國(guó)內(nèi)外SUPER304H鋼焊接接頭熱影響區(qū)的組織對(duì)比

焊接接頭熱影響區(qū)軟化是細(xì)晶粒鋼焊接時(shí)普遍存在的問(wèn)題。用有限元分析方法,分析熱影響區(qū)軟化的焊接接頭屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度,以及接頭上的應(yīng)力分布和變形機(jī)制。分析結(jié)果表明,軟化熱影響區(qū)的屈服應(yīng)力降低和寬度增加對(duì)接頭的屈服強(qiáng)度降低影響較小,而對(duì)接頭抗拉強(qiáng)度降低影響較大,提高焊縫的屈服應(yīng)力可以提高熱影響區(qū)軟化接頭強(qiáng)度。同時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)外加應(yīng)力超過(guò)軟化熱影響區(qū)的屈服應(yīng)力時(shí),在熱影響區(qū)及其附近區(qū)域出現(xiàn)了三軸應(yīng)力狀態(tài),主應(yīng)力及mises等效應(yīng)力在有屈服應(yīng)力差別的區(qū)域交界處發(fā)生突變,使熱影響區(qū)的mises等效應(yīng)力降低,與之相鄰區(qū)域的mises等效應(yīng)力升高,從而可以對(duì)軟化熱影響區(qū)寬度及軟化程度影響焊接接頭強(qiáng)度的機(jī)制進(jìn)行解釋。

采用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡及能譜儀等手段,通過(guò)拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)和硬度試驗(yàn),研究超超臨界機(jī)組用super304h奧氏體耐熱鋼焊接接頭的微觀組織和力學(xué)性能。結(jié)果表明：super304h鋼焊接接頭的組織均為γ＋析出相,熱影響區(qū)的晶粒尺寸有明顯的長(zhǎng)大,焊縫組織是典型的胞狀樹(shù)枝晶,枝晶界上的析出相主要為nb（c,n）。super304h鋼焊接接頭具有較高的強(qiáng)度和良好的塑韌性,但接頭的組織形態(tài)對(duì)韌性有重要影響,粗大的柱狀晶是焊縫韌性降低的重要原因,熔合區(qū)因nb（c,n）析出強(qiáng)化硬度較高。

焊接接頭熱影響區(qū)軟化是細(xì)晶粒鋼焊接時(shí)普遍存在的問(wèn)題.用有限元分析方法,從屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度兩個(gè)方面對(duì)熱影響區(qū)軟化的焊接接頭的力學(xué)性能進(jìn)行分析.分析結(jié)果表明,與接頭的屈服強(qiáng)度相比,熱影響區(qū)軟化對(duì)接頭的抗拉強(qiáng)度有較大的影響;軟化的熱影響區(qū)的屈服應(yīng)力和寬度較焊縫對(duì)接頭的抗拉強(qiáng)度有較大的影響,而且存在臨界值,超過(guò)它們時(shí),使接頭的抗拉強(qiáng)度明顯降低;增加焊縫的屈服應(yīng)力可以改變臨界點(diǎn),提高熱影響區(qū)軟化焊接接頭的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度.而且發(fā)現(xiàn),試樣的長(zhǎng)度對(duì)測(cè)定熱影響區(qū)軟化的焊接接頭的抗拉強(qiáng)度沒(méi)有影響,而對(duì)其屈服強(qiáng)度的確定有一定影響.

本文采用加熱的方式模擬焊接過(guò)程中焊接接頭的受熱過(guò)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。

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(guò)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。

細(xì)晶粒鋼焊接接頭熱影響區(qū)晶粒粗化引起強(qiáng)度的局部下降,對(duì)接頭承載能力的影響需要做出定量評(píng)價(jià)。有限元分析發(fā)現(xiàn),在熱影響區(qū)軟化焊接接頭的拉伸試樣上,mises等效應(yīng)力分布具有確定的特征:在軟化的熱影響區(qū)減小,在與之相鄰的焊縫區(qū)和母材區(qū)相應(yīng)升高,分布規(guī)律符合指數(shù)函數(shù)規(guī)律,在熱影響區(qū)與焊縫及母材的交界面上發(fā)生突變,突變的幅度與交界面兩側(cè)材料的屈服應(yīng)力差值及外加載荷有一定相關(guān)性;在焊縫及母材區(qū)mises等效應(yīng)力增加量的積分等于熱影響區(qū)減少量的積分。在此基礎(chǔ)上提出了預(yù)測(cè)熱影響區(qū)軟化焊接接頭強(qiáng)度的方法,其預(yù)測(cè)結(jié)果與有限元分析有很好的一致性,可用于熱影響區(qū)軟化焊接接頭強(qiáng)度的預(yù)測(cè)和高匹配接頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)

細(xì)晶粒鋼焊接接頭熱影響區(qū)晶粒粗化引起的屈服應(yīng)力的局部下降,對(duì)接頭承載能力的影響需要做出定量評(píng)價(jià).用有限元分析方法發(fā)現(xiàn),熱影響區(qū)軟化焊接接頭的拉伸試樣,在屈服后的流變過(guò)程中,與熱影響區(qū)相鄰的焊縫區(qū)和母材區(qū)的mises等效應(yīng)力升高,分布規(guī)律符合指數(shù)函數(shù)規(guī)律,而在熱影響區(qū)則相應(yīng)減小,這種變化滿足力的平衡條件.在此基礎(chǔ)上提出了預(yù)測(cè)強(qiáng)度不均勻接頭抗拉強(qiáng)度的方法,其預(yù)測(cè)結(jié)果與有限元分析有很好的一致性,可用于熱影響區(qū)軟化焊接接頭抗拉強(qiáng)度的預(yù)測(cè)和高匹配接頭抗拉強(qiáng)度的設(shè)計(jì).

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(kāi)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

本文通過(guò)對(duì)不同熱處理保溫時(shí)間的焊接接頭進(jìn)行拉伸、彎曲和沖擊試驗(yàn),得到不同保溫時(shí)間對(duì)焊接接頭性能的影響,可以在生產(chǎn)過(guò)程中優(yōu)化焊接和熱處理工藝,在保證得到優(yōu)質(zhì)可靠的焊接接頭性能的前提下,減少能源消耗,提高生產(chǎn)效率。

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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q245r板埋弧焊對(duì)接試驗(yàn),研究了冷絲填充位置、冷絲填充量等工藝參數(shù)對(duì)焊接接頭微觀組織及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:冷絲填充參與了熔池?zé)崃W(xué)行為,從而減小了熔池?zé)釋?duì)母材過(guò)熱的損害;合理的冷絲填充量是保證工藝實(shí)現(xiàn)及獲得滿意組織和性能的關(guān)鍵。

國(guó)內(nèi)外焊接接頭彎曲試驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)述評(píng)

為提高熱處理后鋼軌焊接接頭平直度的控制精度,實(shí)驗(yàn)分析實(shí)際生產(chǎn)工藝和不同支撐條件下鋼軌焊接接頭分別靜置20h及30d時(shí)上拱量及殘余應(yīng)力的變化。結(jié)果表明,當(dāng)2m長(zhǎng)鋼軌焊接接頭試樣的軌頂溫度從55℃冷卻到室溫25℃時(shí),其上拱的減小量約為0.1mm;在自由放置狀態(tài)、支撐兩邊和支撐中間3種支撐條件下,試樣的變形量相似;試樣在不同支撐條件下放置30d后的上拱量變化較溫度引起其上拱量的變化小若干倍;試樣的軌頂及軌底主要承受軸向壓應(yīng)力,量值約在-300～-150mpa范圍內(nèi);在不同支撐條件下,室溫靜置30d后試樣的殘余應(yīng)力無(wú)明顯變化;在實(shí)際生產(chǎn)中,將熱處理后的鋼軌焊接接頭放置8～10h可以完全滿足矯形、精磨等后道工序的要求。

以板厚為16mm的q345qd為母材,采用埋弧自動(dòng)焊工藝,通過(guò)改變焊接電流和焊接速度來(lái)改變焊接線能量,對(duì)3組試板進(jìn)行拉伸和沖擊試驗(yàn),并觀察了焊縫金屬顯微金相組織,分析了焊接線能量對(duì)焊縫金屬?gòu)?qiáng)度和韌性的影響。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出如下結(jié)論:線能量過(guò)高將嚴(yán)重?fù)p害接頭韌性,適當(dāng)降低線能量可以得到強(qiáng)度和韌性均優(yōu)良的焊接接頭。

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(méi)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.

焊接接頭論文 基于國(guó)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(guó)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(kù)。嵌套了bsi/iiw/din6700標(biāo) 準(zhǔn)?；赽si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(guó)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(kù)；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(guò)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

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(guò)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。

分別選用ok13.31、ghs90和mk-ghs90焊絲,在線能量為12kj/cm的條件下對(duì)q890鋼進(jìn)行焊接試驗(yàn)。對(duì)3種焊接接頭的組織和硬度進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,ok13.31焊絲的焊接接頭硬度相對(duì)較低,與基材硬度差小,熱影響區(qū)軟化區(qū)寬度較小,焊接粗晶區(qū)具有相對(duì)多的貝氏體,該焊接接頭具有較好的力學(xué)性能。

super304h鋼是奧氏體型的超超臨界鍋爐用鋼。通過(guò)分析super304h鋼的焊接性能，選用nibas70／20-1g焊絲來(lái)焊接試板，并評(píng)定其焊接工藝。為保證焊接質(zhì)量，提出坡口打磨、全程持續(xù)充氬保護(hù)、控制熱輸入、坡口內(nèi)加絲等工藝措施來(lái)防止出現(xiàn)未熔合、內(nèi)凹等缺陷，試驗(yàn)數(shù)據(jù)及工程實(shí)踐均證明，選用nibas70／20-1g焊絲的鎢極氬弧焊工藝可保證super304h鋼焊接接頭的綜合力學(xué)性能符合要求。

利用周期浸潤(rùn)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.

板厚對(duì)焊接接頭疲勞強(qiáng)度的影響