Ti(CN)/45號(hào)鋼釬焊接頭殘余應(yīng)力模擬分析

以不同厚度的銅箔、鎳箔作為緩解接頭殘余應(yīng)力的中間層材料,在釬焊溫度820℃,保溫時(shí)間20min的工藝參數(shù)條件下對(duì)ti(c,n)基金屬陶瓷與45鋼進(jìn)行了釬焊試驗(yàn)。結(jié)果表明,無(wú)論是采用銅箔還是鎳箔,當(dāng)其厚度從100μm增加到300μm時(shí),接頭三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度上升趨勢(shì)平緩;由于銅箔在釬焊過(guò)程中大量溶解,削弱了釬料與ti(c,n)基金屬陶瓷的化學(xué)相容性,降低了界面結(jié)合力,從而嚴(yán)重制約了接頭強(qiáng)度的提高;使用鎳箔的突出特點(diǎn)表現(xiàn)在具有較高的界面強(qiáng)度,與施加銅箔的釬焊接頭相比強(qiáng)度顯著提高,但其緩解接頭殘余應(yīng)力的效果不如銅箔,在靠近釬縫的ti(c,n)基金屬陶瓷一側(cè)易引發(fā)殘余應(yīng)力集中現(xiàn)象。

針對(duì)立方氮化硼(cbn)超硬磨料高溫釬焊冷卻過(guò)程中可能產(chǎn)生較大熱應(yīng)力而導(dǎo)致磨粒破碎和接頭斷裂的問(wèn)題,利用彈塑性有限元法對(duì)ag-cu-ti合金釬焊cbn磨粒與45鋼基體時(shí)接頭的殘余應(yīng)力進(jìn)行模擬分析。結(jié)果表明;磨粒球體內(nèi)部中心軸線、中心平面半徑方向以及磨粒與釬料頂層圓形斷面半徑方向是磨粒內(nèi)部殘余應(yīng)力變化最顯著的區(qū)域,而圓形斷面邊緣部分為磨粒內(nèi)部最大殘余拉應(yīng)力的存在區(qū)域。試驗(yàn)驗(yàn)證有限元分析結(jié)果與測(cè)試結(jié)果基本一致?；谀チ?nèi)部的最大殘余拉應(yīng)力,為確保焊后磨粒強(qiáng)度和釬焊砂輪容屑空間,cbn磨粒在釬料層中的包埋深度宜控制在30%～40%之間。

本文采用數(shù)值模擬方法,分析了低強(qiáng)匹配對(duì)接接頭2種拘束條件、5種屈服強(qiáng)度匹配系數(shù)的焊接殘余應(yīng)力。結(jié)果表明,低強(qiáng)匹配接頭焊根處的三向殘余拉應(yīng)力較小,對(duì)靜載強(qiáng)度影響不大;焊趾處的三向殘余拉應(yīng)力較大,對(duì)疲勞強(qiáng)度和冷裂傾向有不利影響。自由狀態(tài)的縱向殘余應(yīng)力和兩端約束狀態(tài)的橫向殘余應(yīng)力,焊縫金屬屈服強(qiáng)度每降低25mpa,其殘余應(yīng)力減少約11mpa。

利用有限元軟件abaqus,開發(fā)了一個(gè)順次耦合的熱應(yīng)力有限元計(jì)算程序,對(duì)0cr18ni9/20和1cr5mo/20異種鋼焊接接頭殘余應(yīng)力進(jìn)行了有限元模擬分析.結(jié)果表明,無(wú)論是采用奧氏體不銹鋼焊條a302焊條還是鎳基焊條incone182焊條,0cr18ni9/20鋼和1cr5mo/20鋼焊接接頭中最大的軸向殘余應(yīng)力和環(huán)向殘余應(yīng)力產(chǎn)生在20鋼側(cè)的熱影響區(qū),0cr18ni9側(cè)有最小的焊接殘余應(yīng)力.采用incone182來(lái)代替a302可以有效地降低殘余應(yīng)力值,提高抗應(yīng)力腐蝕開裂的能力.

在氬氣保護(hù)爐中,采用銅基、銀基釬料對(duì)ti(c,n)基金屬陶瓷與45鋼進(jìn)行釬焊試驗(yàn)。通過(guò)觀察和分析釬焊接頭的結(jié)合情況及剪切試驗(yàn),表明ti(c,n)基金屬陶瓷具有較好的釬焊性;氬氣保護(hù)焊條件下,以h62為釬料的接頭的平均剪切強(qiáng)度為37mpa,以ag72cu28為釬料的接頭的平均剪切強(qiáng)度為51mpa

選用cu,nb,mo箔中間層,在特定的焊接參數(shù)條件下對(duì)ti(c,n)基金屬陶瓷/40cr鋼接頭進(jìn)行了釬焊試驗(yàn),分析比較了中間層與釬料的不同匹配對(duì)抑制裂紋形核及擴(kuò)展的影響。結(jié)果表明,中間層cu能有效釋放接頭殘余應(yīng)力,防止接頭產(chǎn)生裂紋;中間層nb易溶解并聚集成帶狀,并在該帶狀組織與釬縫界面萌生裂紋;中間層mo的減應(yīng)效果較差。影響ti(c,n)基金屬陶瓷/40cr鋼釬焊接頭殘余應(yīng)力的因素很多,應(yīng)綜合考慮各因素才能達(dá)到有效降低接頭應(yīng)力的目的。

基于熱-彈塑性相關(guān)理論,采用ansys的apdl語(yǔ)言編制焊接殘余應(yīng)力數(shù)值模擬程序,采用生死單元技術(shù)及間接耦合法模擬了典型焊接接頭只焊一條焊縫、兩條焊縫同時(shí)焊和兩條焊縫分開焊三種模擬方法的軸向焊接殘余應(yīng)力σx。結(jié)果表明:采用不同模擬方法,典型焊接接頭的變化規(guī)律一致,均在焊縫附近達(dá)到最大值;但采用不同方法得到的σx應(yīng)力水平不同,兩條焊縫的殘余應(yīng)力會(huì)相互影響,在進(jìn)行相關(guān)研究時(shí)這種影響需要考慮在內(nèi)。兩條焊縫分開焊與同時(shí)焊相比,分開焊可以在一定程度上減小焊縫中心附近區(qū)域的軸向焊接殘余應(yīng)力,且在焊縫的凸面這種減小作用更加明顯。

采用有限元數(shù)值模擬方法模擬了不同緩沖層和緩沖層厚度對(duì)接頭殘余應(yīng)力的影響,結(jié)果表明,對(duì)于同一種緩沖層,厚度不一樣,減少應(yīng)力的效果不一樣,都存在一個(gè)最佳厚度;使用cu箔、ni箔、ti箔對(duì)緩解殘余應(yīng)力非常有效,而使用mo箔作為應(yīng)力緩沖層可以調(diào)整殘余應(yīng)力場(chǎng)的分布狀態(tài)。

為研究整體絕緣焊熱過(guò)程,建立整體絕緣接頭對(duì)接焊三維溫度場(chǎng)有限元數(shù)值分析模型。考慮材料非線性并采用熱彈塑性有限元方法,模擬整體型絕緣接頭的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)及變形情況,同時(shí)模擬分析溫度場(chǎng)對(duì)整體型接頭密封性能的影響。

利用有限元分析軟件marc,對(duì)冷卻后的九層玻璃/鋁陽(yáng)極焊接試件進(jìn)行數(shù)值模擬分析,獲得了九層陽(yáng)極冷卻試件內(nèi)殘余應(yīng)力和應(yīng)變分布。模擬結(jié)果表明,試件冷卻后各處的冷卻收縮量不同,其內(nèi)部存在殘余應(yīng)力和應(yīng)變,試件發(fā)生翹曲;過(guò)渡層內(nèi)的等效應(yīng)力最大,且關(guān)于鋁層呈對(duì)稱分布;鋁層內(nèi)的等效應(yīng)力值達(dá)到了屈服極限,表明鋁層發(fā)生了塑性變形,且鋁層內(nèi)的等效應(yīng)變最大。

通過(guò)動(dòng)態(tài)掛片腐蝕實(shí)驗(yàn)、宏觀和金相組織觀察、sem及能譜分析等方法對(duì)采用cu-zn釬料、ag-cu釬料、cu-p釬料釬焊的無(wú)氧純銅-低碳鋼管釬焊接頭的耐蝕性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析.結(jié)果表明:采用cu-p釬料時(shí)鋼和釬縫間出現(xiàn)裂紋,接頭遭受腐蝕后銅管內(nèi)壁普遍腐蝕,同時(shí)釬縫因腐蝕而開裂;cu-zn釬縫成型好,但釬縫本身出現(xiàn)由于金相組織發(fā)生選擇性腐蝕而引起的局部蝕坑,銅管對(duì)應(yīng)處也出現(xiàn)明顯減薄性腐蝕;ag-cu釬料所焊接頭成型好,接頭各處腐蝕輕微.建議采用ag-cu釬料進(jìn)行銅-低碳鋼的釬焊

采用金相顯微鏡、電子顯微鏡、x射線能譜儀、顯微硬度、力學(xué)試驗(yàn)等檢測(cè)手段,對(duì)ta17鈦合金/ag95cunili/0cr18ni10ti不銹鋼釬焊接頭的組織特征進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:釬縫中不銹鋼/釬料一側(cè),形成了三層金屬間化合物釬縫組織;在鈦合金/釬料一側(cè),形成兩個(gè)組織區(qū)域;同時(shí),銀沿鈦合金晶間擴(kuò)散;在凝固釬焊接頭的釬縫中,靠近不銹鋼一側(cè)出現(xiàn)了ti、cu的富集;靠近鈦合金一側(cè)cu原子的含量明顯升高,釬縫中心區(qū)基本上是純銀;釬縫中除不銹鋼/釬料擴(kuò)散層外,其他各微區(qū)的顯微硬度并沒(méi)有增加;從釬縫斷口分析也證明釬縫中靠近不銹鋼一側(cè)是接頭最薄弱的位置。

一、請(qǐng)問(wèn)45#鋼與20#鋼焊接應(yīng)采用什么焊接材料？ 如果45#已經(jīng)是調(diào)質(zhì)后的焊接用j507、j506、j427恐怕不行。還 要用異種剛焊條焊接比較好，比如a302.焊條必須烘干,焊前預(yù)熱,焊 后熱處理,采用小電流，，焊絲h08a 一般情況下采用手工電弧焊，使用j507、j506、j427等堿性結(jié) 構(gòu)鋼焊條就行。如果沒(méi)有特殊要求，一般的j422焊條也可湊活。 我們公司設(shè)計(jì)都要求預(yù)熱150度，然后用e5016焊條進(jìn)行施焊 焊條用e5016預(yù)熱150度左右焊后注意緩冷 1、weldingpart 1)co2-gasarcwelding 2)weldingmustbedonefficiently 3)mustbepreheatingatweldingpart 4)don’texistundercutan

電機(jī)公司與日本三菱公司合作的核電項(xiàng)目中,汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)座的吊攀的母材采用的是45號(hào)鋼。另外,在韓國(guó)黨津的水輪機(jī)也采用45號(hào)鋼作為大軸主要材料。此研究主要從45號(hào)鋼與q235b的焊接;45號(hào)鋼作為基體母材,堆焊er316焊材,兩個(gè)方向來(lái)研究45號(hào)鋼的焊接性。

在釬焊時(shí)間120～1500s、釬焊溫度1093～1223k的條件下,采用ag-cu共晶釬料對(duì)銅和1cr18ni9ti進(jìn)行釬焊,利用掃描電鏡及能譜儀對(duì)其接頭的界面組織進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,接頭界面結(jié)構(gòu)為cu/cu(s.s)/ag(s.s)+cu(s.s)/1cr18ni9ti。以抗剪強(qiáng)度評(píng)價(jià)其接頭的力學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)當(dāng)釬焊溫度為1173k、保溫時(shí)間為300s時(shí),接頭抗剪強(qiáng)度最高,為214mpa。

采用有限元熱彈塑性分析方法對(duì)t形接頭不同焊接順序的殘余應(yīng)力和變形進(jìn)行模擬.有限元模型中選用三維實(shí)體單元,分析了材料物性參數(shù)隨溫度的變化和對(duì)流、輻射散熱的影響.運(yùn)用單元生死技術(shù)模擬t形接頭多道焊接過(guò)程,獲得了不同焊接順序t形接頭焊接溫度場(chǎng)和殘余應(yīng)力、變形場(chǎng),并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析.結(jié)果表明,焊接順序?qū)形接頭的殘余應(yīng)力和變形有較大的影響,采用先焊一側(cè),然后焊另一側(cè)的方案所得到的殘余應(yīng)力和角變形最小.

焊接殘余應(yīng)力存在導(dǎo)致q545r焊接接頭熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋。本文基于有限元軟件abaqus，開發(fā)了一個(gè)順次耦合的焊接殘余應(yīng)力有限元計(jì)算程序，對(duì)q345r焊接接頭熱影響區(qū)域補(bǔ)焊殘余應(yīng)力進(jìn)行了模擬計(jì)算，得到了補(bǔ)焊殘余應(yīng)力的分布規(guī)律。其結(jié)果表明：補(bǔ)焊后，殘余應(yīng)力值比焊態(tài)下殘余應(yīng)力值有所降低。橫向殘余應(yīng)力高于徑向殘余應(yīng)力，這意味著焊接區(qū)域產(chǎn)生縱向裂紋的可能性較高。為此，對(duì)實(shí)際補(bǔ)焊修復(fù)提出了建議，為優(yōu)化補(bǔ)焊工藝、控制殘余應(yīng)力提供了參考依據(jù)。

采用粉末疊層法制備了梯度層,以該梯度層作為緩解接頭殘余應(yīng)力的中間層材料,選用cumnni釬料,在1040℃,15min的工藝參數(shù)條件下,對(duì)yg6硬質(zhì)合金和40cr鋼進(jìn)行了釬焊試驗(yàn)。結(jié)果表明,采用梯度層作為緩解應(yīng)力的中間層材料,可以明顯減小釬焊接頭的內(nèi)應(yīng)力,大幅提高了接頭的強(qiáng)度;采用b梯度層接頭強(qiáng)度達(dá)656mpa。梯度層的層數(shù)對(duì)接頭強(qiáng)度有明顯的影響,梯度層厚度相同的情況下,層數(shù)越多其緩解內(nèi)應(yīng)力能力越高,接頭強(qiáng)度越高。

在鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)中,焊接作為至關(guān)重要的應(yīng)用技術(shù),其應(yīng)用的范圍非常廣泛,具有許多顯著的優(yōu)勢(shì),但是也具有一定的缺陷,鋼結(jié)構(gòu)焊接的殘余應(yīng)力和焊接中出現(xiàn)的變形問(wèn)題。在鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)中,如果出現(xiàn)鋼材結(jié)構(gòu)的溫度不均勻,就會(huì)導(dǎo)致鋼材結(jié)構(gòu)出現(xiàn)許多焊接殘余應(yīng)力,從而造成焊接的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形以及開裂問(wèn)題,影響了鋼結(jié)構(gòu)焊接施工質(zhì)量。本文主要針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)中殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因進(jìn)行了深入分析,并對(duì)殘余應(yīng)力的影響展開了探討,并提出了控制鋼結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力和變形的方法。

采用真空保護(hù)下的活性金屬釬焊法對(duì)95%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))氧化鋁陶瓷與低碳鋼進(jìn)行了釬焊,所用釬料為ag-cu-ti3活性釬料。通過(guò)x射線衍射儀(xrd)對(duì)界面的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行了物相分析,并用能譜儀(edax)分析了界面元素組成。結(jié)果表明,釬焊接頭界面的反應(yīng)十分復(fù)雜,反應(yīng)產(chǎn)物多種多樣,主要是ti3cu3o,ti3al,timn,tife2,tic等物質(zhì),界面的反應(yīng)層按al2o3陶瓷/ti3cu3o/ti3al+timn+tife2+ag(s,s)+cu(s,s)/tic/低碳鋼的規(guī)律過(guò)渡。

畢業(yè)論文 碳鋼的熱處理工藝 45號(hào)鋼 特性 常用中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。該鋼冷塑性一般，退火、正火比調(diào)質(zhì)時(shí)要稍好，具有較高的強(qiáng) 度和較好的切削加工性，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和耐磨性，材料來(lái)源 方便。適合于氫焊和氬弧焊，不太適合于氣焊。焊前需預(yù)熱，焊后應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火。 正火可改善硬度小于160hbs毛坯的切削性能。該鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，其綜合力學(xué)性能 要優(yōu)化于其他中碳結(jié)構(gòu)鋼，但該鋼淬透性較低，水中臨界淬透直徑為12~17mm，水淬時(shí)有 開裂傾向。當(dāng)直徑大于80mm時(shí)，經(jīng)調(diào)質(zhì)或正火后，其力學(xué)性能相近，對(duì)中、小型模具零 件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理后可獲得較高的強(qiáng)度和韌性，而大型零件，則以正火處理為宜，所以，此鋼 通常在調(diào)質(zhì)或正火狀態(tài)下使用。 液相線溫度 1495℃左右，碳含量0.42~0.50%。 參考對(duì)應(yīng)鋼號(hào)：中國(guó)gb標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)45；日本jis標(biāo)準(zhǔn)鋼

45號(hào)鋼簡(jiǎn)介 45號(hào)鋼,是gb中的叫法, jis中稱為:s45c astm中稱為1045,080m46, din稱為:c45。 45和40cr屬中碳鋼，焊接性不好，在焊接熱影響區(qū)容易產(chǎn)生裂紋和脆化等缺陷。 可以焊接時(shí)可試用如下工藝：焊接最好在退火狀態(tài)或正火狀態(tài)下進(jìn)行，焊接后再進(jìn)行熱處 理，開雙邊30度坡口，鈍邊剩2mm，要求焊透。焊前預(yù)熱200—300℃。焊接層間溫度控 制在260度以下。焊后熱處理620度保溫3小時(shí)，緩冷。焊條采用j857cr或j907cr。 化學(xué)成分含碳（c）量是0.42~0.50%，si含量為0.17~0.37%，mn含量0.50~0.80%，cr 含量<=0.25%。 處理方法熱處理推薦熱處理溫度：正火850，淬火840，回火600. 45號(hào)鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼,硬度不高易切削加工,