基于能量耗散的激光焊对接接头高周疲劳性能快速评估

基于红外热像法获得对接接头疲劳自热温升数据,建立激光焊对接接头能量耗散疲劳评估模型. 借助能量耗散模型,对Q310NQL2-Q345NQR2激光焊接头高周疲劳过程的疲劳性能进行了研究. 结果表明,随着应力幅值的增加,Q310NQL2-Q345NQR2激光焊接头的能量耗散随之增加,并在疲劳极限附近出现了拐点. 结合 RVE(representative volume element)模型分析,该拐点正是材料内部从单一的可逆微结构运动到同时包括可逆和不可逆的微结构运动的转折点. 其中不可逆微结构运动相应于引起材料损伤的非弹性耗散,当损伤累积到一定程度,其相应的非弹性能量耗散也存在阀值. 以此阀值作为疲劳寿命预测参量,建立高周疲劳激光焊对接接头疲劳寿命预测模型,实现S-N曲线的快速预测.     

高频机械冲击处理的焊接接头疲劳强度评定

目的研究结构应力法和缺口应力法评估经高频机械冲击处理的高强度钢焊接接头疲劳强度。方法在名义应力法相关的研究基础上,采用结构应力法和缺口应力法,分析四种常见焊接接头经高频机械冲击焊后处理的疲劳测试数据,通过统计分析得出各评估应力系统下合适的特征强度FAT值。将统计结果分别与各种焊接接头的疲劳测试数据对比,分析其FAT值的适用性。结果分别在结构应力系统和缺口应力系统下导出了特征疲劳强度推荐FAT值。它们采用随材料屈服强度变化的FAT等级和m=5的S-N斜率指数,且与各种接头的疲劳数据符合较好。结论经高频机械冲击处理后,钢材的焊接接头疲劳强度对材料屈服强度有明显的统计差异,需要采用随材料屈服强度变化的FAT等级。采用文中分析得出的结果,可以在不失安全的情况下,充分利用高强度钢材经高频机械冲击焊后处理的优异特性。     

基于热点S-N曲线的Q235B焊接接头疲劳评定的数值模拟

在有限元技术的支撑下,通过热点应力法和回归计算获取焊接接头热点S-N曲线相关参数,在有限元疲劳软件MSC.FATIGUE中实现中值热点S-N曲线的生成和修正,并比较试验疲劳寿命和模拟疲劳寿命.模拟结果表明:通过热点应力法得到的不同热点S-N曲线经过修正后,获取的Q235B钢焊接接头的疲劳强度与国际焊接学会推荐值基本符合,采用IIW推荐的一条热点S-N曲线可以实现Q235B钢对接接头和非承载十字接头的寿命估测,且结果与试验符合较好,与理论一致.     

超声频分量双周疲劳载荷作用下焊接接头疲劳行为

使用带超声频载荷分量的双周疲劳试验装置对Q345钢焊接接头分别进行纯低周、纯高周以及双周循环加载条件下的疲劳试验.应力比R为O.5,高周载荷频率约19 kHz.结果表明,叠加于大幅低周循环载荷上的小幅高周循环载荷及叠加于大幅高周循环载荷上的小幅低周循环载荷都能够对焊接接头造成严重的疲劳损伤.通过按外包络线表征双周疲劳强度,如果疲劳寿命使用低周载荷循环周次表征,低估了高周载荷分量对焊接接头造成的损伤;如果疲劳寿命使用高周载荷循环周次表征,又高估了低周载荷分量对焊接接头造成的损伤.     

基于CDM法AZ31B镁合金焊接接头疲劳评定

采用临界距离法(CDM)中的点法和线法对AZ31B镁合金对接接头和横向十字接头进行疲劳评定.对两种焊接接头进行了疲劳试验,采用ANSYS有限元软件建模分析,计算出两种评定方法的局部应力参量Δσloc,拟合出相应的S-N曲线,并与疲劳试验结果进行了对比分析.结果表明,采用CDM法可以对镁合金焊接接头进行疲劳评定,其评定结果与疲劳试验结果相符合.依据应力集中大小可以有效预测疲劳断裂位置,在2×106循环次数下,两种焊接接头点法的疲劳强度分别为79.55和49.10MPa,线法的疲劳强度分别为79.01和44.38MPa.     

基于不同S-N曲线的横向十字焊接接头疲劳寿命预测

通过疲劳分析软件MSC.Fatigue自动生成了3种不同S-N曲线,即试验S-N曲线、经验S-N曲线和标准S-N曲线,考虑了残余应力、平均应力、接头外形对焊接疲劳的影响,并按相关规则修正后对碳钢Q235B十字焊接接头进行了疲劳寿命预测,并进行了比较分析.结果表明,基于MSC.Fatigue的S-N曲线法模拟的焊接接头疲劳损伤部位及损伤程度与试验结果一致;试验S-N曲线预测值与标准S-N曲线预测值偏差在7.9%~28%,与经验S-N曲线预测值偏差3.3%~19%,经验S-N曲线预测结果偏高,而标准S-N曲线预测结果相对比较保守.     

TCS不锈钢接头超声冲击处理疲劳对比试验研究

日益繁忙的交通运输对车辆承受动载能力的要求越来越高,车辆的疲劳强度及提高和改善焊接接头疲劳强度越来越受到重视.对TCS铁素体不锈钢焊接接头进行了原始焊态与超声冲击处理十字焊接接头疲劳性能的对比试验,对恒幅载荷作用下超声冲击处理焊接接头的疲劳行为进行了研究.试验结果表明:超声冲击处理态试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高了60%左右.     

基于红外热像法的AZ31B镁合金电子束焊接接头的疲劳行为（英文）

采用红外热像法对循环载荷下AZ31B镁合金电子束焊接接头的疲劳行为进行研究。对试件在疲劳试验中表面温度演变规律和产热机制进行分析,并在此基础上对其疲劳极限进行预测,同时通过分析试件表面温度和热点区域的演变规律对其疲劳损伤进行定量评估。结果表明:采用红外热像法不仅能够实现对镁合金电子束焊接接头疲劳极限的快速预测,而且可以对其疲劳损伤进行实时定量监测。镁合金电子束焊接接头疲劳极限预测结果同传统S-N试验结果保持一致。试件表面温度以及热点区域演变可作为评价镁合金电子束焊接接头疲劳损伤的有效依据。     

基于ANSYS的焊接结构疲劳强度分析

针对焊接结构不同焊接接头具有不同的疲劳强度许用应力,根据焊接接头的形状与应力集中情况将焊缝与母材分为不同的等级,基于DIN15018-1报告给出的疲劳强度评定方法确定了不同等级的焊缝和母材的最大应力、最小应力、平均应力、应力比、应力幅和疲劳安全系数。提出了对于ANSYS平台的结果文件进行二次开发。通过FORTRAN语言编程提取出ANSYS结果二进制文件中所存储的方向应力,依据特定疲劳标准进行疲劳分析,并且将疲劳强度分析的结果数据放入ANSYS的结果文件中,实现在ANSYS平台的后处理模块中示疲劳强度的分析结果,提高疲劳强度分析结果的可视性。     

基于能量耗散的异质材料点焊接头高周疲劳性能评估

基于能量耗散及疲劳累积损伤理论,对SUS301L-Q235B点焊接头的高周疲劳性能进行了研究,并建立了以能量耗散为损伤指标的点焊接头疲劳性能快速评估模型。研究结果表明：随着载荷水平的增加,单位周次内的能量耗散值亦随之增加,且在疲劳极限附近出现转折点,该点正是熔核内部与损伤无关和损伤相关微结构运动的分界点。考虑到与损伤相关的能量耗散存在临界值E_c,以E_c值作为疲劳寿命预测阈值,实现了中值F-N曲线的快速预测。在此基础上,结合统计学理论,对存活率为5%和95%的F-N曲线进行了快速预测。最后,将预测数据与传统试验数据进行对比,结果表明二者的一致性较高,从而证明了所建立模型可实现点焊接头疲劳性能的快速、精确预测。     

焊接结构超高周疲劳主S-N曲线拟合及寿命预测方法

超声波疲劳试验是获得焊接接头超高周疲劳强度的实用方法.?目前还没有有效方法能够预测和评估任意焊接接头形式的超声超高周疲劳寿命.?文中提出了一种超声简谐共振条件下,评估焊接接头疲劳寿命的瞬态结构应力法,以及超声超高周疲劳主S-N曲线拟合方法.?基于已公开的300个焊接接头试验数据,拟合了铝合金焊接接头20?kHz超高周主...     

基于红外热像法的SUS301L-Q235B异种材料点焊接头疲劳强度快速评定

借助高性能红外热像仪对SUS301L-Q235B异种材料点焊接头的SUS301L不锈钢侧熔核及塑性环表面局部热点进行监测，建立了异种材料点焊接头温升斜率与疲劳极限间的定量关系，提出了一种基于温升斜率转折点预测异种材料点焊接头疲劳极限的方法. 结果表明，SUS301L-Q235B异种材料点焊接头向Q235B侧发生了较严重的熔核偏移，导致不锈钢侧承载能力降低；点焊接头在高频循环剪切拉伸作用下，SUS301L不锈钢侧熔核及塑性环表面热点表现出“4个阶段”的温度演化特征；利用红外热像法预测的疲劳极限为5.569 kN，采用传统阶梯法试验获得的疲劳极限为5.875 kN，预测值与试验值之间的误差为5.21%，具有较高的一致性. 所提出的疲劳极限快速预测方法能够克服传统疲劳试验方法的局限性，实现异种材料点焊接头疲劳极限的非接触、非破坏快速预测，具有重要的工程意义和科研价值.     

用极大似然法研究部分熔透十字接头疲劳性能

利用极大似然法测试疲劳寿命曲线,研究未熔透尺寸对十字接头疲劳强度的影响。应用有限元方法,可确定疲劳裂纹的开裂位置（焊根或焊趾）。经疲劳试验表明,极大似然法实用性及曲线拟合理性较好,而且十字焊接接头存在一个临界未熔透尺寸,低于临界值,承受轴向载荷作用的焊接接头疲劳强度不会受到影响。     

Application of the local approach to the fatigue assessment for welded joints

The fatigue behavior of welded structures is currently determined by means of recommendations defined in terms of S-N curve corresponding to the detail classes of welded joints without taking account of the actual geometry of the weld. A new fatigue strength assessment method based on Dang Van multiaxial fatigue limit criterion was introduced, which is named the local approach and presented by lnstitut de Soudure recently. The local approach has advantages in taking welding residual stresses and the geometry of the weld toe and weld root into consideration. The application of the local approach to the fatigue strength assessment of low carbon steel Q235B welded joints was studied. The fatigue tests and finite element analysis results show that the local approach parameters recommended by lnstitut de Soudure were incorrectly for low carbon steel Q235B welded joints. With aluminum alloy welded joints being used widely, the parameters of the local approach used for aluminum alloy welded joints were obtained and verified on bases of the fatigue tests and finite element analysis.     

Subsection method of fatigue design for welded joints treated by ultrasonic peening

Concerning the notable difference between the S-N curve slope of welded joints treated by ultrasonic peening treatment （UPT） and that of as-welded joints, the subsection method is put forward for fatigue design of welded joints treated by UPT, using the design method of nominal S-N curves. Results show that, in medium life zone, strength grade of the fatigue design curves for UPT welded joints is two grades higher than that for as-welded joints. Furthermore, in medium life zone, strength grade of the fatigue design curves for UPT welded joints is three grades lower than that in long life zone. Conclusion of the comparison is that as for different joint types in different life zones, fatigue design should be processed according to different S-N curves respectively.     

Fatigue behavior of welded joint spray fused by nickel-base alloy powder

Modification of spray fusing (MSF), which is a new method, was used to improve the fatigue strength of welded joints. Cruciform welded joint of Q235B steel was processed by MSF with nickel-base alloy powder of Ni60A and Ni25A. The bonding layer between coating and weld was studied by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and energy spectrum analysis. The results show that flame spray fusing can produce a coating layer with finer microstructure, lower impurities content, less air hole and higher bonding strength. Stress concentration at weld toe was significantly reduced due to smooth coating of high curvature after MSF. High cycle fatigue test results indicate that fatigue strength of welded joint spray fused by Ni60A is higher than that of welded joint spray fused by Ni25A owing to the good effect of MSF. Low cycle fatigue test results show that fatigue life of welded joint spray fused by Ni25A dose not affected by the poor effect of MSF compared with welded joint spray fused by Ni60A.     

Improving the fatigue performance of longitudinal welded joints by low transformation temperature electrodes

0　IntroductionAfatigueisoneofthemainfailurescausesofweldedstructures.Manyexperimentshaveshownthatfatiguestrengthsofweldedjointsaremuchlowerthanthoseofbasemetal.Thefatiguecrackmainlyinitiatesatweldtoe ,becausetherearetensileresidualstressesandstressconcentrationinthisregion ,sothatthefatiguestrengthcanbeincreasedbybothmodifyingstressdistributionatweldtoeanddecreasingstressconcentration .Therearemanymethodstoimprovethefatiguestrengthsofweldedjoints[1,2 ] ,forexample ,TIGdress ing,hammerpeenin…     

等离子弧焊Q345B和430不锈钢异种接头的微观组织与性能

摘要： 采用等离子弧焊对3 mm厚的Q345低合金钢与430不锈钢进行异种钢焊接,并对接头微观组织、力学性能及耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,当转弧电流为100 A时,等离子弧焊Q345B/430异种钢接头的焊缝组织为均匀分布的马氏体及针状铁素体,焊接接头综合性能优良。随着电流的增大,焊缝组织转变为粗大板条马氏体及铁素体。两侧热影响区组织均发生一定程度的粗化,且Q345B侧热影响区出现魏氏组织。焊接接头于焊缝处显微硬度最大,不同转弧电流条件下异种钢显微硬度分布趋势大致相同。不同转弧电流下,焊接接头抗拉强度均与430不锈钢相近,且均断裂在靠近焊缝的430母材侧,转弧电流为100 A时接头抗拉强度最大值427 MPa。焊接接头的耐腐蚀性能与焊接电流呈负相关趋势。 创新点： 试验结果为铁素体低合金钢与铁素体不锈钢异种钢接头的应用提供了工艺数据与支撑。     

中低强度钢超声冲击处理焊接接头热点应力设计曲线

用ANSYS计算了对接接头、横向非承载十字接头和纵向非承载角接板的热点应力集中系数K_hs,根据Q235B和Q345B的超声冲击处理焊接接头的相关疲劳试验数据得出经过应力比、板厚和几何不平度修正后的超声冲击处理焊接接头的热点应力设计S-N曲线. 结果表明,经过超声冲击处理后,中低强钢(R_m≤355 MPa)对接接头、横向非承载十字接头和纵向非承载角接板的热点应力S-N曲线的分散性降低,与接头形式无关,可以用一条热点应力设计S-N曲线表达. 在采用热点应力法进行疲劳设计时,选取m=10.0,上述三种类型焊接接头在2×106次疲劳强度级别可统一采用FAT135来表示.