焊趾TIG重熔对转向架用P355NL1钢对接接头残余应力的影响

采用X射线衍射法对转向架用P355NL1钢对接接头的残余应力进行了测试。研究T IG重熔处理对单面焊双面成型和封底焊对接接头残余应力的影响。结果表明,TIG重熔处理对降低单面焊双面成型接头焊趾处纵向残余应力有显著影响,但会提高封底焊接头焊缝和焊趾的纵向残余应力。单面焊双面成型接头焊态横向残余应力值总体大于封底焊焊态接头横向残余应力。焊趾T IG重熔增加了单面焊双面成型对接接头焊趾区域横向压应力值,但对封底焊接头焊趾处横向残余应力没有影响。     

T型板单双面焊接结构的残余应力与变形研究

针对T型板单、双面焊接的焊后残余应力与变形问题,本文建立了这两种焊接结构的有限元模型,利用热弹塑性分析理论,通过SYSWELD分析比较了它们的应力场和变形。结果表明:焊缝热影响区出现最大残余拉应力,单面焊的最大残余拉应力值比双面焊低约200 MPa。单面焊T型板的最大变形发生在腹板顶部,变形值是0.372 mm;双面焊T型板焊后的最大变形发生在翼板,变形值为0.439 mm。     

热沉影响钛合金薄板焊接残余应力的试验分析

采用切条应力释放法测量了钛合金TC4薄板常规钨极氩弧焊(GTAW)和动态控制低应力无变形GTAW对接试件中的纵向残余应力和纵向残余塑性应变的分布。测量结果表明,钛合金常规GTAW缝中残余拉应力峰值小于其母材屈服强度,焊缝附近存在残余压缩塑性应变;动态控制低应力无变形GTAW焊技术中热沉的冷却作用使得热源与热沉之间的高温金属承受强烈的拉伸作用,产生拉伸塑性变形,部分抵消了焊接过程中已产生的缩短的塑性变形,使得试件中纵向残余塑性应变减小,焊接残余拉应力峰值降低,残余压应力水平降低。切条应力释放法是一种简便有效的薄板焊后残余应力测量方法,能够满足工程应用的精度要求。     

超声冲击处理对316L不锈钢焊接接头组织及残余应力的影响

对6 mm厚的316L奥氏体不锈钢板进行TIG焊试验,采用盲孔法测量焊缝附近的残余应力,并采用超声冲击处理焊接接头,观察超声冲击前后焊接接头的组织形貌。使用Abaqus有限元软件,分析了316L不锈钢的焊接残余应力分布,并与残余应力测试结果进行对比,以验证模拟结果的准确性。结果表明,焊缝组织由奥氏体与δ铁素体组成,铁素体主要以蠕虫状分布于枝晶主轴上。超声冲击处理前,熔合线清晰可见,靠近熔合线的热影响区晶粒粗大,晶粒内部有滑移线,该部位在焊接过程中发生了塑性变形。超声冲击处理后,熔合线变得模糊,接头的残余应力大幅降低。接头的横向残余应力以拉应力为主,最大应力在焊缝熔合线处;最大纵向残余拉应力出现在焊缝及其热影响区附近。横向残余应力的模拟结果与盲孔法测试结果较为吻合,其与测试结果的偏差低于20%。     

6005A-T6铝合金厚板单面与双面搅拌摩擦焊的性能比较

采用搅拌摩擦焊对35 mm厚的6005A-T6铝合金分别进行单、双面对接焊接,对焊缝的微观组织、焊缝整体和沿厚度方向上的力学性能变化、焊缝的腐蚀电流密度和电位进行了研究。结果表明,单面焊焊核区的平均晶粒尺寸为9.14μm,双面焊为6.33μm。单、双面FSW焊缝前进侧与母材有明显的界面,两种焊缝接头均出现明显的软化;沿焊缝厚度方向单面焊的硬度最低点出现在焊缝根部,双面焊则出现在两次焊接的重合部位。单面焊接头的平均抗拉强度为182 MPa,为母材的65.9%;双面焊接头的平均抗拉强度为209 MPa,为母材强度的75.7%;双面焊焊缝的腐蚀电流密度低于单面焊而电位高于单面焊。     

激光冲击载荷对低合金钢焊件残余应力场的影响

焊接结构的高峰值残余拉应力场会导致焊件整体力学性能下降,提出采用激光冲击处理(Laser Shock Processing,LSP)对低合金钢Q345B焊接结构进行强化,提高其力学性能和抗疲劳性能。数值分析了激光冲击焊缝的过程,并对其进行了试验验证。结果表明:低合金钢Q345B焊件的焊缝部位存在着高峰值的残余拉应力,且分布不均匀,经过激光冲击之后,焊件的力学性能得到明显提高。冲击点区域引入残余压应力,焊缝处的高峰值残余拉应力经过LSP之后转变成残余压应力,且双面冲击引入的残余压应力相对于单面冲击提高了104%。试验结果和模拟结果吻合度良好,为低合金钢Q345B焊件的性能提高提供了新方法。     

不锈钢PAW+GTAW组合焊接头微观组织与性能研究

采用PAW+GTAW组合焊的方法对8 mm的304不锈钢进行了焊接,研究了在最佳工艺参数下焊接接头的焊缝宏观特点、组织特征以及力学性能。试验结果表明:使用PAW+GTAW组合焊的方法可以在不开坡口的情况下实现8 mm的不锈钢一次单面焊双面成形焊接。此焊接工艺下的焊缝较窄、热影响区较小,相对于传统焊接工艺既能提高焊接效率又能保证焊接质量。     

基于弹性模量变化的7A52铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力测试

采用虚拟仪器和NI数据采集卡搭建了一种以小孔法为核心的残余应力测试系统,分析了7A52铝合金VPPA-MIG复合焊后残余应力的分布情况. 为降低弹性模量误差对最终测量结果的影响,通过实测复合焊接接头不同区域的弹性模量,拟合弹性模量随测量点位置变化的曲线来修正弹性模量误差. 针对10 mm厚7A52铝合金板材,完成了VPPA-MIG复合焊接残余应力测试试验. 结果表明,焊缝两侧各区域上的残余应力分布基本关于焊缝对称,熔合区出现最大拉应力,最大横向残余应力σ_y与纵向残余应力σ_x分别为118和223 MPa. 从熔合区至热影响区,残余应力均为拉应力,逐渐减小且高于焊缝中心的残余应力. 与单MIG焊相比,复合焊的最大横向残余应力与纵向残余应力大于MIG焊,但高应力区比MIG焊窄.     

7075铝合金MIG焊接头金相组织、力学性能和耐蚀性的应力敏感性

作为航空航天和轨道交通领域有竞争力的一类高强高硬铝合金,7系铝合金的焊接及其性能研究引发关注. 以单面焊和双面焊7075铝合金为研究对象,对接头的金相组织、力学性能进行研究,并对其在不同应力下3.5% NaCl溶液中的耐蚀性进行对比分析. 结果表明,与单面焊工艺相比,双面MIG焊接7075铝合金焊缝的金相组织更均匀细小,但两者力学性能差别不大,断裂均发生于焊缝处. 单/双面MIG焊接接头近缝区的耐蚀性优于焊缝和远离焊缝区. 同时,双面焊提高了接头的耐蚀性. 在外加应力的作用下,试样的稳态钝化活化过程被破坏,动电位极化过程中发生了多个阳极极化过程,使腐蚀过程受应力、腐蚀电位等多种因素的共同作用.     

焊接工艺过程对中厚板埋弧焊应力场影响的数值模拟

通过ANSYS有限元分析软件,采用热-应力直接耦合分析法对低碳钢中厚板埋弧焊焊接温度场与应力场进行了模拟分析,并比较了单面双层焊、正反双面依次焊和正反双面同时焊三种焊接工艺过程对接头焊接残余应力的影响。