焊接钢结构角焊缝尺寸的探讨

随着焊接技术的日臻完善，焊接钢结构的产品不仅在铁路桥梁和建筑结构上得到了广泛的应用，在机械产品中所占的比例也在逐步增加。然而由于专业所限，有些结构在焊接坡口、焊缝尺寸的设计上，还存在着一些不甚合理之处，给焊接生产带来了困难或增加了制造成本。所以，设计工程师应了解和掌握一定的焊接及制造工艺方面的知识，以使焊接钢结构的设计更便于工厂的制造和焊接。     

高强度桥梁钢焊接接头疲劳性能的研究

利用高频疲劳试验机对高强度桥梁钢焊接接头测定了应力比R>0条件下的应力.循环次数(S-N)曲线,并对疲劳断口进行观察.系统分析疲劳裂纹的形成、扩展以及瞬断过程.结果表明,高强度桥梁钢焊接接头在R>O条件下的疲劳极限为470 MPa,稍低于焊接接头的屈服强度,应力幅σ与循环次数,N的关系为lgN=36.9-13.743 81gσ;在较高应力幅下的疲劳裂纹起源于试样表面的某种缺陷,在较低加载应力幅下的疲劳裂纹起源于大尺寸的夹杂物;疲劳扩展区断口微观形貌为疲劳辉纹和微坑,在微坑中可以观察到第二相粒子,局部区域可以观察到二次裂纹;瞬断区断口形貌具有典型的韧窝特征.     

钢桥焊缝细节设计常见误区

随着钢桥建造技术的进步及国家大力推广公路钢结构桥梁政策的实施,钢桥梁设计的合理性对降低成本和相关政策的落地有一定的影响。目前,在钢结构桥梁工程实施过程中存在诸多设计不合理的细节需要进行优化,如盲目加大焊缝尺寸,盲目提高焊缝等级,对结构细节的工艺性考虑不足等。针对常见的误区进行探讨,在设计阶段和图纸工艺性审查阶段将不合理的要求和细节进行优化,使钢桥细节设计更合理、可靠。     

角焊缝焊接质量的控制

分析角焊缝生产中存在的工艺设计和焊接操作问题及其产生原因,介绍不同尺寸焊脚的角焊缝焊接操作工艺,角焊缝焊脚、角焊缝长度及角焊缝类型的设计原则和经验,指出角焊缝焊脚设计时的注意事项。对控制角焊缝质量具有较好的指导及借鉴作用。     

塔吊臂架角钢外角接焊缝跟踪系统

为实现塔吊臂架角钢外角接接缝的自动化焊接,设计了一套具有可靠性高、能够在工业现场长期应用的激光视觉焊缝跟踪系统.介绍了系统的组成和工作原理.根据外角接接头几何特点,设计了一套专门图像处理算法,能够快速准确可靠地提取焊缝特征和中心位置,并对焊缝中心检测结果进行数字滤波,以提高抗干扰性.在焊枪纠偏控制中,针对检测传感器前置的特点,水平方向的焊缝跟踪采用一种基于实时焊缝斜率的跟踪算法,并运用PD算法进行焊枪调整;针对高度方向上的焊缝跟踪特点,采用带智能积分的模糊控制器进行焊枪调整.经现场试用表明,该系统运行稳定,能够满足焊接精度要求,具有较高的实用价值.     

T型角接头焊接热源模型研究

基于有限元软件ANSYS建立了T型角接头的三维热分析模型,阐述高斯热源模型、双椭球热源模型、均匀热源模型以及两种组合热源模型的分布函数形式,并应用各热源模型结合生死单元技术对T型接头焊接过程进行数值模拟,得到不同热源模型下的焊接动态温度场。通过对数值模拟结果的分析对比表明:高斯热源及高斯-双椭球组合热源模型的模拟熔池尺寸大小有限,使得焊缝不能达到完全熔化;双椭球热源、均匀热源模型及高斯-均匀组合热源模型能较真实地模拟焊缝熔合区的形状及温度场分布,其中应用均匀热源模型可达到更为满意的结果。     

基于Simufact外拘束的Q345钢T形焊接仿真

为了提高焊接质量,简化焊条电弧焊焊接的实验过程,运用Simufact-Welding软件对Q345钢进行T形平焊仿真,对比分析采用不完全外拘束和完全外拘束两种焊接方法时焊件在焊接过程中和焊后焊缝处的变形和应力。结果表明,该仿真过程中,在其他参数不变的情况下,焊件不完全外拘束方法下焊缝处采样点的变形是非瞬态的,完全外拘束方法下焊件焊缝处采样点的变形是瞬态变形,完全外拘束方法下焊件焊缝处采样点的平均主拉应力和平均主压应力比不完全外拘束方法下进行焊接时普遍要显著。因此完全外拘束方法下焊件进行焊接时应采取合理的焊接方法,焊接时适当降低焊件的刚度,先焊收缩量大的焊缝,同时在焊件的适当部位进行局部预热。     

提高钢桥薄板对接焊缝低温韧性研究

钢桥梁段总成制造对接焊缝主要采用CO2气保焊与焊埋孤自动焊组合焊接工艺.针对板厚12mm、14 mm的对接焊缝低温韧性低下的问题,研究了钢桥梁段总成对接焊缝的焊缝构成,分析了影响焊缝金属低温韧性的影响因素,通过试验研究,给出了两种技术方案:一是调整CO2焊焊层与埋孤焊焊层厚度比例,增加CO2焊打底焊层厚度可有效提高焊缝...     

三电极高速CO2双边角焊工艺参数对焊缝成形影响

在传统双电极角焊焊接工艺基础上,为了进一步提高焊接效率,采用三电极高速CO2双边角焊工艺,分析不同焊接工艺参数对焊缝成形参数的影响.结果表明,采用不同极性组合的焊缝成形参数差别不大;随着速度的减慢和焊接工艺参数的增大,脚长、熔深和熔宽均呈增大趋势,但焊脚长度有一个最大值限制.下脚长、上脚长受中间焊枪的指向位置影响更为明显,当左右两侧焊枪对中时,脚长最小.另外,随着焊丝之间距离的增大,脚长和熔宽逐渐减小,余高随焊丝距离增大而增大,但差别不大.     

小弯曲角焊缝跟踪及焊缝终点检测

为了实现小弯曲角焊缝的跟踪及焊缝终点的检测,针对焊接电流中噪声的种类,使焊接电流经过空间中值滤波、均值滤波、阈值处理和线性滤波,去除了大部分的噪声. 用直线将2类模式平均向量对应的点连接起来,把直线的斜率作为偏差. 以最近三次偏差作为多个模式类感知机的输入,以水平滑块伸出或缩进的速率作为输出,实现小弯曲角焊缝的跟踪. 如果连续三次偏差的值大于1,则表明到达了焊缝终点. 最后进行了小弯曲角焊缝的跟踪试验,角焊缝终点的检测试验,过水孔的试验. 结果表明, 该算法提高了机器人跟踪小弯曲角焊缝的精确度, 实现了角焊缝终点的准确识别和过水孔的通过, 有利于焊接自动化的实现.     

T形接头承载角焊缝根部裂纹扩展角度

针对Q355B低合金钢T形接头承载角焊缝根部疲劳失效的扩展路径问题,提出了一种基于受力分析计算的等效应力强度因子法(KEQ法)预测根部裂纹的扩展角度. 经有限元模拟验证,其求解应力强度因子的最大误差小于5%. 与基于有限元分析计算的最大周向应力法(MCS法)和有效结构应力法(ETS法)相比较,并结合3种不同应力水平下弯曲疲劳试验结果发现,基于等效应力强度因子法、最大周向应力法与有效结构应力法求解的裂纹扩展角度分别为25.6°,25.9°和32.2°,相较于实际疲劳试验的根部裂纹扩展角度24°,误差分别为6.67%,7.92%和34.17%. 结果表明,基于KEQ法求解裂纹扩展角度准确度最高,更适于预测承受弯曲疲劳载荷下T形接头角焊缝根部裂纹的扩展角度.     

罐车角焊缝裂纹的修复

近几年，在徐州市盛装液化石油气介质的汽车罐车检验中，经常发现罐内焊接接头出现裂纹等缺陷，其中在角接接头位置较多。主要原因为角焊缝易存在制造质量问题，且在使用中，在交变载荷的作用下，易产生疲劳裂纹缺陷。下面就罐车实例做出具体介绍。     

Experimental study on the shear strength of side fillet weld of Q235B steel post high temperatures

In order to learn the variation laws of shear strength of side fillet weld post high temperatures, the tension tests were conducted after the double-strapped side fillet welded joints which were cooled down from different high temperatures with different cooling patterns. The tests indicate that specimens appear brittle fracture at the side fillet weld during the tension tests after cooling down. The fracture su（face is located in the welding throat. The maximum temperatures undergone and the cooling pattern are major factors influencing shear strength of side fillet welded joint post high temperatures. The shear strength reduces by 24% at most within 900 ~C. Based on the experimental results, the calculation formulas of shear strength of side fillet weld post high temperatures were proposed. Conclusions supply references for evaluation damage and reinforcement of steel structure post fire.     

基于激光视觉的角焊缝图像特征点提取

提出一种借助线激光从图像中提取角焊缝特征点的方法,克服了线激光在角焊缝表面的反光对提取光条中心线的影响,有效地识别出了角焊缝特征点. 首先,根据局部对比度区分实际光条与反光条纹,用阈值分割结合图像形态学方法分割出实际光条,并确定ROI区域;其次,根据光条截面的灰度分布提取光条中心点;最后,用迭代最小二乘法拟合分段光条中心线方程并确定角焊缝特征点. 结果表明,该方法能够快速准确地提取表面光亮角焊缝的亚像素图像特征点,在主频3.4 GHz的PC机上共用时0.35 s,能够满足焊接速度为0~25 mm/s的普通焊接设备的实时性要求.     

Fatigue behaviour of out-of-plane gusset joints with one-side fillet weld

In previous studies, many fatigue tests have been performed to investigate the fatigue behaviour of out-of-plane gusset welded joints. However, fatigue behaviour of out-of-plane gusset joints with a one-side fillet weld has not yet been clarified sufficiently. In this research, in order to quantitatively clarify the behaviour, welding residual stress at the weld toes of the joint was measured by a cutting method. In addition to this, fatigue tests were carried out on the joints with a one-side weld and turn-around weld. The plate thickness is 9 mm and the weld size is 10 mm. Moreover, finite element stress analyses were conducted on the test specimen models and parametric models with different main plate and gusset plate thickness. Their results show that fatigue cracks for out-of-plane gusset joints with a one-side fillet weld initiate from both weld toes at the start and end points of weld beads and non-penetration weld of the gusset side. Also, the crack initiation points are different depending on the weld arrangement; however, their fatigue strengths are almost same.     

钢结构角焊缝裂纹分析及再现试验

纵、横隔板角焊缝产生贯穿性裂纹,初步分析裂纹产生原因与钢板预处理时涂刷的富锌漆陈有关。通过模拟产品结构的再现试验裂纹分析及焊缝测氢试验,证明裂纹产生原因是由于富锌底漆的涂刷,使一些有害物质进入焊缝成为杂质,导致焊缝结晶时严重偏析,同时富锌底漆中的氢含量较高,使焊缝金属中的扩散氢含量增加,加之富锌底漆在焊接过程中产生大量气体导致焊缝出现密集气孔,在多种条件的作用下,致使焊缝产生裂纹。     

环肋圆柱壳的肋骨环焊缝焊接拘束度计算方法

针对环肋圆柱壳圈的圆柱壳体与环肋肋骨角焊缝的焊接拘束度的计算问题,采用薄壳理论,通过确定圆柱壳圈在承受均匀环向分布力时的径向位移函数,从而确定角焊缝拘束度计算的解析解.结果表明,决定拘束度的尺寸因素是壳圈厚度h与壳圈半径R的比值,并且拘束度与该比值的1.5次方成正比.壳圈长度对拘束度有影响,度量壳圈长度的尺寸标志量是壳圈厚度和半径的几何平均值即(Rh)^0.5.随着壳圈长度的增大,拘束度增大,但存在极限值.即壳圈长度L>5(Rh)^0.5时,可按长壳圈计算拘束度;当壳圈长度L<2(Rh)^0.5时,壳圈的拘束度与壳圈的长度成正比.