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。     

斜十字接头三维焊接残余应力的数值模拟

为研究全熔透焊接十字接头残余应力空间分布特点,分析十字接头焊缝形式对焊接残余应力分布状态的影响,基于温度场和应力场间接耦合方式,对全熔透焊接十字接头残余应力开展了有限元数值模拟研究. 采用ANSYS有限元软件,选择Q345C钢材典型热力学参数,构建全熔透焊接十字接头有限元模型,分析得到焊接过程结构温度场分布. 将焊接十字接头温度场作为输入条件,基于ANSYS热–力耦合分析得到全熔透焊接斜十字接头三维残余应力场分布. 结果表明,全熔透焊接十字接头残余应力峰值主要分布在焊趾和焊根处,焊缝角度变化会对焊缝处残余应力分布带来较大影响.     

热焊工艺对焊接残余应力影响的数值模拟

运用有限元分析软件ANSYS,对25钢对接接头分别在20、200、400、600和800℃的热焊工艺条件下进行焊接残余应力场的数值模拟.通过单元生死技术模拟焊缝的填充过程,得到了其对接接头试板分别在该五种热焊工艺条件下焊接残余应力的大小及分布,并对计算结果进行了分析.结果表明:热焊工艺的加热温度越高,焊后产生的残余应力越小;残余应力降低的幅度在加热温度为400和600℃较明显.     

低合金高强钢双面GTAW的数值模拟研究

利用三维有限元分析软件SYSWELD,分析了低合金高强钢单面GTAW和双面GTAW对接接头温度场和应力场。结果表明:在保证焊件焊透的情况下,单面GTAW熔合区和热影响区内的峰值温度较双面GTAW低;两种焊法的残余应力均是焊缝中间位置较端部大,焊接线附近和熔合区内产生高值残余拉应力;单面GTAW在焊缝及其附近区域的残余应力比双面GTAW的大。     

奥氏体不锈钢单层焊与多层焊残余应力数值分析

基于SYSWELD有限元模拟技术,模拟奥氏体不锈钢对接接头单道单层焊和单道多层焊2种焊接工艺下的焊接残余应力场分布。单层焊采用大电流熔化极惰性气体保护焊,多层焊第1层采用钨极氩弧焊,中间层和表面层采用焊条电弧焊,同时对结果进行分析比较。结果发现:单道多层焊比单道单层大电流焊焊接效果好,焊接残余应力最大值分布区域更小,因为多层焊的焊接电流小,焊接层次增加使得热输入小,造成受热范围减小,同时后层焊缝对前层焊缝具有热处理的作用,因而改善了残余应力和焊接接头组织。研究方法和研究结果为对接接头的残余应力预测和焊接质量控制提供参考。     

Q390钢多层多道焊接接头残余应力试验分析

为了深入研究Q390钢焊接性能,掌握其在不同焊接工艺条件下焊接接头残余应力分布规律,对40 mm厚Q390低合金高强度结构钢板分别采用埋孤焊和焊条电孤焊2种焊接工艺进行焊接,采用盲孔法测量了焊态下焊接试板的表面残余应力,得到了垂直于焊缝的残余应力分布曲线.结果表明:采用埋弧焊通过施加外在约束可以有效减小焊后试板变形,在焊接接头处得到压应力;经焊条电弧焊自由焊接条件下试板变形较大,在焊缝区得到拉应力,在熔合区和热影响区得到压应力.     

热处理保温时间对焊接残余应力影响的 模拟分析

为探究焊后热处理保温时间对焊后残余应力的影响规律,以余热排出系统中余热排出冷却器管板与环形支承板焊接组件作为研究对象,采用Sysweld建立焊接模型,对经历不同热处理工艺的管板与环形支承板对接焊缝的焊接残余应力进行模拟分析,同时将模拟计算应力值与盲孔法测试应力值进行比较,并通过模拟试验验证其力学性能。结果表明:管板与环形支承板对接焊缝在595℃进行消应力热处理,当保温时间达1.25 h时,对接焊缝的焊接残余应力已降至最低值。延长保温时间,焊接残余应力保持最低应力值不变,且模拟计算的应力值与实际测量的应力值水平相当。模拟试验结果证明了按不同标准执行热处理,其力学性能处于相同水平。     

蜂窝夹套结构焊接接头的应力强度分析

由于蜂窝夹套焊缝受力情况比较复杂，焊接部位经常出现焊缝开裂引起泄漏，焊接残余应力是重要的影响因素之一。运用大型有限元分析软件ABAQUS的热一力耦合功能，对304不锈钢蜂窝夹套的塞焊和填角焊两种焊接方式进行有限元模拟，得到了这两种焊接接头的残余应力分布情况。结果表明，塞焊焊接方式的蜂窝夹套焊缝处的残余应力大于采用填角焊方式的。采用塞焊方式蜂窝孔处的焊接残余应力较高，焊完第二个蜂窝孔后对第一个蜂窝孔的残余应力影响较大。而采用填角焊方式则这种影响较小。对塞焊和填角焊焊缝进行强度计算，结果表明填角焊焊缝的承载能力较好。研究结果为蜂窝夹套进行分析设计和控制焊缝开裂提供了理论基础。     

南京大胜关长江大桥Q420qE钢焊接工艺评定试验

介绍了南京大胜关长江大桥焊接工艺评定试验,其主要母材Q420qE为焊接桥梁结构用新型材料,可供参考的经验很少。对全桥涉及Q420qE钢的接头形式和板厚进行归纳,选取典型焊缝进行焊接工艺评定试验,包括4组对接焊缝、2组熔透角焊缝、4组坡口角焊缝、2组T形角焊缝的焊接工艺评定试验。选择了匹配的焊接材料并制定严格的焊接工艺。焊后进行外观检验及超声波探伤,达到技术要求规定。通过力学性能试验,表明接头力学性能达到标准要求,低温冲击韧性有较高储备。     

分段退焊对角接接头焊接残余应力及变形的影响

基于热-弹塑性有限元理论,以Abaqus软件为平台进行角接接头焊后残余应力及变形的分析,采用分段移动热源模型并利用Fortran语言开发热源子程序,分别采用直通焊和分段退焊两种方式进行角接接头焊接温度场、残余应力及变形的数值模拟分析。结果表明:横向变形是角接接头最主要的变形;角接接头焊接在焊缝端口处的残余应力为压应力,而在中间部位的残余应力为拉应力;分段退焊对横向残余应力的减弱作用较为明显,可以有效降低焊接后的变形及其应力。     

5A06铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能研究

采用搅拌摩擦焊方法焊接5 mm厚5A06-O铝合金试板,对焊接接头进行室温拉伸力学性能及显微硬度测试,并研究装配精度和板厚差对接头力学性能及焊缝成形的影响。结果表明:焊接接头的抗拉强度及屈服强度高于母材,接头显微硬度呈"n"型分布,焊核区硬度最高;对接焊缝表面的氧化膜会在焊缝中形成S曲线,降低接头力学性能;装配间隙小于0.4 mm,板厚差小于0.5 mm时,焊缝成型美观且接头具有良好的力学性能。     

304N2不锈钢管全位置A-TIG焊接工艺

A-TIG焊接是一种采用活性剂来增加焊缝熔深的高效TIG焊接技术。与常规TIG焊相比,A-TIG焊具有焊接效率高、焊缝质量良好及成本低廉等优点。采用A-TIG焊接技术对核电常用的304N2高强度不锈钢管道进行全位置焊接,对焊接接头进行超声波探伤检测、显微组织分析及力学性能测试。试验结果表明,对于不开坡口6 mm厚的304N2高强度不锈钢管采用A-TIG焊接,可实现一次焊透、单面焊双面成形,同时获得外观良好的焊缝,接头显微组织和力学性能均优于常规TIG焊接,且其力学性能均达到标准要求。     

6156-T4和2524-T3异种铝合金搅拌摩擦焊对接接头组织性能研究

采用不同焊接参数对1.8 mm厚的6156-T4和2524-T3两种铝合金进行搅拌摩擦焊对接。利用X射线仪、金相显微镜、电子万能试验机、显微硬度计和机械应变仪等方法,研究了焊缝内缺陷、金相组织、接头拉伸性能、显微硬度和残余应力分布情况。结果表明,采用搅拌摩擦焊可获得高质量的6156-T4和2524-T3异种铝合金对接接头;在低焊速低转速或高焊速高转速条件下,抗拉强度可达6156-T4母材的70%~80%;显微硬度在焊核区发生转变,转变位置随着焊接参数的改变发生移动;残余应力在焊核区表现为拉应力,且焊缝上表面的残余应力大于下表面。     

铝合金搅拌摩擦焊接头残余应力分布

采用小孔法对3 mm厚2024-T4铝合金板搅拌摩擦焊对接接头的残余应力分布规律进行研究.为了衡量钻孔引入应变对结果的影响,测量了退火2024铝合金板钻孔产生的应变,将其作为附加应变对焊接试件上测得的应变结果进行修正.结果表明,在试验条件下得到的焊接接头的残余应力以纵向应力为主,横向应力相对很小;纵向高应力区集中在轴肩作用区域,呈不对称分布,前进侧应力高于返回侧,在轴肩作用区域之外应力值迅速降低,在距焊缝中心较远的区域转变为压应力;纵向残余应力峰值为164.5 MPa.分析认为,机械搅拌和焊接温度场的叠加作用造成焊缝两侧纵向残余应力的不对称分布.     

钢厂转炉托圈焊缝开裂的技术分析及改进措施

转炉用托圈的轴头与围板焊接处严重开裂,通过对其材质、结构、工艺进行分析,找出接头断裂的订原因,一方面是由于焊缝连接件厚度相差悬殊,另一方面是由地缝未焊透,这两方面原因造成应力集中。为了解决这个问题,将焊接接头由角接改为对接,工艺上采取清根措施 保证焊缝全焊透。通过改进,避免了焊缝开裂问题。     

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.     

薄板加强筋结构焊接过程的有限元模拟

针对薄板加强筋结构焊接残余应力和焊接变形复杂的问题,先对单一T型接头进行数值模拟以验证焊接模拟的合理性,最后对薄板加强筋结构焊接温度场和应力场进行数值模拟。结果表明,T型接头在焊后发生了角变形,最大的变形量位于底板的角点处,大小为5.0 mm,数值模拟与残余应力测试结果表现出很好的一致性;薄板加强筋结构焊后残余应力主要沿着焊缝分布,在远离焊缝处残余应力迅速减小,最大残余应力位于横向筋板与底板焊缝处,大小为329 MPa;薄板加强筋结构焊后最大变形处位于底板的角点处,数值模拟得到的最大变形量为107 mm,实际测量的最大焊接变形量为105mm,数值模拟与实际焊接变形结果较好的吻合。     

Q420B钢窄间隙焊剂衬垫MAG焊焊接工艺试验及应用

为了得到Q420B钢良好的单面焊双面成形焊缝,在实际制作等级焊缝中,不需要使用碳弧气刨清根,使用MAG焊焊接Q420B钢对接试板、采取预留5～6 mm的窄间隙、背面使用焊剂衬垫的工艺方法.通过对焊缝接头进行力学性能试验以及生产应用的证明,该工艺是可行的,不仅焊缝的力学性能满足要求,而且焊缝背面成形良好,无裂纹、气孔、飞溅等缺陷.该工艺适用于对接及T形接头的打底焊,有利于等级焊缝的制作.     

SMA490BW耐侯钢超射流过渡焊接头残余应力与疲劳性能

分别采用超射流过渡MAG焊和传统的脉冲MAG焊,对转向架焊接构架用SMA490BW耐侯钢进行了对接焊试验,测试分析了接头的残余应力和疲劳强度。结果表明:与传统的脉冲MAG焊相比,采用超射流过渡MAG焊接工艺时,SMA490BW耐侯钢接头的残余应力峰值仍位于焊缝及近焊缝区域,但残余应力明显减小;超射流过渡MAG接头在指定寿命107周次的疲劳强度提高4%。     

2219铝合金TIG焊接头残余应力分布

利用钨极氩弧焊获得了2219铝合金焊接接头,分析了接头力学性能和微观组织。采用X射线衍射法对2219铝合金TIG焊接头进行表面残余应力测试,获得了焊接接头表面残余应力分布,并对2219铝合金焊接接头表面残余应力分布的规律进行了分析。结果表明,该工艺条件下接头力学性能稳定。接头纵截面上存在横向应力及纵向应力稳定区,最大横向拉应力和压应力分别为55 MPa和114 MPa,分别位于焊缝中部和起弧点;最大纵向拉应力为165 MPa,位于焊缝中部热影响区。接头横截面上,仅在焊缝及靠近焊缝区域存在纵向拉应力,远离焊缝的区域处于压应力状态。