搭接率對(duì)AISl202焊接接頭激光沖擊應(yīng)力分布的影響

焊接是一個(gè)復(fù)雜的工藝過程,對(duì)工程質(zhì)量優(yōu)劣及結(jié)構(gòu)安全具有直接的影響。在2個(gè)焊件之間,端面構(gòu)成的直角或者是接近直角接頭成為t形接頭。在實(shí)際上,對(duì)接接頭的焊縫通常略高于母材板面,在焊縫與母材的過渡處會(huì)存在應(yīng)力集中的現(xiàn)象。由于現(xiàn)階段控制和消除殘余應(yīng)力能力還不夠成熟,焊接殘余應(yīng)力會(huì)直接影響到鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和承載能力。因此,在具體實(shí)踐中,需要加強(qiáng)對(duì)t形接頭焊接應(yīng)力分布的影響研究,以確保焊接結(jié)構(gòu)安全可靠。

對(duì)工業(yè)純鈦的焊接性進(jìn)行了分析,根據(jù)氧化試驗(yàn)溫度與顏色的關(guān)系,針對(duì)焊接速度不變、電弧電壓不變、焊接保護(hù)措施不變,僅改變焊接電流研究焊接熱輸入對(duì)鈦材的焊縫、haz焊接性能的影響,通過檢驗(yàn)焊縫表面顏色與力學(xué)性能,討論了高溫區(qū)氧、氫、氮的吸收,溫度、硬度、顏色變化等對(duì)焊接性能的影響,總結(jié)在焊接保護(hù)措施保持不變條件下熱輸入對(duì)焊逢、haz組織的影響規(guī)律,并提出焊接該材料的優(yōu)化工藝措施,如焊前準(zhǔn)備、焊接材料、坡口形式、焊接工藝參數(shù)等焊接操作要點(diǎn),以保證焊接質(zhì)量。

利用有限元方法研究了偏軸單搭接膠接接頭和同軸單搭接膠接接頭的力學(xué)性能。結(jié)果表明,同軸單搭接膠接接頭可以使接頭搭接末端的彎矩變?yōu)榱?進(jìn)而有效地降低剝離應(yīng)力的峰值,減輕剪切應(yīng)力的集中程度,是一種較為合理的膠接接頭形式。

利用激光沖擊強(qiáng)化對(duì)12cr2ni4a不銹鋼焊接接頭進(jìn)行處理,比較了激光沖擊一次和二次前后焊接接頭拉伸性能、顯微硬度和表面殘余應(yīng)力.結(jié)果表明,12cr2ni4a焊接試件經(jīng)過二次激光沖擊強(qiáng)化后,顯微硬度提高了50%,抗拉強(qiáng)度由818.5mpa提升至863.8mpa,并且斷裂區(qū)域由焊接熱影響區(qū)轉(zhuǎn)移至基體處,焊接試件的拉伸性能顯著提高.激光沖擊強(qiáng)化消除的焊接殘余拉應(yīng)力是焊接接頭拉伸性能提高的主要原因.

利用有限元方法研究了金屬鑲嵌對(duì)單搭接接頭應(yīng)力分布的影響。結(jié)果表明,采用鑲嵌塊組成混合連接接頭,改變了接頭的應(yīng)力流線分布,鑲嵌塊承載,降低了搭接區(qū)中部膠層中的應(yīng)力;同時(shí)使被粘物中部的應(yīng)力增大,提高了接頭搭接區(qū)中部的承載能力;在重要部件或承載較大等情況下使用膠接接頭,建議采用金屬鑲嵌方式對(duì)接頭增強(qiáng),具有更強(qiáng)的承載能力和可靠性,有重要的實(shí)用價(jià)值。

用彈塑性有限元法研究了膠粘劑彈性模量和焊點(diǎn)相對(duì)位置對(duì)鋁膠焊雙搭接接頭膠層中應(yīng)力分布的影響.結(jié)果表明,膠粘劑彈性模量對(duì)鋁膠焊雙搭接接頭膠層中部和界面附近的應(yīng)力分布的影響較為顯著,采用低彈性模量膠粘劑使得焊點(diǎn)的承載作用突出;采用高彈性模量膠粘劑時(shí),膠層所承擔(dān)載荷增加.焊點(diǎn)中心位置對(duì)鋁膠焊雙搭接接頭膠層中部的應(yīng)力分布有一定影響,隨焊點(diǎn)中心向搭接區(qū)左側(cè)移動(dòng),鋁膠焊雙搭接接頭膠層中部的應(yīng)力峰值逐漸增大,等效應(yīng)力由焊點(diǎn)中心與搭接區(qū)中心重合時(shí)的55.2mpa增大到焊點(diǎn)中心距搭接區(qū)中心7mm時(shí)的77.4mpa,增幅達(dá)40.2%.因此采用低彈性模量膠粘劑和使焊點(diǎn)中心與搭接區(qū)中心重合可以有效提高接頭的承載能力.

采用彈塑性有限元法,研究了被粘物自由端外側(cè)、內(nèi)側(cè)斜削角度對(duì)鋁合金單搭接折曲接頭中應(yīng)力分布的影響。結(jié)果表明:被粘物自由端經(jīng)外斜削處理后,膠層中間段的各應(yīng)力分布無明顯變化;外斜削角度越大,剝離應(yīng)力峰值越高;被粘物自由端經(jīng)內(nèi)斜削處理后,內(nèi)斜削角度越小,膠層端部的軸向應(yīng)力峰值、剪切應(yīng)力峰值越小,但剝離應(yīng)力峰值越大。綜合考慮膠層中部的應(yīng)力分布情況,選擇內(nèi)斜削角度為5°時(shí)較適宜。

應(yīng)用有限元分析方法,針對(duì)平板對(duì)接接頭橫向拉伸試驗(yàn)和實(shí)際工作狀態(tài)下打底焊道為等強(qiáng)匹配、填充焊道為超強(qiáng)匹配時(shí)焊接接頭在外載荷作用下的應(yīng)力分布進(jìn)行計(jì)算分析。分析結(jié)果表明:焊接接頭內(nèi)部強(qiáng)度的不均勻性引起材料變形能力的差異是接頭應(yīng)力分布不均勻性的主要原因,打底焊道應(yīng)力低于其屈服強(qiáng)度,填充焊道是焊縫金屬的主要承載部分;焊接熱影響區(qū)對(duì)降低打底焊道和填充焊道強(qiáng)度不同引起的應(yīng)力集中起重要作用;實(shí)際工況下的接頭應(yīng)力分布較試驗(yàn)接頭應(yīng)力分布更加均勻,承載能力高于試驗(yàn)狀態(tài)的承載能力,在試驗(yàn)狀態(tài)和實(shí)際工況下,接頭的抗拉強(qiáng)度分別是母材抗拉強(qiáng)度的97.4%和99.4%。

本文采用加熱的方式模擬焊接過程中焊接接頭的受熱過程,對(duì)接頭進(jìn)行拉伸、彎曲和沖擊試驗(yàn),得到不同的熱循環(huán)對(duì)焊接接頭性能的影響規(guī)律,以便在實(shí)際生產(chǎn)中優(yōu)化焊接工藝,減小焊接熱循環(huán)對(duì)焊接接頭的影響,提高接頭使用性能。

本文通過對(duì)焊接試板及真機(jī)轉(zhuǎn)輪的殘余應(yīng)力測(cè)試,研究了水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪焊接接頭殘余應(yīng)力分布規(guī)律,通過熱處理前后的焊接殘余應(yīng)力的對(duì)比,對(duì)采用hs13-5和hs367兩種焊接材料焊接轉(zhuǎn)輪的焊后熱處理效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

基于結(jié)構(gòu)應(yīng)力的焊接接頭疲勞分析

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對(duì)a5083鋁合金焊接接頭進(jìn)行拋丸處理，測(cè)試拋丸前后焊接接頭的表面殘余應(yīng)力以及沿深度方向的殘余應(yīng)力。研究結(jié)果表明，經(jīng)拋丸處理后，接頭的應(yīng)力平均值均呈下降趨勢(shì)，拋丸前應(yīng)力平均值絕大多數(shù)為正數(shù)，表示接頭應(yīng)力為拉應(yīng)力狀態(tài)，拋丸后接頭應(yīng)力為負(fù)數(shù)，表示接頭應(yīng)力變?yōu)閴簯?yīng)力狀態(tài)，殘余應(yīng)力處于壓應(yīng)力狀態(tài)有利于抑制裂紋萌生，改善結(jié)構(gòu)的疲勞性能。拋丸對(duì)鋁合金焊接接頭殘余應(yīng)力的影響在600gm左右，拋丸對(duì)焊接接頭的改善應(yīng)力大小為180mpa左右。

碳對(duì)高強(qiáng)度奧氏體焊條熔敷金屬?zèng)_擊韌性的影響

采用手工焊和co2氣體保護(hù)焊在不同的焊接工藝下對(duì)5.8mm厚dp590進(jìn)行了焊接,采用盲孔法沿焊縫一側(cè)測(cè)量了從焊縫到母材的殘余應(yīng)力.結(jié)果表明,采用手工焊時(shí)焊縫區(qū)縱向應(yīng)力和橫向應(yīng)力均為拉應(yīng)力,當(dāng)熱輸入增加8.4%時(shí),殘余應(yīng)力沒有發(fā)生大的變化;采用co2氣體保護(hù)焊時(shí),焊縫區(qū)縱向應(yīng)力均為拉應(yīng)力,當(dāng)熱輸入增加33.1%,橫向應(yīng)力由壓應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓚?yīng)力,縱向應(yīng)力增加133mpa,增幅為140%,橫向應(yīng)力增加71mpa,增幅為322%.此外,從試驗(yàn)結(jié)果可以看出,熱輸入對(duì)橫向應(yīng)力的影響較縱向應(yīng)力大.

對(duì)a5083鋁合金焊接接頭進(jìn)行拋丸處理，測(cè)試拋丸前后焊接接頭的表面殘余應(yīng)力以及沿深度方向的殘余應(yīng)力。研究結(jié)果表明，經(jīng)拋丸處理后，接頭的應(yīng)力平均值均呈下降趨勢(shì)，拋丸前應(yīng)力平均值絕大多數(shù)為正數(shù)，表示接頭應(yīng)力為拉應(yīng)力狀態(tài)，拋丸后接頭應(yīng)力為負(fù)數(shù)，表示接頭應(yīng)力變?yōu)閴簯?yīng)力狀態(tài)，殘余應(yīng)力處于壓應(yīng)力狀態(tài)有利于抑制裂紋萌生，改善結(jié)構(gòu)的疲勞性能。拋丸對(duì)鋁合金焊接接頭殘余應(yīng)力的影響在600gm左右，拋丸對(duì)焊接接頭的改善應(yīng)力大小為180mpa左右。

對(duì)冷軋高強(qiáng)度trip800mpa、厚度為1.8mm的鋼板進(jìn)行在不同電極壓力條件下的點(diǎn)焊實(shí)驗(yàn),并通過金相觀察、硬度測(cè)試和拉伸實(shí)驗(yàn)對(duì)焊接接頭的組織和性能進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明當(dāng)電極壓力過小或過大時(shí)都導(dǎo)致點(diǎn)焊接頭強(qiáng)度較低,而最佳點(diǎn)焊工藝參數(shù):焊接電流為8000a,焊接時(shí)間為20cyc,電極壓力為400kgf。

２００３年增刊 ??。矗薄? 機(jī)械動(dòng)力學(xué)專集 靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)加載的加載速度和試樣變形速度 比較低，未計(jì)及其對(duì)斷裂過程帶來的影響。在高的加 載速度和試樣變形速度情況下，材料變形和斷裂的 性質(zhì)發(fā)生了改變。當(dāng)加載速度提高時(shí)，材料塑性變形 過程受到了約束和限制，使材料的屈服點(diǎn)升高，塑性 有可能降低，形變硬化過程也受到影響，從而增加了 材料的脆化傾向。對(duì)含缺口、裂紋等缺陷的構(gòu)件，即 使加載速度并不高，在缺口、裂紋的尖端也能達(dá)到很 高的變形速度，此時(shí)同樣會(huì)增加材料的脆化傾向。因 此，在高速?zèng)_擊載荷作用下，焊接接頭的沖擊斷裂韌 性應(yīng)該與在靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)載荷作用下有很大不同。 一、試驗(yàn)安排 試驗(yàn)利用ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ小氣炮加載裝置［１］對(duì)沖擊 試樣進(jìn)行高速?zèng)_擊加載。試驗(yàn)中子彈質(zhì)量ｍ１＝３． ０８３ｋｇ，沖擊桿質(zhì)量ｍ２＝６．５ｋｇ。為了研究焊接組配、 沖擊速度及焊縫不同區(qū)域?qū)附咏宇^

焊接接頭論文 基于國外標(biāo)準(zhǔn)的焊接接頭疲勞設(shè)計(jì)與工藝實(shí)現(xiàn)一體化研究 摘要：綜述了基于國外標(biāo)準(zhǔn)的焊接接頭疲勞設(shè)計(jì)與工藝實(shí)現(xiàn)一體 化研究的重要性，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。嵌套了bsi/iiw/din6700標(biāo) 準(zhǔn)。基于bsi和iiw標(biāo)準(zhǔn)中接頭形式，可確定焊接接頭的疲勞等級(jí)； 根據(jù)已知的焊接接頭的應(yīng)力譜，基于miner疲勞積累損傷理論，可計(jì) 算出焊接接頭的疲勞壽命：根據(jù)din6700標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)打印焊接工藝 文件，從而實(shí)現(xiàn)基于國外標(biāo)準(zhǔn)的焊接接頭疲勞壽命預(yù)測(cè)與工藝要求的 一體化。算例證明該系統(tǒng)具有很好的工程應(yīng)用價(jià)值。 關(guān)鍵詞：焊接接頭；數(shù)據(jù)庫；一體化 在工程機(jī)械使用中，焊接結(jié)構(gòu)件的焊接接頭或焊縫金屬容易引發(fā) 結(jié)構(gòu)疲勞破壞，嚴(yán)重影響機(jī)械設(shè)備的壽命。通過計(jì)算焊接接頭的疲勞 壽命預(yù)測(cè)可以預(yù)先知道焊接接頭的壽命，從而保證產(chǎn)品的運(yùn)行的安全 性。bs標(biāo)準(zhǔn)和iiw標(biāo)準(zhǔn)提供了各種焊

焊接接頭組織 電弧焊接時(shí)，焊接電弧使焊件局部加熱和熔化，同時(shí)加入填充金屬(焊條或焊 絲)，形成金屬熔池，并不斷把熱量傳給周圍冷的母材金屬。當(dāng)電弧移開后，熔 池的溫度迅速降低，熔池中液體金屬凝固成焊縫。由于熱傳導(dǎo)的作用，母材將受 到不同程度的加熱和冷卻，相當(dāng)于進(jìn)行了一次熱處理，使其組織和性能發(fā)生了變 化，這部分金屬所占的區(qū)域就稱為焊縫的熱影響區(qū)。焊接接頭是焊縫和熱影響區(qū) 的總稱。 由于電弧對(duì)焊接接頭的加熱是不均勻的，焊縫區(qū)溫度達(dá)到金屬的熔化溫度， 而在整個(gè)熱影響區(qū)中，離焊縫越近溫度就越高。因此，在焊接接頭組織中不僅組 織和性能都不均勻，而且在焊縫和熱影響區(qū)中還容易產(chǎn)生各種焊接缺陷，存在焊 接殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中。焊接接頭組織和性能與焊接方法、焊接規(guī)范、接頭形式 等因素有關(guān)，并直接影響焊接結(jié)構(gòu)的性能和可靠性。 熱影響區(qū)某點(diǎn)加熱的最高溫度、高溫停留時(shí)間及冷卻速度

利用周期浸潤循環(huán)腐蝕實(shí)驗(yàn),結(jié)合掃描電鏡以及電化學(xué)分析等手段,研究了不同耐候指數(shù)的焊接材料對(duì)耐候鋼焊接接頭耐腐蝕性能的影響.結(jié)果表明,采用普通焊接材料焊接得到的焊接接頭銹層厚度不均勻,焊接接頭處局部腐蝕嚴(yán)重.采用與母材耐候指數(shù)相近的焊接材料焊接得到的焊接接頭銹層區(qū)分為內(nèi)銹層和外銹層,內(nèi)銹層致密且存在大量cr元素,焊接接頭與母材發(fā)生均勻腐蝕.

試驗(yàn)研究了tig焊電弧重熔前后焊接接頭的形狀與尺寸、金相組織、硬度、焊接殘余應(yīng)力的變化。研究結(jié)果表明:tig焊電弧重熔后母材與焊縫之間過渡平滑,重熔區(qū)硬度變化不大,焊趾處焊接殘余應(yīng)力明顯降低,焊接接頭的綜合性能得到了明顯提高。