爆炸法消除三峡工程高强钢压力钢管焊接残余应力

对三峡工程采用的６０ｍｍ厚ＮＫ－ＨＩＴＥＮ６１０Ｕ２调质高强钢对接和角度均焊接度板进行爆炸处理。结果表明爆炸处理不仅显著消除试板表面的拉伸残余应力,而且能使残余应力沿厚度方向分布均匀且显著降低。     

爆炸处理对焊接接头应力腐蚀开裂的影响

本文采用T形对接焊试板,在硝酸钙和硝酸氨水溶液中进行应力腐蚀试验。结果表明,爆炸消除焊接残余应力处理和退火处理一样,可以有效地防止应力腐蚀开裂。     

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。     

超声冲击处理对304L不锈钢焊接残余应力的影响

基于试验标定了不锈钢材料小孔法应力测试的应变释放系数,测试了6 mm厚304L不锈钢退火态试板超声冲击前后的应力以及氩弧焊对接接头超声冲击处理前后的应力,研究了超声冲击处理对不锈钢横向和纵向焊接残余应力的影响效果,分析了超声冲击应力和焊接残余应力的叠加效果。结果表明,超声冲击无应力304L试板后在其表面形成幅值达250 MPa分布均匀的压缩应力;焊接接头冲击区域由残余拉应力变为残余压应力,焊趾的应力集中现象消除;超声冲击后的应力状态与初始应力分布相关,且焊接接头超声冲击后应力不是焊接残余应力跟超声冲击应力线性叠加。     

炸药截面尺寸对爆炸消除焊接残余应力效果的影响及数值模拟

通过对爆炸消除焊接残余应力过程中炸药爆炸产生的冲量进行理论分析,解释了在相同炸药参数及布药方式条件下,条状布药的药条宽度比药条厚度对爆炸消除焊接残余应力效果影响更大的现象;同时确定了药条宽度与药条厚度之间的关系,给出了药条宽度的计算式。在对焊接温度场和应力场进行间接耦合求解焊接残余应力的基础上,利用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元分析软件对不同药条截面尺寸炸药爆炸消除焊接残余应力的过程进行数值模拟,模拟结果表明,当条状布药的药宽相同且大于两倍的药厚时,随着药厚的增加,爆炸产生的冲量不变,焊接残余应力消除量基本相同;当条状布药的药厚相同时,随着药宽的增加,爆炸产生的冲量增加,焊接残余应力消除量增加。     

玻璃喷丸处理提高304不锈钢焊接接头抗应力腐蚀性能的研究

基于对304不锈钢焊接试板表面喷丸处理前后的表层残余应力X射线衍射测量，研究了在42％沸腾MgCl2溶液中，表面玻璃喷丸和铸钢喷丸对304不锈钢焊接试板应力腐蚀开裂敏感性的影响，比较了采用不同铸钢喷丸和玻璃喷丸处理工艺的304不锈钢焊接试板抗应力腐蚀开裂的能力．试验结果表明：未喷丸处理的焊接试板6h就发生开裂，50％、100％覆盖率的铸钢喷丸焊接试板分别在试验310h和3500h开裂，而200％覆盖率的铸钢喷丸焊接试板，50％、100％、200％覆盖率的玻璃喷丸焊接试板经历3500h也未见开裂．因此，喷丸处理工艺能够很好地提高焊接构件抗应力腐蚀开裂能力；且在同样喷丸强度下，焊接接头经玻璃喷丸工艺处理后的抗应力腐蚀能力明显优于铸钢喷丸处理工艺．     

钛合金热时效与超声冲击焊接应力消除研究

以TC4钛合金焊接试板为研究对象,采用盲孔法检测其焊接残余应力,然后分别采用热时效和超声冲击法消除焊接残余应力,并对比热时效和超声冲击消除焊接残余应力的效果.结果表明:热时效可以大幅降低焊接残余应力,残余拉应力消除率<100％,但不能产生压应力;相较于热时效,超声冲击具有较好的效果,残余拉应力消除率为100％,可以将有害的焊接残余拉应力转换为有利于疲劳强度和疲劳寿命的压应力.建议采用超声冲击消除钛合金焊缝的残余应力.     

焊前预热对康复器械用铝合金焊接残余应力的影响

运用Abaqus有限元软件对康复器械用6061-T6薄板的MIG对接焊进行模拟,通过盲孔法测量实际焊接试样残余应力。研究了不同预热焊接工艺对铝合金焊接残余应力的影响。室温下的实验结果与模拟结果吻合良好,验证了计算模型的正确性。模拟结果表明,焊前预热能够明显减小焊缝附近的纵向残余应力,对横向残余应力影响较小;预热温度越高,残余应力消除效果越好;预热后采用降低热输入的焊接工艺的消除残余应力效果要好于预热后增加焊接速度的焊接工艺。     

某核电站焊缝手动与自动超声波冲击消应力效果分析

制作2块核电钢结构20 mm厚Q345B钢焊接试板进行3组超声波冲击试验,分析比较手动与自动超声波冲击对焊接残余应力的消除效果。研究结果表明:无论是手动还是自动超声波冲击处理都能够使得冲击区域内残余的拉应力转变为有益的压应力,且经自动超声波冲击处理后造成的残余压应力值比手动超声冲击处理大。     

焊接词典

<正> ①温差拉伸消除应力:在焊缝两侧加热到150～200℃,然后用水冷却,使焊缝区域受到拉伸塑性变形,从而消除沿焊缝轴向残余应力的方法。②机械拉伸消除应力:焊件在外加负载作用下,造成机械拉伸,使工件所受的负载应力和残余应力叠加引起塑性变形,从而达到卸载后降低残余应力的一种处理方法。③韦尔斯宽板拉伸试验:测定焊接接头抗开裂性能的一种方法。这种方法可以在实验室内重现焊接结构的低应力断裂现象,同时又能在板宽,焊接残余应力、焊接热循环造成的影响等方面模拟实际焊接结构。     

有限元分析热—力学参量对焊接残余应力峰值特征的影响

使用随温度变化的材料热—力学参量,采用双椭球热源模型,研究了弹性模量、线膨胀系数、泊松比三个热—力学参量对焊接残余应力的影响.结果表明,弹性模量增加可使焊接残余应力增大,纵向残余应力峰值从双峰特征过渡到单峰特征;线膨胀系数降低可使焊接残余应力峰值降低,纵向残余应力峰值的双峰与波谷差值也逐渐减小;随着泊松比的增加,纵向残余应力峰值逐渐下降.因此,热—力学参量是导致铝合金纵向焊接残余应力峰值比屈服极限低以及焊缝附近呈现双峰分布特征的重要原因.使用切条释放法对材料参量为铝合金2024-T4的平板中纵向焊接残余应力模拟结果进行试验验证,模拟结果与试验结果吻合良好.     

爆炸消除中厚板焊接残余应力工艺数值模拟

在对焊接温度场和应力场进行间接耦合求解焊接残余应力的基础上,采用ANSYS 11.0及其LS-DYNA非线性显式动力分析代码软件,应用流固耦合算法模拟了爆炸冲击波与32 mm中厚板焊接接头的相互作用及其消除焊接残余应力的过程.结果表明,采用截面10 mm×10 mm的双条塑性炸药,以焊缝为中心沿长度方向并排布置,在爆炸...     

有限元分析热物理参量对焊接残余应力峰值特征的影响

利用非线性有限元方法对平板TIG焊进行了数值模拟.使用随温度变化的材料热物理参量,采用双椭球热源模型,研究了热导率、比热容及密度三个热物理参量对焊接残余应力的影响.结果表明,热导率降低可使焊接残余应力升高,纵向残余应力峰值会从双峰特征过渡到单峰特征;比热容降低可使焊接残余应力峰值降低;密度增大可使焊接残余应力增加,纵向残余应力峰值的双峰效应逐渐减弱;因此,热导率、比热容和密度3个参量是导致铝合金纵向焊接残余应力峰值比屈服极限低以及焊缝附近呈现双峰分布特征的重要原因.使用切条释放法对材料参量为2024—T4的铝合金平板中纵向焊接残余应力模拟结果进行试验验证,模拟结果与试验结果吻合良好,证明了模拟结果的正确性.     

大直缝焊管热时效与振动时效消应力工艺比较

采用热时效和振动时效两种工艺控制大型直缝焊管的焊接残余应力.结果表明,热时效和振动时效工艺均能有效降低Q345钢大型直缝焊管的残余应力,使焊接残余应力分布更加均匀,且焊接区的消应力效果相对于母材区更为明显.其中振动时效对铸态组织有良好的消应力作用,但对于冷塑性变形加工状的组织消应力效果不理想.热时效工艺的消应力效果和均化应力能力优于振动时效工艺,但在满足消应力要求的前提下考虑经济因素和工艺便捷性,最终选定振动时效作为消应力工艺.     

Q345/SUS304异种钢对接接头残余应力和变形的分析

以ABAQUS软件为平台,开发了热-弹-塑性有限元计算方法用于模拟Q345/SUS304异种钢多层多道焊对接接头的温度场、残余应力和焊接变形. 同时,采用试验方法测量了焊接接头的残余应力、横向收缩和角变形. 计算得到的残余应力、横向收缩和角变形与实测值吻合良好,验证了计算方法的妥当性. 结果表明,Q345母材与焊缝交界处的应力分布有明显的不连续性,靠近交界处Q345侧的较窄范围内纵向拉伸应力明显低于该区的两侧;SUS304侧的高纵向拉伸应力区明显宽于Q345侧. 此外,试验和数值分析表明,Q345/SUS304异质接头有较明显的角变形.     

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.     

大型轧机机架残余应力的测定

二重集团公司整体铸造的GS-20Mn5V大型轧机机架，重约400t。铸件清理时发现裂纹，必须进行焊补和焊后整体消应。为确定焊补工艺和了解机架消应前后残余应力的实际分布状态，找出高应力区的位置，对工艺评定试板和机架在消应前后的残余应力进行了测定，解决了大型铸造轧机机架残余应力测定的难题。     

实时超声冲击消减焊接残余应力

为了消减焊接残余应力,在焊接时对熔池后方焊缝的背面进行超声冲击.结果表明,实时超声冲击能够有效地消减焊接残余应力,其消减焊缝纵向残余应力比消减横向残余应力的效果显著.当在弹塑性转变温度区进行冲击,且冲击头直径较小、形状为球冠形时,消减焊接残余应力的效果更好.实时超声冲击消减焊接残余应力的机理是:在焊缝背面施加超声冲击能使焊缝正面产生拉伸塑性变形,抵消更多升温膨胀时所产生的压缩塑性变形,从而消减焊后的残余应力.     

EO反应器20MnMoNb特厚度管板拼焊残余应力与变形有限元模拟

利用有限元ABAQUS软件,对国产EO反应器20MnMoNb特厚度管板拼焊制造过程进行有限元模拟,得到了390mm厚的特厚板对接焊残余应力与变形的分布规律．焊接采用双U形坡口,两面交替焊接,并在焊缝两侧的板面上施压4500kN的配重以限制管板的变形．结果表明,特厚度管板焊后在钢板内部为残余压应力,而靠近两外表面,特别是在焊缝及热影响区内,为较大的残余拉应力．施压配重的方法有效地限制了管板的翘曲变形,且施压配重的重量越大,板的变形程度越低,但是变形被限制的同时也增加了板内的残余应力,配重重量的选择需要兼顾其对变形和应力两者的共同影响．     

控制焊接残余应力方法的超声波监控

为了减少焊接件的残余应力测量时间,基于声弹性效应,采用对应力最为敏感的临界折射纵波,建立了焊接残余应力超声波测量系统,可以准确的检测出焊接结构的内部应力.用该测量系统对随焊旋转挤压法、随焊冲击碾压法、电磁冲击法、预置应力法等一系列降低焊接残余应力的控制方法进行了监控,试验结果给出了各控制方法的残余应力降低程度,确认了工艺参数的合理性.该试验过程无损快速克服了传统切割释放测量方法的耗时费力,加快了控制方法的研制进程.