搭接率對AISl202焊接接頭激光沖擊應力分布的影響

焊接是一個復雜的工藝過程,對工程質(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。在實際上,對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存在應力集中的現(xiàn)象。由于現(xiàn)階段控制和消除殘余應力能力還不夠成熟,焊接殘余應力會直接影響到鋼結(jié)構(gòu)的強度和承載能力。因此,在具體實踐中,需要加強對t形接頭焊接應力分布的影響研究,以確保焊接結(jié)構(gòu)安全可靠。

對工業(yè)純鈦的焊接性進行了分析,根據(jù)氧化試驗溫度與顏色的關(guān)系,針對焊接速度不變、電弧電壓不變、焊接保護措施不變,僅改變焊接電流研究焊接熱輸入對鈦材的焊縫、haz焊接性能的影響,通過檢驗焊縫表面顏色與力學性能,討論了高溫區(qū)氧、氫、氮的吸收,溫度、硬度、顏色變化等對焊接性能的影響,總結(jié)在焊接保護措施保持不變條件下熱輸入對焊逢、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,如焊前準備、焊接材料、坡口形式、焊接工藝參數(shù)等焊接操作要點,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?進而有效地降低剝離應力的峰值,減輕剪切應力的集中程度,是一種較為合理的膠接接頭形式。

利用激光沖擊強化對12cr2ni4a不銹鋼焊接接頭進行處理,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力.結(jié)果表明,12cr2ni4a焊接試件經(jīng)過二次激光沖擊強化后,顯微硬度提高了50%,抗拉強度由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.激光沖擊強化消除的焊接殘余拉應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單搭接接頭應力分布的影響。結(jié)果表明,采用鑲嵌塊組成混合連接接頭,改變了接頭的應力流線分布,鑲嵌塊承載,降低了搭接區(qū)中部膠層中的應力;同時使被粘物中部的應力增大,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接頭增強,具有更強的承載能力和可靠性,有重要的實用價值。

用彈塑性有限元法研究了膠粘劑彈性模量和焊點相對位置對鋁膠焊雙搭接接頭膠層中應力分布的影響.結(jié)果表明,膠粘劑彈性模量對鋁膠焊雙搭接接頭膠層中部和界面附近的應力分布的影響較為顯著,采用低彈性模量膠粘劑使得焊點的承載作用突出;采用高彈性模量膠粘劑時,膠層所承擔載荷增加.焊點中心位置對鋁膠焊雙搭接接頭膠層中部的應力分布有一定影響,隨焊點中心向搭接區(qū)左側(cè)移動,鋁膠焊雙搭接接頭膠層中部的應力峰值逐漸增大,等效應力由焊點中心與搭接區(qū)中心重合時的55.2mpa增大到焊點中心距搭接區(qū)中心7mm時的77.4mpa,增幅達40.2%.因此采用低彈性模量膠粘劑和使焊點中心與搭接區(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)斜削角度對鋁合金單搭接折曲接頭中應力分布的影響。結(jié)果表明:被粘物自由端經(jīng)外斜削處理后,膠層中間段的各應力分布無明顯變化;外斜削角度越大,剝離應力峰值越高;被粘物自由端經(jīng)內(nèi)斜削處理后,內(nèi)斜削角度越小,膠層端部的軸向應力峰值、剪切應力峰值越小,但剝離應力峰值越大。綜合考慮膠層中部的應力分布情況,選擇內(nèi)斜削角度為5°時較適宜。

應用有限元分析方法,針對平板對接接頭橫向拉伸試驗和實際工作狀態(tài)下打底焊道為等強匹配、填充焊道為超強匹配時焊接接頭在外載荷作用下的應力分布進行計算分析。分析結(jié)果表明:焊接接頭內(nèi)部強度的不均勻性引起材料變形能力的差異是接頭應力分布不均勻性的主要原因,打底焊道應力低于其屈服強度,填充焊道是焊縫金屬的主要承載部分;焊接熱影響區(qū)對降低打底焊道和填充焊道強度不同引起的應力集中起重要作用;實際工況下的接頭應力分布較試驗接頭應力分布更加均勻,承載能力高于試驗狀態(tài)的承載能力,在試驗狀態(tài)和實際工況下,接頭的抗拉強度分別是母材抗拉強度的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,對接頭進行拉伸、彎曲和沖擊試驗,得到不同的熱循環(huán)對焊接接頭性能的影響規(guī)律,以便在實際生產(chǎn)中優(yōu)化焊接工藝,減小焊接熱循環(huán)對焊接接頭的影響,提高接頭使用性能。

本文通過對焊接試板及真機轉(zhuǎn)輪的殘余應力測試,研究了水輪機轉(zhuǎn)輪焊接接頭殘余應力分布規(guī)律,通過熱處理前后的焊接殘余應力的對比,對采用hs13-5和hs367兩種焊接材料焊接轉(zhuǎn)輪的焊后熱處理效果進行了評價。

基于結(jié)構(gòu)應力的焊接接頭疲勞分析

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

碳對高強度奧氏體焊條熔敷金屬沖擊韌性的影響

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

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

對冷軋高強度trip800mpa、厚度為1.8mm的鋼板進行在不同電極壓力條件下的點焊實驗,并通過金相觀察、硬度測試和拉伸實驗對焊接接頭的組織和性能進行了分析。分析結(jié)果表明當電極壓力過小或過大時都導致點焊接頭強度較低,而最佳點焊工藝參數(shù):焊接電流為8000a,焊接時間為20cyc,電極壓力為400kgf。

焊接接頭組織 電弧焊接時，焊接電弧使焊件局部加熱和熔化，同時加入填充金屬(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。由于熱傳導的作用，母材將受 到不同程度的加熱和冷卻，相當于進行了一次熱處理，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。 由于電弧對焊接接頭的加熱是不均勻的，焊縫區(qū)溫度達到金屬的熔化溫度， 而在整個熱影響區(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 接殘余應力和應力集中。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)某點加熱的最高溫度、高溫停留時間及冷卻速度

研究了鍍鋅板激光焊接接頭鋅的分布及焊接接頭耐蝕性能。定量及sem分析表明,焊縫中表面只殘留少量鋅,在焊縫兩側(cè)的熱影響區(qū),鋅層厚度呈梯度分布。激光焊縫窄,基材鋅層陽極保護作用得以保存,激光焊接板仍具有較好耐蝕性。

通過進行adb610d鋼焊接接頭的沖擊吸收功akv的測定試驗及數(shù)據(jù)采集,建立了確定沖擊吸收功的統(tǒng)計分布模型,經(jīng)多種數(shù)理統(tǒng)計檢驗,對akv的統(tǒng)計分布函數(shù)進行了擬合檢驗。結(jié)果表明:威布爾二參數(shù)分布函數(shù)是描述adb610d鋼焊接接頭沖擊吸收功akv的最佳擬合分布函數(shù)。

mag焊焊接接頭的研究 通過理論分析和焊接對比試驗，提出了適合mag焊焊接特點的焊接接頭設計的一 些原則，這些原則對提高焊接生產(chǎn)率，降低成本，具有較大的實用價值。 1提出問題 mag(metalaativegasarewelding)焊是熔化極活性氣體保護電弧焊的英文簡 稱。它是在氬氣中加入少量的氧化性氣體（氧氣,二氧化碳或其混合氣體）混合 而成的一種混合氣體保護焊。目前我國常用的是80%ar+20%二氧化碳的混合氣體， 由于混合氣體中氬氣占的比例較大，故常稱為富氬混合氣體保護焊。mag焊既有 氬弧焊的特點，如電弧穩(wěn)定、飛濺少，易獲得噴射過渡，又具有氧化性，克服了 純氬弧焊時表面張力過大，液體金屬粘稠，斑點漂移等問題，改善了焊縫成形。 同時在氬氣中加入的二氧化碳，加劇了電弧中的氧化反應，氧化反應放出的熱量， 增加了熔深，提高了焊絲熔化系數(shù)。因此mag焊現(xiàn)已在焊

應用ansys有限元應力分析軟件,根據(jù)鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設計規(guī)定(hg20583-1998),分別建立了內(nèi)部施焊和外部施焊的內(nèi)伸入式接管與殼體間焊接接頭的模型,分析了焊接接頭處應力分布情況,并對焊接接頭處的應力進行了對比。結(jié)果表明,內(nèi)部施焊的整個焊縫x方向的應力平均值大于外部施焊焊縫;外部施焊的整個焊縫y方向應力水平略大于內(nèi)部施焊焊縫;內(nèi)部施焊焊縫等效應力的應力值小,但其高應力區(qū)域范圍較大。