安全卸压管安全端异种金属焊接残余应力影响因素的研究

焊接残余应力是造成接管安全端异种金属焊缝发生应力腐蚀开裂的重要因素。利用有限元方法,主要研究了安全端长度、焊接约束条件和同种金属焊接对异种金属焊接残余应力的影响。结果表明,安全端较短(w/t=0.5)时,安全端侧采用固定约束有利于减小异种金属焊缝内表面的轴向残余拉应力,经同种金属焊接后,异种金属焊缝内表面的轴向残余拉应力会大幅降低;安全端较长(w/t=4.0)时,异种金属焊缝内表面的轴向残余拉应力对安全端侧的约束条件不敏感,经同种金属焊接后,异种金属焊缝内表面的轴向残余拉应力会增大。     

焊缝多次返修对接头性能影响的试验研究

焊缝多次返修与接头性能的关系是压力容器界十分关心而又有争议的问题,国内外试验及资料甚少。本文以16MnR钢瓶为对象做了五次焊接返修和焊接热模拟试验,进行了碳元素测定、机械性能和断裂韧性试验、金相组织观察和残余应力测定。结果表明:多次返修时碳弧气刨引起的微量渗碳未对接头性能带来危害;过热区晶粒度、金相组织与返修次数无关;接头硬度、冲击韧性和断裂韧性也未因多次热循环而降低;但焊缝多次返修造成接头残余应力增加;消除应力退火热处理可消除多次返修后较高的残余应力,并改善其组织和性能。     

加热减应区法在焊补中的应用

1.前言 在金属结构的实际生产过程中,工件在焊后不仅会出现变形,而且内部还存在焊接残余应力。残余应力对焊接质量影响很大,对焊接性较差的金属,残余应力常常是引起焊接裂纹的主要原因,即使是一些可焊性好的材料,如一般低碳钢,如果结构刚性太大,焊接部位冷却时必然会受到阻碍而不能自     

双离合器内片支架焊接残余应力场有限元分析

针对激光焊接残余应力导致的焊接件结构失效问题,以目标DCT双离合变速器内片支架与花键轴为研究对象,借助于Sysweld有限元软件建立了三维有限元数值计算模型并对焊接过程进行了数值模拟,得到了焊接过程瞬态温度场和特征点的热循环曲线,模拟得到的焊缝形貌特征与实际焊缝形貌基本吻合。在此基础上得到了焊缝内部金相组织演变和残余应力分布状况。结果表明:冷却后的焊缝区域显微组织主要为马氏体,焊接接头具有较好的强度和韧性;切向残余应力在距焊缝中心约2 mm处达到拉应力峰值,此处是焊缝最容易出现裂纹的薄弱部位。     

振动消除应力

一、概述机械加工中,任何加工工艺过程都会在工件中造成残余应力。例如,在焊接过程中,由于工件受到不均匀的加热与冷却,产生的残余应力尤为严重。在加热过程中,远离焊缝的较冷金属阻止局部受热金属的膨胀;加之在冷却过程中,金属的收缩又受到较冷金属的制约,因此焊接结构中的残余应力往往高达屈服应力的水平。在某些情况下,要采取专门的措施消除这些残余应力,否则,残余应力的存在可能严重妨碍焊接结构的使用性能。例如:当残余应力已达屈服点时,只要一施加工作应力,就会引起塑性变形。当在残余应力区存在有缺陷或应力集中时,有可能引起裂纹的扩展,或导致脆断。     

混烃球罐的开裂原因

在停车检验期间某混烃球罐下极带环焊缝处存在大量表面裂纹,采用X射线应力测定仪对裂纹集中部位的残余应力进行测试,并通过化学成分分析、力学性能测试、断口微观形貌观察等方法对球罐开裂的原因进行了分析.结果表明:球罐下极带环焊缝熔合线和热影响区处发生了硫化物应力腐蚀开裂;在腐蚀介质及较大的残余拉应力作用下,裂纹在残余拉应力最大的下极带环焊缝热影响区萌生,随后以穿晶和沿晶形式扩展至熔合线.焊接前应合理选材,选择适合的焊接和热处理工艺,提高球罐安装后去应力热处理的质量,以降低残余拉应力;焊接后通过隔绝腐蚀介质、除去介质中硫化氢或水的方法降低开裂敏感性.     

大型构件整体热处理应用实例

高炉工程的热风炉本体在焊接过程中因焊缝金属及热影响区易产生焊接残余应力,且热影响区的淬硬倾向和焊缝中氢的存在均可导致裂纹的产生,特别是当热风炉在高温状态下工作更容易因应力腐蚀而产生晶间应力腐蚀裂纹。因此,     

汽车扭力梁加强板焊缝裂纹原因分析

汽车后扭力梁在四立柱耐久试验进行到规定里程近90%时,发现两处加强板和扭梁焊缝末端有明显裂纹。为找出裂纹产生原因,对两裂纹处进行了断口分析、化学成分分析和显微组织分析,并对该结构进行了仿真模拟受力分析。测试结果表明:一处裂纹起源于加强板和焊缝的未焊合处,另一处起源于加强板和焊缝的热影响区,焊缝裂纹的扩展属低应力疲劳扩展。扭力梁和加强板及焊缝的成分、显微组织、焊缝力学性能分析均满足设计要求;仿真分析表明,焊缝末端集中受力远低于屈服强度,存在未焊合缺陷并且服役应力小的区域先于其他服役受力大的区域先开裂。焊缝裂纹的根本原因是存在未焊合焊接缺陷,及焊接过程中的残余应力作用。     

随焊冲击碾压控制焊接应力变形新方法

提出了随焊冲击碾压控制薄壁构件焊接应力变形、防止焊接热裂纹的新方法,其原理为：通过前后冲击碾压轮,分别对焊后尚处于高温状态的焊趾和焊缝区金属施加一定频率的冲击碾压力,其中前轮周面形状是内凹的,迫使焊趾处的金属向焊缝中心流动,抵消致裂拉伸应变,达到防止焊接热裂纹的目的;后轮周面形状是外凸的,将焊缝金属纵、横向压缩应变和前轮对焊缝的横向挤压应变碾开,使焊缝金属在纵向和横向都充分延展,降低了焊接残余应力,减小了焊接变形。这种方法,设备简单可靠,小巧轻便,不仅能够控制直焊缝,而且能够控制封闭焊缝应力和变形。试验结果表明,随焊冲击碾压法能有效地防止焊接热裂纹的产生;能将薄壁构件焊接残余应力降低到非常小的水平,甚至由拉应力状态转变为压应力状态;能将焊接残余变形控制在常规焊接状态的1/10左右,而且焊道非常平整光滑,余高非常小,有利于缓解焊趾处的应力集中。     

非核级稳压器接管角焊缝隔离层剥离原因分析及返修

针过对稳压器上部筒体的3只接管的角焊缝隔离层与筒体母材间的剥离现象,从产品的材料性能、结构形式、焊接工艺、热处理工艺等进行分析,结果表明:角焊缝隔离层剥离的关键原因是热处理选择的时机不当,隔离层焊接残余应力与接管焊接残余应力相互叠加最终引起隔离层剥离。针对已发生剥离的接管,制定了相应的返修方案,并重新制定了热处理工艺,从而解决该质量问题。     

激光冲击强化对TC4钛合金单面修饰激光焊接接头疲劳性能的影响

对TC4钛合金单面修饰激光焊接接头进行激光冲击强化,对比强化前后焊接接头的疲劳寿命,在光学显微镜和扫描电镜下观察断口疲劳断裂特征,并从焊接接头的显微硬度、微观组织、残余应力分布等方面综合分析激光冲击强化对TC4钛合金单面修饰激光焊接接头的强化机理。试验结果表明：未强化和强化试样均在焊缝咬边处萌生疲劳裂纹,强化试样疲劳寿命是未强化试样疲劳寿命的3.77~9.15倍,强化试样焊缝咬边处马氏体细化,显微硬度提高,焊缝表面呈残余压应力分布,焊缝咬边处残余压应力达-564.37±9.85MPa。晶粒细化和高幅值残余压应力综合作用下抑制了焊缝咬边处疲劳裂纹的萌生,且增大了裂纹扩展阻力,从而提高了焊接接头疲劳性能。     

15CrMOR／06Cr13复合板塔产生表面裂纹的原因分析

通过原因分析查找了产生裂纹的原因,现场对焊接接头进行了化学分析和金相分析,结果表明复层焊缝存在少量气孔、夹渣等缺陷,使焊接力学性能变差,并在热应力作用下产生微裂纹。合理地制定了返修方案并消除了裂纹缺陷。     

聚丙烯聚合釜筒体裂纹的失效研究

分析聚丙稀反应釜裂纹产生和扩展的原因,系属于腐蚀疲劳断裂,具有低周疲劳扩展性质.裂纹的产生是环境因素、操作工况和与结构设计上存在的边缘应力综合影响的结果.下温度计接管下方的焊缝在边缘应力和焊接残余应力共同作用下使交变载荷的应力水平提高,促使焊缝处产生疲劳裂纹,冷却水介质作用下的吸氧腐蚀加剧了裂纹的扩展.根据失效机理,成功地采取了挖补工艺修复方法.     

含不同尺寸裂纹管道极限内压的有限元模拟及计算公式修正

建立了含热影响区裂纹X80焊接管道模型,模拟了残余应力分布并进行了验证;采用有限元方法模拟得到有、无焊接残余应力以及不同裂纹尺寸下焊接管道的极限内压,并与ASME B31G标准、DNV RP-F101标准和PCORRC方法计算得到的进行对比;结合PCORRC方法和有限元模拟结果修正了极限内压计算公式。结果表明:无论是否存在焊接残余应力,焊接管道的极限内压均随裂纹深度或长度的增大而降低,且焊接残余应力对极限内压的影响随裂纹长度的增大而减小;3种方法计算得到的极限内压均随裂纹深度的增大而降低,但裂纹越深,计算结果与模拟结果的误差越大;采用修正公式计算得到含表面裂纹管道和含热影响区裂纹焊接管道的极限内压和模拟结果的相对误差分别在8%,7%以内,说明此极限内压计算公式具有一定的工程适用性。     

随焊冲击旋转挤压控制LD10薄板件焊接变形和热裂纹的研究

LD10铝合金薄板在焊接过程中易产生焊接热裂纹,焊后薄板件易产生较大的焊接变形。采用冲击旋转挤压头对焊缝及相邻区域施加一定频率的冲击旋转挤压作用,使焊缝及近缝区产生塑性延展;对LD10常规焊接件和随焊冲击旋转挤压件的焊接残余变形与焊接残余应力进行测量,对比分析了常规焊接件和随焊冲击旋转挤压件的拉伸试验、维氏硬度、断口分析和金相组织,明确了随焊冲击旋转挤压工艺对焊接件组织及性能的影响。试验结果表明,随焊冲击旋转挤压处理后,工件的残余应力被降低到较低水平,随焊冲击旋转挤压工艺起到控制焊接残余应力和变形的作用,并且抑制了焊接热裂纹的产生。     

焊缝多次返修试验

一、试验目的容器制造采用焊接结构形式,各种焊接位置通常采取自动焊与手工焊,接头质量是容器制造的重要方面,除保证有成形美观的表面质量外,其焊缝内的质量尤为重要。焊缝存在任何超标准焊接缺陷,都必须认真返修消除,有时因种种原因,要进行多次返修才能消除。为摸索焊缝经多次返修后,不附     

反应堆压力容器J形坡口焊接接头区控制棒驱动机构管座裂纹的应力强度因子

利用热弹塑性有限元法计算研究核反应压力容器控制棒驱动机构(Control rod drive mechanism,CRDM)管座中心J形坡口接头中焊接残余应力的分布规律,并将焊接残余应力场导入到含裂纹的三维CRDM管座接头模型中,直接计算得到焊接残余应力与工作内压和温度载荷偶合作用下的裂纹前沿等效应力强度因子Keq的分布规律。计算结果表明:焊后CRDM管座接头区中的环向残余应力远高于轴向残余应力;受焊接残余应力分布的影响,裂纹前沿Keq的最大值并非出现在裂纹前沿最深处,而是出现在裂纹下半部分靠近焊缝处;裂纹深度比a/δ的增加所引起的Keq的增加远大于裂纹长度2c的增加所引起的Keq增加。接头区的裂纹在其前沿实际Keq分布的控制下将以自然形态扩展,而并非以目前标准规范中假设的半椭圆形态扩展。为进行准确的裂纹扩展分析和安全评价,需要基于详细的有限元计算,给出考虑焊接残余应力影响下的裂纹前沿Keq的分布。     

双相不锈钢换热器接管管口裂纹原因分析

正1.概述双相不锈钢焊接的关键是在焊接热循环结束后要使焊缝金属和热影响区均保持有适量的铁素体和奥氏体组织。焊接热输入量的控制:热输入过小,则冷却速度过快,不利于铁素体向奥氏体转变,造成焊缝和热影响区中铁素体过多;热输入过大,则冷却速度过慢,会导致晶粒长大以及σ相等析出脆化。这些都会对双相不锈钢焊接后的使用性能产生影响。本文针对某石化换热器在检测时发现接管管口处存在的裂纹进行分析,得出焊缝处的应力腐蚀裂纹起源于表面的点蚀坑,在较高焊接残余应力时,导致应力     

焊接残余应力对疲劳裂纹萌生和扩展的影响

通过疲劳试验,研究焊接残余应力对疲劳裂纹萌生和扩展性能的影响,以及残余应力的再分配。试验结果表明,垂直于裂纹方向的纵向残余应力促进孔边疲劳裂纹的萌生和扩展;残余应力随焊缝金属的应变松弛而降低,它对疲劳裂纹扩展速率的影响相应减小;残余应力场中疲劳裂纹扩展速率仍可以用Ｐａｒｉｓ ／公式计算。     

30万低压内缸主焊缝焊接裂纹在精加工后的返修及预防措施

本文介绍了30万低压内缸垂直法兰与水平法兰主焊缝焊接裂纹在精加工后的返修方法，并从设计结构、工艺方法、焊接操作、生产管理及质量管理等方面提出了防止此类缺陷的措施。