角焊縫接頭鈦材管板角焊接接頭的滲透檢測

鈦材因具有耐腐蝕，導(dǎo)熱系數(shù)小，耐熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，在發(fā)電廠凝汽器冷凝管中的應(yīng)用越來越廣，越來越受歡迎。鈦管板密封焊接是凝汽器安裝施工過程中的一道重要的工序，管板角焊接接頭焊接質(zhì)量的好壞關(guān)系到整個凝汽器的安全及汽機(jī)的真空嚴(yán)密性。滲透檢測是檢驗(yàn)鈦管板密封焊接質(zhì)量的有效方法之一，正確編制滲透檢測工藝顯得尤為重要。

1.被檢工件特征：被檢工件規(guī)格大、檢測面積大、凝汽器管板角接接頭之間距離比較小、角接接頭數(shù)量多、有管孔。

2.鈦材管板角焊接接頭常見缺陷：氣孔、冷裂紋、未熔合等。

3.此工件的檢測靈敏度等級為3級。

4.從檢測靈敏度等級要求高、被檢面比較光滑、凝汽管板角接接頭之間的距離比較小、角接接頭的數(shù)量多、有管孔以及操作的方便性等方面綜合考慮，滲透檢測采用溶劑去除型著色溶劑懸浮顯像法。

5.因被檢工件規(guī)格大、檢測面積大，檢測時(shí)要分段進(jìn)行，檢測順序是從下到上，從左到右，防止相互污染 。

焊接接頭的疲勞性能的評估是工業(yè)裝備和機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)及安全性評定過程中的必要環(huán)節(jié)。焊接工藝可能在焊接構(gòu)件中引入焊接雜質(zhì)、未焊透、未熔合、焊瘤、焊接裂紋等金屬不連續(xù)、不致密或連續(xù)不良的現(xiàn)象，導(dǎo)致焊接接頭的局部組織和力學(xué)性能極不均勻，引起接頭局部高度的應(yīng)力集中，所以即使在較低的交變應(yīng)力水平作用下，焊接構(gòu)件或焊接結(jié)構(gòu)依然會發(fā)生疲勞斷裂。

FV520B不銹鋼是英國Firth－Vichers材料研究所在原有FV520不銹鋼的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新型的低碳馬氏體沉淀硬化不銹鋼，具有易于加工、強(qiáng)度高，韌性良好，耐腐蝕性優(yōu)良和可焊性能好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于齒輪、軸、葉片、轉(zhuǎn)子、泵件等工業(yè)場合。

FV520B鋼的強(qiáng)度、塑性和韌性等力學(xué)性能對熱處理工藝特別敏感，通過對固溶 調(diào)整 時(shí)效熱處理前后FV520B不銹鋼微觀組織的研究發(fā)現(xiàn)，熱處理后FV520B鋼的板條馬氏體組織細(xì)小均勻，這增加了晶粒數(shù)目，增大了晶界面積，加之基體中均勻彌散分布的第二相顆粒，使得固溶 調(diào)整 時(shí)效處理后FV520B鋼的抗拉伸性能和抗疲勞性能均得到了明顯的提高。焊接工藝往往會在焊接構(gòu)件中引入較大的殘余應(yīng)力，極大地降低了焊接構(gòu)件的力學(xué)性能，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)焊后固溶化能消除焊接高溫引起的殘余應(yīng)力，改善FV520B鋼接頭的微觀組織和力學(xué)性能。通過有限元建模分析、傳統(tǒng)疲勞實(shí)驗(yàn)與熱像法疲勞實(shí)驗(yàn)對比研究了大型離心壓縮機(jī)焊接葉輪材料的疲勞性能，為葉輪設(shè)計(jì)提供了一些必要的參考數(shù)據(jù)。

通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)時(shí)效溫度變低能提高FV520B鋼焊接接頭的硬度和拉伸性能，但是不利于提高焊接接頭的耐腐蝕性。離心壓縮機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)上的葉片是通過焊接連接的，在葉輪高速旋轉(zhuǎn)的過程中，除了承受較高的離心力外，還會受到振動、氣流和外物沖擊等交變載荷的激振作用，加上焊接處的復(fù)雜的物理力學(xué)性能，葉輪葉片可能會在遠(yuǎn)低于材料的屈服強(qiáng)度的應(yīng)力水平下發(fā)生疲勞斷裂，造成極大的潛在危險(xiǎn)。為了對離心機(jī)葉輪葉片的設(shè)計(jì)制造和應(yīng)用提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，在先前對焊接接頭疲勞性能研究的基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)通過SEM進(jìn)行疲勞斷口分析，探討了疲勞斷裂的機(jī)理；并通過金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）等手段研究了FV520B不銹鋼角焊縫接頭的微觀組織特征 。

工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件多為大型、復(fù)雜的鋼板焊接類箱型結(jié)構(gòu)件，帶坡口的T形角焊縫在支架設(shè)計(jì)中應(yīng)用也相當(dāng)廣泛。在允許的條件下，使用T形角焊縫有其突出的優(yōu)點(diǎn)：T形角焊縫焊前的準(zhǔn)備工作簡單；不必進(jìn)行邊緣機(jī)械加工而且裝配方便；可使用大電流焊接，熔敷效率高，成本相對較低。由于厚板角焊縫結(jié)構(gòu)的焊接工作量大，焊接坡口的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵：坡口小的焊縫熔敷系數(shù)偏小，易形成窄而深的焊縫，影響熔池結(jié)晶，易產(chǎn)生區(qū)域偏析；拘束應(yīng)力大時(shí)易導(dǎo)致焊接熱裂紋的產(chǎn)生。坡口加大，焊接工作量大大增加，而且接頭區(qū)的焊接應(yīng)力也大大增加，這對鋼結(jié)構(gòu)初始應(yīng)力的控制極其不利，同時(shí)也增大生產(chǎn)成本。合理確定T 形角焊縫的坡口角度是十分重要的。

為減輕結(jié)構(gòu)自重，提高結(jié)構(gòu)性能，高強(qiáng)度薄板材料在現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)中得到了廣泛應(yīng)用。然而，這也導(dǎo)致焊接變形控制成為制造領(lǐng)域急需解決的關(guān)鍵問題之一。為有效解決這一問題，研究人員從工藝角度進(jìn)行了大量研究，如采用新的焊接方法、優(yōu)化焊接參數(shù)以及優(yōu)化焊序等，有力促進(jìn)了焊接水平的提高。

然而，有些文獻(xiàn)表明，薄板結(jié)構(gòu)中焊接變形和屈曲現(xiàn)象在很大程度上是由于結(jié)構(gòu)中過大的焊縫尺寸，這也稱為“過焊接”（overwelding）現(xiàn)象。過焊接問題主要產(chǎn)生于2個環(huán)節(jié)，一是制造環(huán)節(jié)，焊接人員為保守起見，結(jié)構(gòu)的實(shí)際焊縫尺寸往往比設(shè)計(jì)值大；另一個是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，當(dāng)前接頭設(shè)計(jì)準(zhǔn)則往往是基于大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)公式，甚至一些工程師進(jìn)行焊縫尺寸設(shè)計(jì)時(shí)，僅依據(jù)個人經(jīng)驗(yàn)，這導(dǎo)致了保守的焊縫尺寸設(shè)計(jì)。因此，研究適用于現(xiàn)代薄板焊接結(jié)構(gòu)的高精度角焊縫尺寸設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，從而在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)緩解過焊接問題，對提高薄板焊接結(jié)構(gòu)的可制造性是十分必要的 。2100433B

金屬材料正面角焊縫接頭拉伸試驗(yàn)的試件、試樣、試樣尺寸測量、試驗(yàn)程序、試驗(yàn)結(jié)果處理和試驗(yàn)報(bào)告。本標(biāo)準(zhǔn)適用于金屬材料正面角焊縫接頭的十字接頭試樣和雙面蓋板接頭試樣的拉伸試驗(yàn),用以測定正面角焊縫的抗拉剪切強(qiáng)度。2100433B

角接焊縫是指沿兩直交或近似直交焊件的交線，所焊接的焊縫稱為角接焊縫。角焊縫接頭是一種焊縫接頭。其疲勞損傷具有局部性特征，基于應(yīng)力場強(qiáng)法的基本思想，通過對角焊接接頭的場徑分析，通過對法蘭角焊縫接頭應(yīng)力集中區(qū)的彈塑性有限元計(jì)算和應(yīng)力場強(qiáng)數(shù)值求解，得到了接頭焊趾區(qū)局部應(yīng)力場強(qiáng)。

工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件多為大型、復(fù)雜的鋼板焊接類箱型結(jié)構(gòu)件，帶坡口的T形角焊縫在支架設(shè)計(jì)中應(yīng)用也相當(dāng)廣泛。在允許的條件下，使用T形角焊縫有其突出的優(yōu)點(diǎn)：T形角焊縫焊前的準(zhǔn)備工作簡單；不必進(jìn)行邊緣機(jī)械加工而且裝配方便；可使用大電流焊接，熔敷效率高，成本相對較低。由于厚板角焊縫結(jié)構(gòu)的焊接工作量大，焊接坡口的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵：坡口小的焊縫熔敷系數(shù)偏小，易形成窄而深的焊縫，影響熔池結(jié)晶，易產(chǎn)生區(qū)域偏析；拘束應(yīng)力大時(shí)易導(dǎo)致焊接熱裂紋的產(chǎn)生。坡口加大，焊接工作量大大增加，而且接頭區(qū)的焊接應(yīng)力也大大增加，這對鋼結(jié)構(gòu)初始應(yīng)力的控制極其不利，同時(shí)也增大生產(chǎn)成本。合理確定T 形角焊縫的坡口角度是十分重要的。2100433B