接头和搭接接头,对其力学性能、组织结构、残余应力分布、氯离子敏感度等进行测试和分析。结果表明:4种焊接接头形式中,全焊透板对接接头在力学性能、焊接残余应力分布、耐腐蚀性等方面最优,而单面角焊缝接头在力学性能、焊接残余应力分布、耐腐蚀性等方面最差。     

基于均匀设计法的T91钢管焊接接头工艺参数优化

以某锅炉厂T91钢管环形焊接接头为研究对象,采用均匀试验设计,以焊接电流、焊接电压、焊接速度、预热温度、焊后热处理温度、保温时间作为可调整的工艺参数,使用Abaqus有限元分析软件对焊后热处理的接头残余应力进行模拟。通过RBF神经网络和粒子群算法对焊接参数进行优化,并采用优化后的焊接参数进行了试验。结果表明,通过均匀试验设计的方法得到RBF神经网络拟合用的训练样本是可行的,大大降低了数据计算量。在优化的焊接工艺参数下预测的焊后最大残余应力与实际模拟值相近。采用优化的焊接参数进行试验得到的接头金相检验合格。     

P92钢管焊接温度场和残余应力数值模拟

基于ANSYS大型有限元分析软件,建立了合适的有限元模型,对SA335-P92钢管的焊接残余应力进行了模拟,并将残余应力模拟结果与试验结果进行了对比。结果表明,在焊接态下,焊缝区域周向残余应力呈拉应力状态,拉应力最大值出现在热影响区,焊缝轴向应力呈压应力状态,往两侧靠近母材的热影响区应力状态逐渐由压应力转变为拉应力,随着距离焊缝中心距离的增加,残余应力水平均逐渐降低;热处理态下,焊缝区域周向残余应力分布规律与焊接态相似,焊缝轴向应力则由焊接态时的压应力变为拉应力,两侧热影响区由拉应力变为压应力,应力水平均较焊接态时明显降低;残余应力分布模拟值与实测值分布规律基本吻合,数值上略有差异,所建立的模型能较为准确的模拟焊后残余应力分布规律。     

换热器管子与管板焊接接头残余应力数值模拟

利用有限元软件ABAQUS,对换热器管子与管板焊接残余应力进行数值模拟,获得了焊接接头残余应力的分布规律,比较了伸出角接头和内角接头的优劣.计算结果表明,内角接头残余应力比伸出角接头小.最大径向应力出现在管板表面的热影响区,对管板表面裂纹有主要影响.最大环向应力出现在焊缝根部,对管子与管板连接失效影响较大.相邻两换热管之间,由于后面换热管的焊接加热作用,使前面管子焊缝局部应力值下降,有利于降低应力腐蚀开裂的敏感性.研究结果为优化换热器管子与管板的焊接工艺、控制残余应力提供了理论依据.     

基于计算机模拟的自升式钻井平台桩腿管节点焊接残余应力分析

自升式钻井平台桩腿管节点焊接结构复杂,各构件材料不同,焊缝多且不规则,焊接残余应力分布复杂,对其数值模拟困难且效率低下。本文采用一系列高效计算方法实现了桩腿管节点模拟件焊接残余应力场的高效计算,利用计算机模拟建立三维实体模型并分析了该结构的应力分布特征。计算结果表明,由于结构不连续和材料力学性能不连续造成焊缝及焊趾位置产生较大的应力集中,特别是两焊缝交界区域的应力集中现象显著;半圆板近缝区出现深度达到6~8 mm的500~700 MPa的高幅值等效应力,水平管上焊缝及近焊缝区形成46 mm长的300~500 MPa的较大等效应力区。     

焊后热处理对复杂结构件完整性的影响

通过考虑热处理前后δ_CTOD值和残余应力变化,研究了焊后热处理对复杂结构件完整性的影响. 对厚板(80 mm)对接接头进行了焊态和热处理态的残余应力测量和断裂韧性(CTOD)试验. 相对厚板对接接头焊态,热处理态的残余应力有效降低,焊缝δ_CTOD值基本不变,热影响区δ_CTOD值有较大幅度下降;对带拘束和装配应力复杂焊接结构进行局部热处理并测试焊态和热处理态的残余应力. 结果表明,残余应力降低不明显,有的部位残余应力水平反而上升. 基于以上试验结果,对多种情况进行结构完整性的评估,发现了局部热处理并不能够改善复杂结构的安全性.     

薄板焊接残余应力尺寸效应

利用ANSYS大型有限元软件对对接薄板焊接残余应力的大小和分布进行了计算,得出了尺寸因素对焊接残余应力的影响规律,特别是过渡板宽、板长对焊接残余应力的影响,分析过程中考虑了材料的物理性能及力学性能随着温度的非线性变化以及金属的熔化潜热,使数值模拟结果尽量接近实际值.最后理论计算与试验结果相比较,结果是基本吻合的,所得结果可以进行残余应力预测.     

基于超声波冲击的TC4钛合金焊接残余应力消除分析

为探究超声波冲击对中厚板TC4钛合金焊接残余应力控制效果，采用TIG多层多道焊方法制备12 mm厚对接试板，分别对焊接试板进行4,6,8次超声波冲击处理，采用盲孔法进行应力测试，得到冲击次数对残余应力的影响规律，并将最优冲击次数的残余应力与焊态和热处理态结果进行对比。结果表明：采用超声波冲击方法对焊缝附近残余拉应力具有显著的消除效果，随冲击次数增加，残余压应力区及压应力值逐渐增大，当达到峰值后继续增加冲击次数，压应力区及压应力值呈下降趋势；对比热处理方法不仅将消除原有残余拉应力，而且在焊缝区产生有益的压应力。     

TIG熔修后T形接头的焊接残余应力及消除

用红外热成像仪测量了P355NL1钢T形接头在焊接过程中的温度场分布,得到焊接过程的温度循环曲线,并且与有限元方法模拟的温度场结果吻合,验证模拟计算的准确性;使用盲孔法,测量了T形板焊接MAG焊后、TIG熔修后以及热处理后的残余应力;采用间接法利用温度场计算结果计算了T形接头试板焊接残余应力场,模拟结果与实际测量的残余应力趋势相符.结果表明,TIG熔修能一定程度的降低焊缝中心的残余应力,但增大了熔修区域的残余应力;而通过整体热处理能有效地消除熔修带来的大部分残余应力,但仍有部分残余应力存在.     

600MW机组施工中焊缝的残余应力测定和分析

该文通过对平坪电厂１＃机组主蒸汽管焊缝残余应力的测定和分析，说明了对电玫大机组主蒸汽管进行残余应力测定的重要性，肯定了在大规格主蒸汽管焊接施工中所采用的焊前预热、停焊保温、中间除氧热处理及焊后回火等工艺措施对减少焊缝残余应力的积极作用，对了解焊缝中残余应力分布及在焊接时如何减少残余应力有一定的参考价值。     

去应力退火处理对310S钢焊接接头残余应力与力学性能的影响

采用钨极氩弧焊对310S耐热不锈钢进行焊接试验,并对其接头进行去应力退火处理,采用金相显微镜、残余应力仪、拉伸试验机等测试热处理前后焊接接头的显微组织、力学性能与残余应力演变规律。结果表明:在600℃进行退火处理时,随着保温时间的增加,残余应力被消除的程度逐渐加大;由于去应力退火温度未达到其再结晶温度,因此,热处理后焊接接头的显微组织与力学性能变化不明显。