残余应力对焊接结构腐蚀行为的影响规律研究

以X65钢焊接试件在自然海水中的腐蚀行为为研究对象,通过焊接残余应力检测、腐蚀形貌观察和金相分析等方法。研究残余应力对焊接结构腐蚀行为的影响规律。结果表明:振动消除应力后,焊接结构表面腐蚀行为的主要影响因素是局部腐蚀电偶,其腐蚀行为以点蚀为主;未经振动消除应力处理时,影响结构表面腐蚀行为的主要因素为残余应力,焊接结构腐蚀行为以均匀腐蚀为主;焊接结构中的残余应力会加重熔合线处的腐蚀程度,金属损失量增多,是焊接结构成为应力腐蚀开裂、失效高发区的重要原因。     

焊接结构和顺序对焊接残余应力影响研究

采用有限元软件MSC.Marc,对使用高强钢制造的工程机械常用局部加强贴板焊接结构进行焊接残余应力数值模拟计算分析。文中分别对四种不同结构和焊接顺序进行计算,对比分析结果表明:结构拘束和焊接顺序对焊接残余应力有重要影响,局部加强贴板增加结构拘束度,导致焊接残余应力增大;先焊主结构,再焊局部加强贴板,焊接残余应力最大。因此,合适地设计焊接结构和焊接顺序有利于降低结构的焊接残余应力,提高焊接结构的可靠性。     

超声冲击对焊接结构残余应力的影响

以Q345钢结构箱型柱为对象，研究了超声冲击工艺对焊接残余应力的影响。对电渣焊和埋弧焊两种焊缝进行了超声冲击试验，其中埋弧焊焊缝采用了全覆盖冲击和焊趾冲击两种冲击工艺。残余应力测量表明，采用冲击工艺，可以在焊缝表面一定深度(小于3mm)下产生压应力，最高测得-134MPa；焊趾冲击不但使焊趾表面产生压应力，也降低了焊缝的残余应力。对非熔透埋弧焊和熔透埋弧焊焊缝的测量结果显示，在盲孔法测量的深度范围内，超声冲击可降低焊缝最大主应力约34％～55％。     

焊接顺序对焊接残余应力的影响

在焊接过程中,强烈的局部加热和随后的快速冷却在焊件中造成了很大的温度梯度,不可避免地产生了一定程度的残余应力和变形而降低焊缝的力学性能.优化焊接顺序是降低焊接残余应力的一种简单易行、成本低且行之有效的方法.系统地对焊接顺序在焊接残余应力中的影响进行了综述,并运用其机理对不同焊接结构进行了分类评述,得出判定单条焊缝、多道...     

铝合金车体结构焊接残余应力研究

采用X射线衍射法(iXRD)对铝合金部件的焊后、调修、部件组装后及其调修和部件喷丸后的焊接残余应力进行无损测量,研究铝合金部件的焊接残余应力分布情况及其变化规律,验证喷丸工艺调整焊接残余应力措施,为调整铝合金焊接残余应力的工程化处理方法和焊接接头辅助增强的工程技术提供数据支撑,以改善焊接接头的抗疲劳性能.研究结果表明,...     

逆焊接消除焊接残余应力工艺及机理研究

逆焊接加热处理是一种新的调整焊接残余应力的方法．它可以降低在焊接过程中产生的拉伸残余应力。采用三种石油化工常用钢材20R、Q235、1．25Cr-0．5Mo制成焊接试样,进行逆焊接加热处理。通过对所得数据分析发现,逆焊接加热处理能够有效降低材料焊接产生的残余拉应力。当温差足够大时,可在被处理表面形成双向压缩残余应力层。     

焊接顺序和焊接结构对振捣座残余应力的影响

焊接残余应力大小影响整机的性能和使用寿命,研究振捣座的残余应力分布有着重要的工程意义。利用焊接数值模拟手段,对整机振捣座的不同焊接结构和多种焊接顺序进行优化分析,获得振捣座的焊接残余应力分布状况,结合实验手段,验证有限元模型的正确性和有效性。结果表明,采用对称施焊得到的残余拉应力的峰值最小。改变焊接结构形式,加强板在关注位置内侧残余应力分布趋势稳定,而在外侧趋势变化较大,且峰值增大。该研究为优化生产工艺,为后续控制焊接残余应力提供理论依据。     

焊接残余应力对船体结构疲劳强度的影响分析

以某10655 t散货船中间三舱段为例,采用ANSYS建立有限元模型,提取4个位置的热点响应应力,计算加载不同应力水平焊接残余应力的疲劳强度,分析不同装载工况对疲劳强度计算结果的影响规律。结果表明:随着焊接残余应力的增大,热点位置的疲劳累积损伤度总体随之变大,且疲劳累积损伤度呈现一定的规律性,并给出相应的修正公式。     

焊接残余应力对接头尘化腐蚀影响的有限元模拟

金属尘化腐蚀是发生在含碳气氛中的一种高温腐蚀现象,碳在金属基体中的扩散是其过程的第一步.文中开发了碳扩散的耦合计算程序,进行了加热炉炉管焊态和工况温度状态下焊接残余应力对碳扩散影响的数值模拟,并与无应力状态下的碳扩散情况进行了比较.结果表明,在热影响区附近焊接残余应力梯度最大,对碳扩散的影响也最大,并且形成一个碳浓度峰值,在峰值两侧则会形成相应的碳浓度低谷,这是碳向高应力梯度区扩散所致.经过升温至工况温度后,残余应力得到松弛,对碳扩散的影响有所降低,可以延缓炉管的损坏时间.但由于残余应力的影响仍然存在,因此在炉管检修期间要注意焊接接头附近的尘化腐蚀情况.     

预置应力对焊接残余应力峰值的影响

运用三维热塑性有限元法对不同预置应力下搭接接头角焊缝的焊接残余应力的影响进行了分析,提出了通过预置应力来降低焊缝根部的焊接残余应力峰值,从而提高结构的使用寿命的方法。     

焊接工艺参数对焊接残余应力的影响

选取20G作为实验材料,采用埋弧自动焊焊接成试板,分别考察了焊接电流和焊接速度这两个焊接工艺参数对其焊接残余应力数值大小的影响。结果表明,焊接电流一定时,焊接残余拉应力随焊接速度增大而增大;焊接速度一定时,焊接电流越大,焊接残余拉应力越大。     

残余应力场下核电焊接接头应力腐蚀裂纹扩展特性研究

焊接残余应力是引发核电一回路安全端异种金属焊接接头应力腐蚀开裂(SCC)裂纹的主要应力来源。借助ABAQUS软件中的扩展有限元方法(XFEM),通过建立安全端焊接接头有限元模型,研究了残余应力场下裂纹的扩展规律,并利用子模型技术研究了裂纹尖端应力应变场分布规律。研究结果表明,随着裂纹的不断扩展,裂纹的长度增加,塑性变形的面积增加,裂纹偏移量增大。裂纹扩展初期,裂尖附近很大范围内存在较高的应力,随着裂纹的不断扩展,裂尖附近的应力不断减小。     

焊接工艺对薄板结构焊缝区残余应力的影响

采用焊接温度场与热应力场非耦合的方式,对薄板结构焊缝区残余应力进行了热-弹塑性有限元分析,模拟了连续焊缝焊接热输入以及施焊断续焊缝时薄板两端张力大小对焊后残余应力的影响.结果表明,残余应力峰值与焊接热输入无关.降低热输入,可以减小塑性变形区宽度,并且使远离焊缝处的压应力数值减小,这将减小焊后薄板的失稳变形.焊接过程中对薄板两端施加拉力,焊后可以减小施力方向的残余应力峰值,但并不影响拉伸区的宽度,从而适当增大薄板两端的拉力可以减少焊接变形的产生.     

弯曲箱型结构焊接顺序对残余应力的影响

建立了弯曲箱形结构的有限元模型,采用从局部到整体的逐层优化法,对不同焊接方案进行分析,研究了焊接顺序对残余应力的影响规律,进而提出最优焊接方案。结果表明:对于单条焊道,减少瞬时热输入集中的焊接顺序能大幅降低残余拉应力的最大值,降低率达到17.7%;改变焊道间的焊接顺序及焊接方向也能在一定程度上控制残余应力,但是整体焊接顺序的变化并没有显著改变残余应力的大小和分布状况。     

焊接顺序对振捣座焊接残余应力的影响

焊接残余应力大小影响整机的性能和使用寿命,研究振捣座的焊接残余应力分布有着重要的工程意义。文中采用焊接数值模拟方法,对整机振捣座的不同焊接顺序进行优化分析,获得了振捣座的焊接残余应力分布状况。同时,结合试验手段,验证有限元模型的正确性和有效性。结果表明,采用对称施焊方法的焊接残余拉应力峰值最小;改变焊接顺序,焊接残余应力分布趋势发生改变,但峰值几乎不发生改变。     

焊接速度对核压力容器焊接残余应力的影响

采用ANSYS有限元分析法,并利用热-结构耦合及生死单元技术,模拟不同焊接速度对核压力容器上马鞍形焊缝焊后残余应力的影响。通过分析焊后温度场和应力场,发现焊缝中心的残余应力最大,随着距焊缝中心距离的增加,应力逐渐变小。其中焊接速度为450 mm/min和400 mm/min时焊后等效应力变化趋势基本吻合,而420 mm/min时焊后的应力值略高于其他两种。     

焊接残余应力对矩形薄板力学性能影响

运用ANSYS有限元软件,根据金属材料微观晶胞结构,建立了面心立方结构的二维金属多晶胞模型;利用生死单元技术和该模型,对堆焊矩形薄板的焊接过程进行了模拟,得出其残余应力场分布;探讨了残余应力对堆焊矩形薄板的固有频率的影响;研究了残余应力对堆焊矩形薄板内应力分布及大小的影响;结果表明,在有残余应力存在的情况下,矩形薄板的各阶固有频率增加;且高阶固有频率比低阶固有频率受残余应力影响更大;残余应力对矩形薄板内应力分布影响不大,但对矩形薄板内晶胞中的原子上应力和原子间金属键上的应力影响比较大。     

焊接顺序对厚板焊接残余应力分布的影响

采用试验手段和数值模拟方法研究了不锈钢厚板多道焊的残余应力分布特征．通过比较数值模拟结果和试验测量值，验证了基于Quick Welder软件开发的用于多道焊的热一弹一塑性有限元计算方法．同时，通过数值模拟澄清了焊接顺序对最终残余应力的影响．结果表明，焊接顺序对纵向和横向残余应力有明显影响．焊接顺序不仅显著影响峰值应力的...     

焊接层数对焊接残余应力和变形的影响

以有限元分析软件ANSYS为平台,应用生死单元技术模拟焊缝金属填充过程,对Q345R钢材角接焊接接头单层焊、两层焊和三层焊的焊接温度场和残余应力场进行了数值模拟,并对模拟结果进行了对比分析。结果表明,随着焊接层数的增加,角接焊接接头的残余应力和变形都会减小。     

焊接结构机床件的残余应力测试研究

焊接机床床身凭借其设计制造过程周期短、效率高、绿色环保、柔性高、价格成本低等显著优势,具有很好的应用前景,将成为床身的发展趋势,近年来以钢板焊接结构代替铸铁件的趋势不断扩大。研究测试了国内外不同焊接结构机床件的残余应力,结果表明,所测床身的焊缝数量比较多,其最大残余应力为274.4 MPa;滑鞍的结构尺寸较长(620 mm×2 700 mm×252 mm),属于矮长件,焊缝较长、筋板较多,其最大残余应力为300.6 MPa;立柱的焊缝和筋板均相对较少、结构尺寸差异小,其最大残余应力为154.9 MPa;所测国外某滑鞍的最大残余应力为129.8 MPa,该滑鞍具有优良的结构设计、焊缝较少较短;优化结构设计、筋板布局和焊接工艺,采用合理的结构尺寸,减少和缩短焊缝是降低焊接结构机床件初始应力、获得高精度机床产品的基础。